出品:新浪科技《科學(xué)大家》 墨子沙龍
歐陽(yáng)自遠(yuǎn):中國(guó)科學(xué)院院士,發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士和國(guó)際宇航科學(xué)院院士,我國(guó)隕石學(xué)與天體化學(xué)領(lǐng)域的開創(chuàng)者現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所研究員,國(guó)家天文臺(tái)高級(jí)顧問(wèn)
1993 年以來(lái),主要從事中國(guó)月球與深空探測(cè)的近期目標(biāo)與長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的制訂,設(shè)計(jì)我國(guó)首次月球探測(cè)的科學(xué)目標(biāo)與載荷配置和第二,三期月球探測(cè)的方案與科學(xué)目標(biāo),是中國(guó)探月工程的首任首席科學(xué)家,現(xiàn)為月球探測(cè)領(lǐng)導(dǎo)小組高級(jí)顧問(wèn)。
歐陽(yáng)自遠(yuǎn)院士長(zhǎng)期從事隕石學(xué),月球科學(xué),地球與行星科學(xué)研究 60 多年,成果獲國(guó)家科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng),國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)和科技進(jìn)步獎(jiǎng)多項(xiàng),貴州省最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng),中科院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)和科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),工信部科技進(jìn)步特等獎(jiǎng),國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)等。
謝謝主持人的介紹,感謝墨子沙龍的邀請(qǐng),很榮幸能參加墨子沙龍的活動(dòng)我今天要講的題目是向太陽(yáng)系的星辰大海挺進(jìn)
大家看到這個(gè)題目可能覺得不對(duì),我們現(xiàn)在總是說(shuō)要向宇宙進(jìn)軍,要揭開宇宙的奧秘,要進(jìn)行星際的探測(cè),但我還要是老老實(shí)實(shí)地說(shuō),現(xiàn)在人類的能力和水平只能向太陽(yáng)系的星辰大海挺進(jìn)我大約分五部分,來(lái)介紹這里面的內(nèi)容
前言
人類自古以來(lái)深受神權(quán)影響,當(dāng)時(shí)在歐洲最流行的地心學(xué)說(shuō),說(shuō)的是所有的天體都圍繞著地球轉(zhuǎn)太陽(yáng)是繞著地球轉(zhuǎn)東出西落,整個(gè)宇宙都是繞著地球轉(zhuǎn),地球是中心,這也符合上帝創(chuàng)世的傳說(shuō)
1543 年,哥白尼提出了日心學(xué)說(shuō),即太陽(yáng)系的這些行星,都受太陽(yáng)控制,一方面自轉(zhuǎn),一方面繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)這是一個(gè)革命性的發(fā)現(xiàn),也帶來(lái)了科學(xué)的蓬勃發(fā)展,讓我們從此對(duì)整個(gè)太陽(yáng)系的認(rèn)識(shí)走向了一條正確的道路
日心說(shuō)被證實(shí)后,大家就要研究整個(gè)宇宙尺寸,歷史等從哥白尼以來(lái)的 500 來(lái)年,經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的不懈的努力,我們認(rèn)為宇宙在大約 138 億年前有一次大爆炸,形成了千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)星系,而現(xiàn)在宇宙可見的半徑大概有 460 億光年
宇宙的年齡大約 138 億年,宇宙大爆炸形成了千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)星系宇宙可見半徑為 460 億光年宇宙是所有時(shí)間,空間與其包含的內(nèi)容物構(gòu)成的統(tǒng)一體
