本刊专稿
整理：徐蓓
来源：解放周末（jiefangzhoumo）
近日，在由山东省社科联、山东大学、齐鲁晚报、山东博物馆联合主办的齐鲁大讲坛上，中国科学院院士、中国月球探测工程首席科学家欧阳自远做了题为《中国的探月梦》的演讲。演讲中，他介绍了中国正在进行的“嫦娥探月”计划，以及向火星、木星发射探测器的一系列计划。他表示，自己最大的心愿就是亲眼看到中国有能力探测整个太阳系。
这一撞撞出了月球
首先我得说说月亮。
为什么地球的周围只有一个月亮？几百年来，科学家们做了无数研究。最近30年有一种理论得到了越来越多的证明。这种理论大致是这样的：我们的地球在太阳系里形成以后，大约在45亿年以前，有一个火星大小的天体撞上了地球。这一撞，撞出很多的碎块，这些碎块在地球的外围慢慢汇集起来，就形成了月亮。
同时，这一撞，还把我们地球的自转轴撞歪了，留下了一个“残疾”——地球歪了23.5度。但是这个“残疾”太妙了，为什么呢？假如地球的自转轴是垂直黄道面直着自转、又绕着太阳公转的话，地球上每一个地方永远只有一个季节；正因为被撞歪了，每一个地方离太阳的距离都是变化的，所以地球上才出现了春夏秋冬，这就是春夏秋冬的起源。
大家都知道，月亮给地球上的海洋带来了潮汐的变化。此外，月亮还有一个功能。你看月球表面上全是大大小小的撞击坑，大的直径几百公里，小的才几米、几十米，表面被砸得坑坑洼洼的。这是因为地球外面有好几万颗小行星，时不时地撞在地球上，而月球围绕着地球公转，它因此抵挡了很多本来应该撞到地球上的小行星。所以说，月亮是我们地球忠实的保卫者。
大家可能没有注意到，我们看到的月亮永远是半个月亮，永远也看不到另半个月亮。为什么？因为月亮按逆时针方向自转，同时它又绕着地球公转，它自转一圈跟绕地球公转一圈的时间相等，我们称为“潮汐锁定”，所以转来转去，你只能看到半个永远是同样的月亮，另半个月亮你站在地球上绝对看不到。
月亮究竟有多大？已经测出来了，月亮的表面积有3800万平方公里，约等于4个中华人民共和国版图的总和。月亮表面有一个特点，因为月亮的个头特别小，它的引力不足以把大气拴在它的表面，所以它的表面是真空状态，一点空气也没有。
这就造成两个后果：第一，没有声音的传导，所以月亮上完全是一个死寂的世界，完全没有任何声响。第二，没有温度的传导，如果站在月亮上，照着太阳的时候，温度是零上120-130℃，而没照着太阳的时候，温度就是零下150℃到零下180℃。也就是说，一块石头被太阳照着的地方是零上100多℃，它的影子则是零下100多℃。
月亮上就是这么一个极其恶劣的环境，所以月亮上没有任何生命，也没有一滴水。
争相探测月球的原因
那么，对于这么一个月亮，我们为什么还要花那么多钱去探测呢？
1958年，美国和苏联这两个超级大国为了争夺空间霸权，曾在探测月球上展开了一场激烈的竞争。他们一共发射了108个探测器。整个探测过程中，一开始是苏联节节领先，但是到了上世纪60年代初，美国总统肯尼迪制订了“阿波罗计划”，最后实现了6次载人登月，一共有12名美国宇航员登上了月球。美国从月球上带回了381.7公斤的月球样品，使人类对月球有了全面的了解。苏联一个人也没有登上月球，在这一场空间霸权的争夺中，美国取得了最终胜利，独揽空间霸权。
然而，从那以后，美国转而致力于搞航天飞机和国际空间站，一直到上世纪末，美国总统老布什又提出要“重返月球”。现在，提出计划要探测月球的国家，包括美国、中国、俄罗斯、日本、德国、英国、法国、乌克兰、奥地利、巴西、印度、韩国等等。目前的第二波月球探测高潮，一共发射了14个探测器，其中中国发射了3个，应该说在这一轮月球探测中，我们处于领先地位。
为什么这么多国家都要去探测月球？
第一，月球具有重大的军事战略地位，它是当代太空战的新的制高点。
第二，月球有丰富的能源。月球有两种能源，一种是太阳能。因为月亮上是真空状的，没有风、没有云、没有雨，没有任何建筑物和人类活动，所以月球表面太阳能的能量密度比地球上大多了。
月球上还有一种能源原料。我们人类的终极能源不是核电站，也不是石油、煤、天然气，而是核聚变发电，就是利用氢弹的原理在高温下让两个氢的同位素氘和氚聚变发电。氚是一种放射性核素，氘和氚聚变反应后产生中子，不利于防护。科学家希望用氦-3来替代氚，但是地球上几乎没有氦-3，而月球的土壤里含有大量的氦-3。假如这种核聚变发电的能源原料能够利用的话，全世界一年的总能源需求只要100吨氦-3就够了，我们中国全年的能源需求只需要8吨氦-3，全世界人类社会持续发展的能源问题全能解决了。
