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嫦娥探月,为人类科学贡献了什么

2020-12-04 我要评论(0 )   

12月1日深夜,嫦娥五号成功着陆月球,2日凌晨完成钻取采样及封装,吸引了全球目光。那么,中国探月工程的意义何在,又为世界科学做出了什么贡献?11月26日,中国科学院...

12月1日深夜,嫦娥五号成功着陆月球,2日凌晨完成钻取采样及封装,吸引了全球目光。那么,中国探月工程的意义何在,又为世界科学做出了什么贡献?11月26日,中国科学院院士、中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远在2020中国南京矿物与文化高峰论坛暨矿晶鉴赏与投资研修班上作了详细解读。

  嫦娥五号的目标是实现中国首次月球无人采样返回。不光中国,美国、俄罗斯、日本、德国、英国、法国、乌克兰、奥地利、巴西、印度、韩国等国都提出了自己的探月计划,全球掀起了第二次探月高潮。

  其背后原因何在?欧阳自远表示,月球的重要性超出一般人的认识。美国人说,谁控制了月球,谁就控制了环地球的太空。月球的军事战略地位是地球没法比的,使用激光武器和微波武器,只要1.3秒就可以攻击到地球上的目标。

  月球还可以帮助解决地球的能源问题。月球没有大气和磁场,太阳能的能量密度比地球高得多,而且月球永远只有一面对着地球,如果能沿着月球赤道宽400公里,长11000公里的范围内修一圈太阳能发电设备,清洁能源以现在的技术就可以通过激光和微波传回地球,可以供应人类所有的能源需求。

  此外,核聚变发电——像太阳那样发光发热——是人类的终极能源解决方案,要制造“人造小太阳”就需要用到氘和氚。地球上基本上没有氚,需要用稀缺的氦3替代,价格每吨40亿美元,但是太阳风在月球上留下了100万—150万吨氦3,而地球如果用核聚变发电,每年只需要100吨,可以供应地球1万年的能源需求。

  另外,月球上还有丰富的钛铁矿、稀土和铀矿,地球上很难达到的实验条件,以及作为人类探索火星和更远太空的基地。欧阳自远说,美国2006年出台新版《国家太空政策》,称“国家空间政策的目标是加强国家在太空的领先地位……如有必要,美国有权不让任何‘敌视美国利益’的国家或个人进入太空”,由此可见月球的战略性地位有多重要。

  从嫦娥一号到嫦娥五号,中国探月工程走过了怎样的历程?欧阳自远说,从战略上来看,中国确定了绕、落、回三个步骤,2004年大年初一我国月球探测工程立项实施,总经费14亿元。当时北京在修地铁新线路,每公里造价7亿元,去月球的成本相当于修2公里地铁。

  嫦娥一号是2007年10月24日发射的,就像运动员甩链球一样,让它绕地球三圈再加速甩出去,然后再以适当的速度被月球俘获,飞得太快会与月球擦肩而过,飞得太慢会被月球引力拽住并相撞,美国和苏联多次发射就是这样失败的。

  嫦娥一号从地球到月亮花了13天14个小时19分,飞206万公里,最终离月球200公里,工作了一年零四个月。通过激光测距仪一秒钟测一个点,嫦娥一号拍到了世界上最好的全月图,同时分析了月球上14种元素、矿物与物质类型的含量和分布,测出月球上氦3的储量为103万—129万吨,此外还探测了4万—40万公里间的地月空间环境,突破了大量关键技术,所有成果无偿提供给国内高校和研究院所,一年前上网供全世界使用。

  嫦娥二号2010年发射,5天飞了30万公里就到了月球轨道,绕月飞行的高度降到了100公里。嫦娥二号拍摄了全分辨率最高的月球图,全世界都在用。因为燃料足够,它飞到太阳和地球第二拉格朗日点,在距离地球150万公里的轨道上观测太阳235天,得到了人类有史以来对太阳观测的最好数据。它还飞到距离地球1000万千米的地方,为名为“图塔蒂斯”的小行星拍照,二者的距离只有860米,可以说是“间不容发”。现在嫦娥还在离我们五六亿公里的飞行,并于2029年回到地球。

  2013年发射的嫦娥三号进行了落月探测,着陆地点在月球虹湾,由于着陆的机会稍纵即逝,因此全过程由人工智能自主进行。这个难度有多大呢?欧阳自远介绍说,在4公里见方的降落范围内有10000多个撞击坑,着陆器在100米左右的高度悬停3次,确定着陆点后下降到4米高,再关掉发动机落在月球上,然后着陆车“玉兔一号”自己开下来。整个计划执行得非常完美。“玉免一号”上安装了很多仪器,一台天文望远镜使人类第一次在月亮上观测天文,一台望远镜观测地球,一台雷达扫描月球地层,取得了很多前所未有的数据。习近平总书记评价道:“嫦娥三号任务圆满成功,为我国航天事业发展树立了新的里程碑,在人类攀登科技高峰征程中,刷新了中国高度。”

  经过申请,国际天文联合会批准把嫦娥三号着陆地点命名为广寒宫,周边三个较大的陨石坑被命名为“紫微”“天市”和“太微”。

  嫦娥四号2018年12月发射,实现了人类首次在月球背面着陆。由于地球无法与月球背面直接通信,因此我国先发射一颗“鹊桥”卫星,在离月球6.8万公里的地方联系着地球和月球。嫦娥四号落在了冯·卡门撞击坑,那里是月球背面最大的撞击盆地,撞击时间是41亿年前,深度超过12公里,剥开了月球最古老的地层,我们就能以实际观测数据来研究月球45亿年前是如何形成的。嫦娥四号降落的地点被命名为天河基地,这是继美国阿波罗基地之后的第二个月球基地,周边三个大坑被命名为织女、河鼓和天津,旁边的高山被命名为五岳之首的泰山。到目前为止“玉兔二号”已经在月球上工作了22个月。

  今年11月24日,嫦娥五号发射。欧阳自远说,嫦娥五号着陆之后先用铲子取月球表面的土壤,再打一个钻孔,土壤和岩石样本就留在钻孔里。接着返回舱将从月球上起飞,通过人工智能和飞船对接,踏上返程之路。

  如果飞船按10公里/秒的速度冲进地球大气层,就会被烧毁,所以特地设计了“打水漂”的方式,让嫦娥五号在大气层顶部弹跳几次,达到减速的目的,最终打开降落伞,落在内蒙古的四子王旗。

  欧阳自远表示,按计划嫦娥五号将在月球呆5个月,携带2公斤月球样品返回,取样返回目前只有三个国家做了,美国6次带回382千克,苏联带回0.336千克,中国要在新地点,远离美国和苏联取样地点的风暴洋西北部,距离美国取样点1000公里以外。科学家们期望那里能发现20亿年前的玄武岩,这意味着月球活动期延续到20亿年前,而不是原来的30亿年,那将是了不起的发现。

  嫦娥五号被称作是收官之作,这之后就准备建设月球科研站,为2030年载人登月作准备,把五星红旗插在月球上。

  交汇点记者 王宏伟


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