宇宙形成了千千萬(wàn)個(gè)星系,我們居住的星系叫銀河系,中國(guó)古代叫天河銀河系只是宇宙千千萬(wàn)個(gè)星系當(dāng)中的一個(gè),直徑大約有十萬(wàn)光年,也是非常龐大而浩瀚的
一條天河上面有很多星星,天上的星星亮晶晶因?yàn)樘焐系男切亲约嚎梢园l(fā)光,所以才能被看到銀河系里有那么多星星,我們的太陽(yáng)是千千萬(wàn)個(gè)星星當(dāng)中的一個(gè),現(xiàn)在已經(jīng)知道銀河系里大概有 2000 億個(gè)太陽(yáng),我們的太陽(yáng)是其中一個(gè),在銀河系的一個(gè)懸臂上這 2000 億個(gè)太陽(yáng)中,每個(gè)太陽(yáng)都管了一串行星我們所在的地球,也只是太陽(yáng)系管轄的八大行星之一銀河系里的太陽(yáng),哪個(gè)太陽(yáng)比較大,帶的行星可能就會(huì)比較多在銀河系里 2000 億個(gè)太陽(yáng)里,我們所在的太陽(yáng)系是銀河系里面普普通通的一個(gè)所以即使以銀河系的尺度來(lái)看,我們都是滄海一粟,所以以人類現(xiàn)在的探測(cè)能力,只能探測(cè)到太陽(yáng)系
1977 年,美國(guó)發(fā)射了兩個(gè)探測(cè)器,叫旅行者一號(hào)和旅行者二號(hào)到今天飛了 44 年,這 44 年一直以第三宇宙速度,每一秒鐘飛 16 公里,這速度看起來(lái)很快,但 44 年飛了多遠(yuǎn)呢就在下圖中弓形激波旁邊,藍(lán)色三角形顯示的位置而太陽(yáng)系到底有多大呢地球跟太陽(yáng)的距離是 1 億 5000 萬(wàn)公里,我們把它叫做一個(gè)天文單位,太陽(yáng)系管轄的范圍有 10 萬(wàn)個(gè)到 20 萬(wàn)個(gè)天文單位,即 15 萬(wàn)億到 30 萬(wàn)億公里那旅行者一號(hào)二號(hào)飛到哪了只飛了 260 億公里
1977 年發(fā)射的旅行者 1 號(hào),2 號(hào),飛行 44 年到達(dá)距離地球 260 億千米,到達(dá)太陽(yáng)系半徑的千分之一。
我們太陽(yáng)系的鄰居,正式名稱叫半人馬座阿爾法,中國(guó)人叫它比鄰星,天涯若比鄰的意思太陽(yáng)跟比鄰星的距離,有 15 萬(wàn)億到 30 萬(wàn)億公里那么旅行者一號(hào),二號(hào)只飛了太陽(yáng)系半徑的千分之一所以假如從地球上發(fā)射探測(cè)器,以現(xiàn)在人類的技術(shù)水平,大概要三萬(wàn)年才能夠飛出太陽(yáng)系到半人馬座,比鄰星管轄的范圍所以以現(xiàn)在的能力,我們根本出不去
旅行者一號(hào),二號(hào)是國(guó)際上非常有名的探測(cè)器,他們開始以為路上一定能夠碰見外星人,所以錄了一些光盤,一邊飛一邊放出來(lái),向外星人問(wèn)好另外挑了一些非常好聽的樂曲,比如我們中國(guó)的高山流水也被挑進(jìn)去了,希望外星人喜歡我們地球人類的音樂但飛了 40 多年了,現(xiàn)在還在太陽(yáng)系里頭
下圖在太陽(yáng)的旁邊的是八大行星,太陽(yáng)系外面還有更浩瀚的奧爾特云,要飛三萬(wàn)年才能飛到太陽(yáng)系有八大行星,而我們?nèi)ツ瓴湃セ鹦牵晕覀儸F(xiàn)在人類的探測(cè)只是行星際之間的探測(cè),還要幾十年才慢慢地飛過(guò)這八大行星,還要上千年,上萬(wàn)年,才能飛出太陽(yáng)系所以我老老實(shí)實(shí)地說(shuō),我們?nèi)祟惉F(xiàn)在深空探測(cè)的任務(wù),就是要探測(cè)行星際空間的太陽(yáng)系
太陽(yáng)系的半徑 10—20 萬(wàn)天文單位,15—30 萬(wàn)億千米,大約 2—3 光年飛行器以第三宇宙速度飛行,至少需要 3.2 萬(wàn)年才能飛出太陽(yáng)系的邊界
這幾十年以來(lái),科學(xué)家們也想,銀河系里 2000 億個(gè)太陽(yáng),應(yīng)該也會(huì)有另外一個(gè)地球,也會(huì)有外星人和高度發(fā)展的文明所以這幾十年以來(lái),科學(xué)家們發(fā)射了一系列太空望遠(yuǎn)鏡我們?nèi)ゲ涣耍峭h(yuǎn)鏡可以看見,就可以去尋找,有沒有哪個(gè)太陽(yáng)的哪顆行星像我們的地球,它的大小,與太陽(yáng)的距離跟我們差不多,有沒有可能培養(yǎng)出物種,甚至出現(xiàn)智慧生物,建立高度的文明