第三，月球的环境非常恶劣，日夜温差巨大、超高真空、无磁场、弱重力、宇宙辐射很强，但是它的环境很洁净，很多产品的生产需要具备这种环境和条件，就可以到月亮上去生产。另外在月亮上可以观测天文，可以做很多科学实验，因为地球上创造不出这个条件。
第四，月球上的资源太丰富了，有铁矿、钛矿、铀矿，还有很多稀土矿藏等等。
这就是目前世界上很多国家都争相制定探测月球计划的原因。
自力更生的“嫦娥探月”计划
谈到中国的月球探测，中国刚刚建国的时候没有这个条件，因为我们一穷二白，没有科技人才，没有技术能力，也没有钱。
1993年，我们开始对月球探测进行必要性和可行性的论证，结果论证了两年，专家给的结论是：非常有必要、完全有可能。第二阶段，又花了两三年时间，我们制定了月球探测的发展战略和长远规划。第三阶段，对我国第一颗绕月人造卫星“嫦娥1号”进行深化论证，一定要扎扎实实，取得成功。为此，一共进行了10年的科学论证，非常艰难。
得知中国开始月球探测后，美国决定不卖任何一个元器件给中国，要封锁和扼杀中国的“嫦娥探月工程”。此外，他们还限制美国的科学家到中国来，也禁止中国科学家去美国参加学术活动，我已经有14年被禁止进入美国。所以，我们只有一条路，这条路就是自力更生、艰苦奋斗、自主创新。没有别的路，我们中国人自己要争口气，咬紧牙关自己干出来。
2004年大年初二，温家宝总理批准了第一次月球探测计划。当时我们报的经费是14亿元，刚好北京市宣布要建新的地铁，每公里地铁的造价是7亿元。也就是说，我们中国第一次去月球，火箭、飞船、卫星的所有费用，再加上基础设施的建设，还要培养出一支专业人才队伍，总共才花费14亿元，只相当于北京市修2公里地铁的钱。最终，我们真的做到了这一切，没有多花一分钱。
我向大家简短说一说三次月球探测的情况。“嫦娥1号”是2007年10月24日发射的我国第一颗绕月亮飞行的卫星。它一共飞了一年零四个月，实现了全面、总体、综合地探测月球。就像苏联“航天之父”康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基所说，“我们人类生活在地球上，地球是我们人类的摇篮，人类终将长大离开自己的摇篮，而走向太阳系的其他空间”。我们中国人发射了一二百个卫星，杨利伟、翟志刚等宇航员都上天了，但是我们仍然没有离开摇篮，只是绕着地球转，我们并没有长大。而这一次，是中国人尝试着第一次离开我们自己的摇篮，冲出地球，奔向月球。
“嫦娥1号”走了13天14个小时19分，行程206万公里，终于到达月球。这段日子真是熬死人了，我们每天都担心，怕它路上遇到什么问题，最后它按照计划进入预定轨道，开始绕着月亮转。我们中国人真的冲出了地球！
我们第一次到月球去，有很多事情别人已经干过了，比如说制作一张月亮地图，中国人虽然去得晚，但也得做出一张地图来。“嫦娥1号”飞离月面200公里高，用照相机拍摄，但我们的照相机不一样，可以同时拍三张照片，一个往前看、一个往下看、一个往后看，连续地拍下来，这样三张照片就可以构成立体的照片。卫星上还携带有激光测高仪，每一秒测一个月面的高度，飞行一年零四个月就可以测2000多万个点，把这些点连起来就是立体图，精确极了。最后，我们公布了一张全世界最好的月球地图。
我们还做了一些别人从来没有做过的事，比如用微波辐射计，测量月球表面的亮度温度，计算月球土壤层的厚度、土壤的分布和氦-3资源的分布与总资源量。根据我们的探测，月球上氦-3的总资源量约为103-129万吨，这是我们中国人第一个测出来的。
月亮上有个真正的广寒宫
“嫦娥2号”是1号的备份，又做了很多改进。
“嫦娥2号”于2010年发射，直奔月球，4天半到达。飞离月球的高度是100公里，这个高度基本上就是贴着月亮表面在飞。照相机也改进了，像人眼一样。根据它传回的图像，我们做成了一张分辨率7米的全月球影像图和三维立体图，是当今精度最高、全球覆盖的月球地图，目前全世界都在用这张图。
“嫦娥2号”完成探月任务后，又做了两件工作。一是飞到离地球150万公里远的地方，到达日地引力平衡的拉格朗日L2点的位置，让它打开全部仪器监视太阳活动与太阳爆发。它一共监视了235天，积累了大量科学探测资料。二是探测一个名叫“战争之神”的小行星，它很有可能于2029年撞向地球。“嫦娥2号”与小行星见面的位置离地球702万公里，交会小行星的距离为860米，就那样擦肩而过，拍摄到小行星的形状、大小、表面结构和运动特征。