科學(xué)家抱著極大的期望,發(fā)射了那么多的太空望遠(yuǎn)鏡,著名的有哈勃望遠(yuǎn)鏡,開普勒望遠(yuǎn)鏡等等經(jīng)過(guò)這幾十年的努力,在銀河系里找到了 700 到 800 個(gè)比較像地球的行星那上面是不是有外星人呢這雖然引起了科學(xué)家極大的興趣,但是很遺憾,距離地球太遙遠(yuǎn)了,無(wú)法進(jìn)行探測(cè)比如開普勒找到了地球的一個(gè)表兄弟,或者叫2.0 版的地球 —— 開普勒 186f它離我們地球有 500 光年也就是我們用望遠(yuǎn)鏡看到它的形貌,是他 500 年前的情況,光從它那兒傳到地球要經(jīng)過(guò) 500 年的時(shí)間
Kepler—186f 距離地球~500 光年,有些類地行星相距 1800 光年
我們現(xiàn)在人類的技術(shù)飛一個(gè)光年大概要一萬(wàn)年,光每秒鐘 30 萬(wàn)公里,而我們的探測(cè)器一秒鐘十六七公里,速度差的太遠(yuǎn)了俄羅斯有一位科學(xué)家齊奧爾科夫斯基,他的墓志銘上說(shuō),地球是人類的搖籃,但人類不可能永遠(yuǎn)生活在搖籃里開始,他們將小心翼翼地穿出大氣層,然后便去征服太陽(yáng)系應(yīng)該說(shuō),從他逝世到現(xiàn)在 80 多年了,他的預(yù)言是非常正確的1957 年,蘇聯(lián)發(fā)射了第一個(gè)人造地球衛(wèi)星,宣布了人類空間時(shí)代的到來(lái)令人更沒有想到的是,1958 年美國(guó)和蘇聯(lián)兩個(gè)超級(jí)大國(guó)去探測(cè)月球,實(shí)現(xiàn)了人類飛離地球,開展深空探測(cè),去月球探測(cè)的夢(mèng)想緊接著,1960 年蘇聯(lián)發(fā)射了火星一號(hào)探測(cè)器,美蘇又去探測(cè)火星我們的每一步都相差他們大概半個(gè)世紀(jì)
更沒有想到,1961 年蘇聯(lián)加加林上天,而我們的楊利偉同志是在 2003 年上天發(fā)展更快的是美國(guó)1969 年,阿姆斯特朗搭載美國(guó)的探測(cè)器著陸在月球上,實(shí)現(xiàn)了人類第一次著陸有兩位航天員,一個(gè)是阿姆斯特朗,一個(gè)是奧爾德林阿姆斯特朗說(shuō),這對(duì)我個(gè)人來(lái)說(shuō)是一小步,而對(duì)人類來(lái)說(shuō)是一大步而我們國(guó)家是一位后來(lái)者,但我們要加快步伐,有自信一定要實(shí)現(xiàn)月球探測(cè),太陽(yáng)系的探測(cè)
當(dāng)代的太陽(yáng)系探測(cè):月球探測(cè)是起點(diǎn),火星探測(cè)是熱點(diǎn),小行星探測(cè)是亮點(diǎn),行星際穿越探測(cè)是難點(diǎn)!
月球探測(cè)是起點(diǎn)
深空探測(cè)指的不是繞著地球的衛(wèi)星,空間站等,這些不屬于深空探測(cè),而屬于近空探測(cè),因?yàn)樗x地球太近了,四五百公里距離而深空探測(cè)的最低限度要到月亮,38 萬(wàn)公里,所以月球探測(cè)是起點(diǎn)在 1957 年,蘇聯(lián)發(fā)射了第一個(gè)人造地球衛(wèi)星,引起了全球的震撼,這是空間時(shí)代到來(lái)的標(biāo)志
而 1957 年,我剛剛大學(xué)畢業(yè)不久,學(xué)校分配我去考副博士研究生我們國(guó)家要工業(yè)化,一定要找到資源和能源,而工業(yè)化最重要的是鐵和銅但 1957 年的時(shí)候,我們年輕的共和國(guó)成立也還不到十年,百?gòu)U待興,一窮二白我們當(dāng)時(shí)沒有能力發(fā)射地球衛(wèi)星,更沒有能力沖出地球,進(jìn)入太陽(yáng)系的空間即使在這個(gè)時(shí)候,我們國(guó)家也很有遠(yuǎn)見地成立了很多龐大的,航天相關(guān)的公司和集團(tuán),比如后來(lái)的中國(guó)航天科技集團(tuán),中國(guó)航天科工集團(tuán),以及中國(guó)電子科技集團(tuán)等一個(gè)個(gè)集團(tuán)的相繼成立,說(shuō)明國(guó)家下定決心一定要發(fā)展高技術(shù)
我們國(guó)家的大方向抓得非常對(duì)在 1970 年我們也發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星,可以發(fā)射導(dǎo)彈,火箭,衛(wèi)星,慢慢也可以發(fā)射飛船了我們逐步加快速度,去追趕那些航天大國(guó)
首先要解決探月技術(shù)問(wèn)題,這是個(gè)根本,解決別人對(duì)中國(guó)人能力的質(zhì)疑但是去月球干什么月亮上有什么科學(xué)問(wèn)題探索月球?qū)θ祟惥烤褂卸啻蟮囊饬x這些問(wèn)題都要進(jìn)行嚴(yán)肅的討論
我發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)沒人論證,準(zhǔn)備這些問(wèn)題,在這種情況下,我就說(shuō)那我來(lái)考慮一下我是學(xué)地質(zhì)的,對(duì)地球比較了解地球,火星等八大行星都是太陽(yáng)系的兄弟姐妹,是一個(gè)家族的在了解了地球之后,就可以基本知道他的兄弟姐妹有哪些基因雖然他們每個(gè)人生存的環(huán)境,地位不一樣,每個(gè)人的個(gè)性也有不同,火星是這樣,金星是另外一個(gè)樣子,而水星又有一番樣貌但是我有地球科學(xué)的基礎(chǔ),再了解一些其他幾顆行星,就能夠知道到月球上該干什么,到火星上該干什么,能得到什么
所以當(dāng)時(shí),我想應(yīng)該怎么下手去做呢最后找到了一個(gè)辦法,從太陽(yáng)系的起源開始考慮太陽(yáng)系是在銀河系里面的一團(tuán)星云慢慢地運(yùn)動(dòng)凝聚起來(lái),最后形成了八大行星和整個(gè)太陽(yáng)系太陽(yáng)系可能只是第一代,第二代甚至第三代星云,并不是最早形成的宇宙有 138 億年的歷史,而太陽(yáng)是 50 億年以前誕生的四周的塵埃,氣體,都繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn),而如今這些塵埃氣體呢太陽(yáng)年輕的時(shí)候火力很盛,而且溫度很高,把星云里面的那些塵埃顆粒,都給融了融掉以后,它們慢慢的在不同的軌道聚集起來(lái),形成了現(xiàn)在的八大行星
太陽(yáng)系的形成過(guò)程球粒隕石是形成太陽(yáng)系的原始物料
所以我找到了形成太陽(yáng)系最原始的東西,這個(gè)東西叫什么呢叫球粒隕石太陽(yáng)系在星云里把這些塵埃都融了,然后慢慢冷下去,這些像水珠一樣的東西慢慢結(jié)晶出來(lái),在顯微鏡下可以看到一個(gè)個(gè)的小球這些是組成地球等行星的原始物料我要從根本上看看它們是些什么東西,有什么成分,是怎么形成的有了這一步,好了,最后八大行星都是由這些東西組成的
我也測(cè)出了那些球粒隕石的年齡,大約是 46 億年在 45.5 億年或者 45.6 億年前,地球才開始從胚胎慢慢演化這些東西組成現(xiàn)在行星另外還有一些更小的碎塊,也慢慢匯集起來(lái),就在太陽(yáng)系里面分布著大大小小的多極,我們叫做小行星這些球粒隕石碎塊聚集起來(lái)后,因?yàn)楹泻芏喾派湫栽囟a(chǎn)生很高熱量,小行星被融化了類似煉鋼爐里,重的物質(zhì)往下沉,輕的往上浮我們的地球,月球也經(jīng)歷了這樣的過(guò)程
46——45.5 億年,太陽(yáng)系行星形成
結(jié)果所有的小行星,月球,地球,它們的核心部分叫鐵鎳核心,是比較沉的物質(zhì),沉在化鐵爐的底部,而上面的爐渣全是石頭所以,每一個(gè)小行星,衛(wèi)星,行星,都經(jīng)過(guò)這樣的分異,把這些天體變成好多層假如一個(gè)小行星被撞碎,它的核心部分形成的隕石就是我們后來(lái)找到的鐵隕石,靠外側(cè)的部分,有石頭,有鋼鐵形成了石鐵隕石,最外面只有石頭的部分,形成了無(wú)球粒隕石
所以我就開始研究降落在中國(guó)的各種類型隕石一種就是鐵隕石,這種鐵隕石的結(jié)構(gòu)剖開后有一種花紋,這種花紋,是現(xiàn)在的冶金學(xué)家做不出來(lái)的因?yàn)樗臓t子是 100 萬(wàn)年一度,經(jīng)歷上億年的冷卻,最后凝固成為合金這是天然煉出來(lái)的合金,人類無(wú)法仿制,這是鐵隕石的特點(diǎn)
隕石是空間探測(cè)研究進(jìn)門的一個(gè)很重要對(duì)象從 1958 年,我就開始研究我們天上掉下來(lái)的各種各樣的隕石最有名的就是 1976 年,吉林降落了一次隕石雨,那是球粒隕石,是最原始的隕石,也是世界上規(guī)模最大的著陸的時(shí)候,它通過(guò)大氣層高速?zèng)_進(jìn)來(lái),一大塊碎成了三個(gè)大火球,往最前沖,最后很多碎塊噼里啪啦地掉在地上,降落在吉林市的北郊,分布面積大概 500 平方公里當(dāng)時(shí)國(guó)家組隊(duì),我?guī)ш?duì)去考察吉林隕石,發(fā)表了 100 多篇論文
之后我就慢慢做各種各樣隕石的研究,開始了解月球,地球,火星最原始的物質(zhì)是什么后來(lái)這些物質(zhì)融化再改變,會(huì)變成什么樣子,它的歷史我也可以大概知道不用去月球,如果有一個(gè)小天體撞在月亮上砸了一個(gè)大坑,那些石頭就會(huì)被粉碎后拋出來(lái),當(dāng)然 99.9% 要降回到月亮上去,但總有一些逃離了月亮引力,在太陽(yáng)系里面亂飛,有機(jī)會(huì)掉到地球上來(lái)