现在“嫦娥2号”继续绕着太阳在远航，目前离我们地球大概有4亿多公里，我们真的非常怀念它。根据我们的设计，它将于2029年再回到地球附近，我们祝福它一路平安。
“嫦娥2号”发回的全部数据，我们无偿发给全国的高校、研究院所使用。一年以后，我们已经把全部探测数据上传到网上给全世界的科学家下载使用，我们中国人也应该对世界有所贡献。
“嫦娥3号”于2013年发射，它的任务是落月探测，它有一个着陆器、一个月球车，实现着陆器的就位探测与月球车的巡视探测的联合探测。着陆器要四条腿平稳落在月球上，月球车能自己在月球上行走。因为我们在地球上完全来不及指挥着陆器精确选择着陆位置，它真的是靠自己的智慧拍了4763张照片，最后选了一个较为平整的位置降落，它的周围全是坑。着陆器着陆后，有两个轨道搭到月球上，月球车就沿着轨道走向月面，“玉兔号”月球车的足迹刻在了月球上。
着陆器上携带有四台仪器，其中有两台是国际上首次应用。我们在月球上用近紫外望远镜开展巡天观测，有很多新的发现；在国际上我国首次应用极紫外相机探测地球空间的环境变化。月球车也携带有四台探测仪器，主要是测定月球表面的物质成分与结构；月球车底下装有一台雷达，为什么要安装雷达呢？因为它在上面走，就能知道地底下分成几层，是什么构造，这也是世界上第一次。
月球车在第一天走了一段路，然后在那里过了夜，第二天又干了一点活，以后就完全不能工作了。我们本来计划要让它走10公里，结果没有完成任务，我们一定会吸取这些教训，不断改进我们的工作。
但是无论如何，“嫦娥3号”实现了前所未有的突破。现在“嫦娥3号”着陆的这块虹湾地区，我们已经向国际上申请并得到了批准，被命名为“广寒宫”，所以月亮上有了一个真正的“广寒宫”。
中国应该也有能力，飞得更远
我们国家提出2020年要全面建成小康社会，中国要进入创新型国家的行列；2030年我们要进入创新型国家前列，2049年我们要成为世界科技的强国。
在中国共产党成立100周年，也就是2021年以前，我们将完成三项任务，迎接第一个100年的到来。
第一，2017年年底要发射“嫦娥5号”，实现首次地外天体自动采样返回，首次在月球表面自动采样，首次从月面起飞，首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接，首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。
“嫦娥5号”将携带轨道器、返回器、着陆器和上升器，总重8.2吨，由长征5号火箭运载，进入奔月轨道，实施月面软着陆。它将在月面进行电铲铲取月壤样品，自动钻孔获取月壤和月岩碎屑样品，安全放置在返回器内。上升器将返回器带入近月空间，然后返回器与轨道器交会对接，轨道器携带返回器返回近地空间，释放返回器再入地球大气层。为了让返回器安全进入地球大气层，我们采用半弹道返回方式做了试验，当返回器进入大气层后，让它跳出地球大气层，再进入地球大气层，返回器的温度就降低了，速度也降慢了，这非常像用石块在水面上打水漂的动作。最终，所有的月球样品将完好地降落在中国的国土上。
第二，2018年，我们要完成一个更艰难的任务，就是发射着陆器和月球车到月球背面，实施人类历史上第一次对月球背面的探测。由于月球背面的特殊环境，还要发射一个轨道器到拉格朗日L2点，担负中继星的任务。在完成了这些任务之后，我们能够到达月球、软着陆月球和安全返回地球，才能完全有把握使中国的航天员登上月球并安全返回地球，进一步建设月球基地，开发利用月球。
第三，要去探测更遥远的天体。中央领导多次表示希望我们飞得更远，要探测太阳系更遥远的天体，因此我们制订了太阳系的探测计划。我们要探测太阳系里到底还有没有生命，行星到底是怎么起源的，我们能不能在太阳系里找到一个星球改造一下，让它变成第二个地球。目前唯一的选择就是火星，2020年我们将首次探测火星，发射火星轨道器和火星车，实施火星卫星和火星车的天地联合探测火星。
2021年以后，我们还要探测地球周围的近地小行星，实施小行星采样返回；开展火星采样返回；木星和木卫4探测以及行星际穿越探测。
总而言之，我们中国应该飞得更远，我们也有能力飞得更远，我们一定要为中华民族的伟大复兴作出新的贡献，也要为人类社会的持续发展作出更大的贡献。