現(xiàn)在人類已經(jīng)找到了大概 400 多塊從月亮上掉下來(lái)的月球的巖石,300 塊從火星上掉下來(lái)的巖石同樣的方法,我可以研究月球,研究火星大家開始通過(guò)了解地球,從而推測(cè)月球的原始物質(zhì)是怎么一步一步變成現(xiàn)在月亮上的樣子
當(dāng)時(shí)美國(guó)技術(shù)先進(jìn),可以派無(wú)人機(jī)飛到 40 公里的高空去收集太陽(yáng)系的塵埃,當(dāng)時(shí)那個(gè)地方的那些塵埃都叫宇宙塵埃中國(guó)沒有這個(gè)技術(shù),所以我們采取了另外的一個(gè)辦法在 20 世紀(jì) 80 年代初的時(shí)候,中國(guó)可以造出特別大的高空氣球大概有幾層大樓高,底下吊了一個(gè)吊籃,那吊籃就是收集器首先讓它在北京放飛升空,放到了 37 公里的高空,一般飛機(jī)飛不了那么高,之后碰到西風(fēng)帶,就把氣球就吹到太平洋,慢慢吹到了太平洋之后開始拋沙,氣球就變輕,繼續(xù)上升到 40 公里的高空,和美國(guó)的無(wú)人機(jī)高度一樣
我們也帶了很多收集器,也可以收集到高空的各種宇宙塵埃從 1958 年開始研究,到 1978 年美國(guó)要與中國(guó)建立正常外交關(guān)系,雙方確認(rèn)在 1979 年 1 月 1 號(hào)中美正式建交為了準(zhǔn)備好建交事宜,美國(guó)時(shí)任總統(tǒng)卡特命令他的安全事務(wù)顧問(wèn)布瑞金斯基到中國(guó)來(lái)訪問(wèn),來(lái)商談具體事宜卡特總統(tǒng)有兩樣?xùn)|西讓他帶給中國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人,一樣是一面書本大小的中華人民共和國(guó)國(guó)旗,并說(shuō),這是我們美國(guó)人把中國(guó)的國(guó)旗帶上月球又帶回來(lái)的另一樣是一條有機(jī)玻璃,里面有一塊石頭,有機(jī)玻璃本體做成了一個(gè)凸透鏡,并說(shuō)這是我們美國(guó)人從月球上采回來(lái)的樣品這兩件珍貴的物品作為建交的禮品送給中國(guó)
后來(lái)又問(wèn)中國(guó)科學(xué)院,中國(guó)科學(xué)院也說(shuō)沒人搞過(guò)那怎么辦呢后來(lái)中國(guó)科學(xué)院想起來(lái),說(shuō)這兒有一個(gè)研究員,專門研究天上掉下來(lái)的東西,是不是可以讓他來(lái)研究一下是不是月亮的石頭當(dāng)時(shí)就通知我們?nèi)ヮI(lǐng)這塊石頭領(lǐng)回來(lái)以后,我非常高興,因?yàn)橛袡C(jī)玻璃是透亮的,可以直接看到里面這塊小石頭,大概有小拇指大小
我組織全國(guó)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室,包括核工業(yè)部,冶金部和中國(guó)科學(xué)院的同志,共同來(lái)研究這塊小石頭我分了一半送給北京天文館,說(shuō)你們好好展出,讓中國(guó)人也看看什么是月亮的石頭
最后全國(guó)一共發(fā)表了 14 篇文章后來(lái)美國(guó) NASA 的官員遇見我說(shuō),歐陽(yáng),我們什么都沒講,結(jié)果你們?nèi)懒耍伊私獾谋任覀冞€多,你們還是有能力的所以我也是這樣一步一步的,完成這些工作我當(dāng)時(shí)還寫了一些書,像《月球科學(xué)概論》,《天體化學(xué)》等等另外也寫了一些科普書總之,我們從準(zhǔn)備工作,一步一步地克服各種困難,從 1958 年最后到 1993 年,準(zhǔn)備了 35 年,培養(yǎng)了一支隊(duì)伍,建立了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室我們中國(guó)除了能夠到月球,火星以外,我們?nèi)』貋?lái)的東西,也可以研究它的一些過(guò)程
所以,我們向國(guó)家報(bào)告,中國(guó)現(xiàn)在可以去探測(cè)月球了但國(guó)家說(shuō)不行,你們要進(jìn)行科學(xué)論證我說(shuō)要做什么論證回復(fù)說(shuō),中國(guó)為什么要去探測(cè)月球,它的可行性怎么樣,它的必要性又是怎么樣我們準(zhǔn)備了一年多報(bào)告,結(jié)果 863 的評(píng)委說(shuō)太好了,就中國(guó)有可能搞,而且有必要搞,完全可以搞成月球探測(cè)論證通過(guò)后,國(guó)家還說(shuō)不行,不能只發(fā)一次探測(cè)器,探測(cè)器發(fā)完后該怎么搞,你們還應(yīng)該制定一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,分哪幾步完成月球探測(cè)我們又準(zhǔn)備了一兩年,做了各種調(diào)查,最后答辯的時(shí)候大家很高興,就按這個(gè)辦法,按這個(gè)規(guī)劃去做
我們規(guī)劃的第一步是無(wú)人月球探測(cè)這又分三小步,第一,發(fā)射一個(gè)月亮的衛(wèi)星,繞著月亮飛,飛一個(gè)月下來(lái),月亮的一圈全看到,就能全面地了解月球第二步叫落月探測(cè)落下去對(duì)某一個(gè)重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行精細(xì)的探測(cè),可以解決更深入的問(wèn)題再下一步,取樣返回,這些都是不帶人的
這些工作后來(lái)就被命名為嫦娥工程嫦娥一號(hào),二號(hào)是繞月探測(cè),嫦娥三號(hào),四號(hào)是落月探測(cè),嫦娥五號(hào),六號(hào)是取樣返回,都是無(wú)人探測(cè)有了這個(gè)基礎(chǔ)后,載人登月,建設(shè)月球基地可以按這個(gè)基礎(chǔ)做下去后來(lái)國(guó)家又說(shuō),第一次到月亮上去干什么,有什么科學(xué)問(wèn)題,怎么實(shí)現(xiàn)這些探測(cè)任務(wù)又搞了一兩年,就是研究中國(guó)月球探測(cè)的科學(xué)目標(biāo)我不懂技術(shù),技術(shù)有專門的大企業(yè)去完成,我只負(fù)責(zé)其中的科學(xué)研究后來(lái)成立了中國(guó)探月的領(lǐng)導(dǎo)小組,有欒恩杰院士作為總指揮,和孫家棟院士作為總設(shè)計(jì)師,又加了一個(gè)首席科學(xué)家,任命我去承擔(dān)這個(gè)任務(wù)這樣我們?nèi)齻€(gè)人組成了一個(gè)集體,人們稱呼我們?yōu)殍F三角,就開始了嫦娥一號(hào)的探測(cè)
中國(guó)探月工程的進(jìn)展
2004 年國(guó)家批準(zhǔn)了月球探測(cè)規(guī)劃,從無(wú)人探測(cè)到有人探測(cè),再到載人登月,建設(shè)月球基地等等步驟,都獲得通過(guò)這樣的話,我們的月球探測(cè)的進(jìn)展比人家晚了四五十年,嫦娥一號(hào) 2007 年發(fā)射,是一個(gè)繞月的衛(wèi)星當(dāng)時(shí)制定了嫦娥一號(hào)的科學(xué)目標(biāo),每一次月球探測(cè),都要放一些特殊的儀器上去另外我們比別人晚去了幾十年,有好多活人家都干過(guò),比如月球的全月球地圖,立體圖,人家干過(guò)好多回了不管怎么樣,因?yàn)槲彝砣ニ砸饶阕龅煤貌庞幸饬x另外,月球表面有哪些礦物,有什么資源,怎么分布等等,人家也做過(guò)了我們也要做這個(gè),這是探測(cè)的基礎(chǔ),是任務(wù)的保底,但我們要比別人做得好另外,要測(cè)地月的空間環(huán)境,我們也有新招,但是我總有一兩樣你們誰(shuí)都沒干過(guò),這是中國(guó)的創(chuàng)新我們嫦娥一號(hào)完成了一個(gè)艱巨的任務(wù),看一下月球土壤里頭有多少氦 3,這是人類從來(lái)沒有測(cè)出來(lái)過(guò)的
氦 3 有什么價(jià)值呢現(xiàn)在人類的能源主要是煤,石油這些化石能源,還有各種各樣的清潔能源,像水力發(fā)電,太陽(yáng)能發(fā)電等而核裂變發(fā)電已經(jīng)出了好幾次大事故了下一步人類的一種終極能源,是研究太陽(yáng)的核聚變能源100 多年以前,人們搞不清楚,憑什么太陽(yáng)每天都光芒萬(wàn)丈后來(lái)知道了,太陽(yáng)上一直在進(jìn)行大規(guī)模的長(zhǎng)時(shí)間的氫彈爆炸人類在世界上造出了氫彈,這是人類當(dāng)前最大的殺傷性武器現(xiàn)在人類意識(shí)到,未來(lái)人類的終極能源是利用氫彈爆炸這種方式來(lái)產(chǎn)生能源,叫核聚變發(fā)電這個(gè)聚變發(fā)電可以產(chǎn)生巨大的能量,用氫的兩個(gè)同位素,氘和氚但是氚在地球上的儲(chǔ)量不多,并且具有放射性所以很想找一個(gè)東西替代氚后來(lái)科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn),氦有一個(gè)同位素叫氦 3 可以用來(lái)進(jìn)行聚變但地球上也沒有氦 3,氦 3 是太陽(yáng)風(fēng)給的,而月亮光禿禿沒有大氣,太陽(yáng)風(fēng)可以直接注入到月球表面的土壤里
所以我猜月球表面月壤一定有很多氦 3最后用專門的儀器探測(cè)出來(lái),全月球的氦 3 資源,大概有 110 萬(wàn)噸看起來(lái)沒多少,只有 110 萬(wàn)噸相比之下,中國(guó)現(xiàn)在每年消耗石油 3 億噸,煤 20 幾億噸這些能源都是按億噸來(lái)算,你才百萬(wàn)噸但是假如核聚變發(fā)電能用上氦 3 的話,每年全世界的用量是 100 噸月亮現(xiàn)在有 110 萬(wàn)噸,至少可以解決未來(lái)人類一萬(wàn)年的需求所以嫦娥一號(hào)取得了很大的成功這是我們做的最好的立體圖,正面,背面的全部成分另外還有月球土壤里的各元素濃度,總量,分布,我們?nèi)龀鰜?lái)了嫦娥一號(hào)發(fā)射后,緊接著在 2010 年發(fā)射嫦娥二號(hào)嫦娥二號(hào)在一號(hào)的經(jīng)驗(yàn)上,直奔月球
月球正面與背面月壤中氦—3 資源量的分布全月儲(chǔ)量約 103 ~ 129 萬(wàn)噸
嫦娥一號(hào)花了一年零三個(gè)月才完成任務(wù)嫦娥二號(hào)大概半年全部任務(wù)完成,它飛得更低,做出來(lái)的圖分辨率最高全月球的地形地貌的立體圖和平面圖的分辨率達(dá)到七米現(xiàn)在全世界都用中國(guó)的圖另外呢,由于嫦娥二號(hào)僅用半年就完成全部任務(wù),可以讓它干點(diǎn)別后來(lái)剛好有一個(gè)小行星朝地球飛來(lái),這是人類剛剛發(fā)現(xiàn)的,僅僅給它取了個(gè)名字,但是不知道它有多大,什么樣子,會(huì)不會(huì)對(duì)地球造成威脅曾經(jīng)因?yàn)橐粋€(gè)小行星撞在地球上,導(dǎo)致了全球的生態(tài)環(huán)境的崩潰,滅絕了 100 多萬(wàn)個(gè)物種,包括恐龍而現(xiàn)在又有一個(gè)小行星來(lái)了,后來(lái)大家同意,走,去探測(cè)這個(gè)小行星去因?yàn)樾⌒行沁€沒到,所以第一步走到離地球 150 萬(wàn)公里的地方,針對(duì)太陽(yáng)監(jiān)測(cè)了 235 天,人類得到有史以來(lái)最豐富的太陽(yáng)活動(dòng)探測(cè)結(jié)果
嫦娥二號(hào)全月球數(shù)字影像圖在空間分辨率,影像質(zhì)量,數(shù)據(jù)一致性和完整性,鑲嵌精度等方面優(yōu)于國(guó)際同類全月球數(shù)字產(chǎn)品,是目前最高水平的全月球數(shù)字影像圖。
2011 年 8 月 25 日 23 時(shí) 27 分,經(jīng)過(guò) 77 天的飛行,嫦娥二號(hào)首次實(shí)現(xiàn)從月球軌道出發(fā),受控準(zhǔn)確進(jìn)入距離地球約 150 萬(wàn)公里遠(yuǎn)的,太陽(yáng)與地球引力平衡點(diǎn) —— 拉格朗日 L2 點(diǎn)的環(huán)繞軌道第一次實(shí)現(xiàn)我國(guó)對(duì)月球以遠(yuǎn)的太空進(jìn)行探測(cè),我國(guó)第一次開展拉格朗日點(diǎn)轉(zhuǎn)移軌道和使命軌道的設(shè)計(jì)和控制,并實(shí)現(xiàn) 150 萬(wàn)公里遠(yuǎn)距離測(cè)控通信
嫦娥二號(hào)在 L2 點(diǎn)的環(huán)繞軌道運(yùn)行了 235 天,積累了大量對(duì)太陽(yáng)的探測(cè)數(shù)據(jù),于 2012 年 4 月 15 日受控飛向距離地球大約 1000 萬(wàn)千米深邃的太陽(yáng)系空間,擇機(jī)開展對(duì) 4179 Toutatis 號(hào)小行星的探測(cè),為未來(lái)的小天體探測(cè)積累經(jīng)驗(yàn)。
完成這個(gè)任務(wù)以后,小行星快要朝向地球飛過(guò)來(lái)了,我們命令嫦娥二號(hào)跟它見面此時(shí)小行星距離嫦娥二號(hào) 1000 多萬(wàn)公里嫦娥二號(hào)大概要飛 1400 多萬(wàn)公里,而且要給它一個(gè)嚴(yán)格的要求,即嫦娥二號(hào)與那個(gè)小行星見面的時(shí)候不能隔得太遠(yuǎn),不能超過(guò)一公里,以便能拍張清楚的照片同時(shí)也要控制距離不能隔得很近,衛(wèi)星撞上去后就會(huì)撞碎了這個(gè)太難了,從 1000 多萬(wàn)公里的遠(yuǎn)方飛近,讓兩個(gè)人在那兒見面,且間隔只能在一公里以內(nèi)最后,嫦娥二號(hào)做到了,我們的測(cè)控很準(zhǔn)確,最后以 860 米的距離擦肩而過(guò),拍下了照片
2012 年 12 月 1 日 3 嫦娥 2 號(hào)在距離地球 702 萬(wàn) km 處與 4179 小行星交會(huì)探測(cè)小行星的形狀,大小,結(jié)構(gòu)等
這個(gè)小行星像個(gè)花生它的大頭的直徑是 2.4 公里尺寸還是挺大的如果真的撞上地球,是一次大的災(zāi)難最后嫦娥二號(hào)完成任務(wù),現(xiàn)在它已經(jīng)飛向遠(yuǎn)方,在繞太陽(yáng)飛行,成為一個(gè)人造小天體我們一直在祝福嫦娥二號(hào)一路平安大概 2029 年,它還要飛到地球附近,那個(gè)時(shí)候再跟它對(duì)話,聽它訴說(shuō)沿途的艱難
它為什么不能發(fā)給我們判斷它發(fā)過(guò)來(lái)的信號(hào)要 1.3 秒才能到地球等我收到這張照片,要看一下后選一個(gè)地形,朝左挪還是朝右挪,至少得十幾秒鐘,再告訴它又要 1.3 秒,它早掉下去了所以它現(xiàn)在完全自主的,就在 100 米高轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去,最后自個(gè)決定,平穩(wěn)地落下去最后就安全地著陸在雨海海邊的一個(gè)海灣那個(gè)海是伽利略取的名字,伽利略用望遠(yuǎn)鏡看到一塊黑的區(qū)域,他以為那是月亮的海洋,但其實(shí)他錯(cuò)了,那是巨大的平原,是火山噴出來(lái)的熔巖流覆蓋起來(lái)的結(jié)果就是我們看到的那個(gè)像嫦娥,桂花樹一樣的一塊一塊黑斑,但那不是海洋,而是玄武巖流淌下來(lái)覆蓋的平原安全落地后,著陸器上釋放了一個(gè)月球車,著陸器上有四臺(tái)儀器,其中有一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡,這是人類第一次在月亮上觀測(cè)天文另外還有一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡監(jiān)視地球外面的各個(gè)層位,以便知道月球會(huì)發(fā)生什么,地球會(huì)發(fā)生什么樣的環(huán)境變化
我們這個(gè)月球車叫玉兔一號(hào),他在月面一邊走一邊探測(cè),用照相機(jī)分析底下的土壤石頭的成分,另外還帶了一臺(tái)雷達(dá),它一邊走一邊往下發(fā)射雷達(dá)波,這樣的話通過(guò)雷達(dá)波的折射反射,可以探測(cè)底下一共分了多少層這都是世界上首次去完成的最后嫦娥三號(hào)取得了大量的成果,我們就請(qǐng)求國(guó)際上批準(zhǔn),嫦娥三號(hào)著陸的地方命名為廣寒宮另外,它外面還有三個(gè)大坑,我們用中國(guó)古代的 28 星宿的名字命名了三個(gè)我們把廣寒宮也搬到了月亮上,這個(gè)國(guó)際上都要承認(rèn)批準(zhǔn)所以月亮上現(xiàn)在有一個(gè)命名為廣寒宮的地方
嫦娥四號(hào)的任務(wù)是著陸到月球背面嫦娥之前,人類在月球上著陸 20 次 —— 美國(guó)有 11 次,蘇聯(lián)有 8 次中國(guó)的嫦娥三號(hào)也著陸在月球的正面的雨海嫦娥四號(hào)要著陸到月球背面
什么叫月球背面我們每天看到的月球,都是月亮的一半,誰(shuí)都沒見過(guò)月球的另一半兒月亮?xí)赞D(zhuǎn),月球自轉(zhuǎn)一圈跟繞著地球公轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間相等,導(dǎo)致在地球上看月亮,永遠(yuǎn)只能看到半邊,我們叫正面朝向沒有人在月球背面著陸過(guò),嫦娥四號(hào)是人類第一次著陸到月球背面去下圖左邊是月球的正面,比較平緩,平原比較多
此外,我們無(wú)法與月球背面的探測(cè)器通訊看不見也不能通訊,因?yàn)槿辉虑蛘鎿醯袅酥挥幸粋€(gè)辦法,發(fā)射一個(gè)月球的衛(wèi)星到那個(gè)位置那里叫拉格朗日 L2 點(diǎn),它正對(duì)的是月球的背面,同時(shí)還能看到地球這樣的話,可以把地球的指令轉(zhuǎn)發(fā)給月球背面,也可以把月球背面的情況及時(shí)地向地球匯報(bào)所以我們把這個(gè)中繼星取名為鵲橋,就是牛郎織女見面的那個(gè)鵲橋
中繼星鵲橋號(hào)運(yùn)行于地月拉格朗日 L2 點(diǎn),將地球與月球背面構(gòu)成暢通的通信鏈路
這是 2018 年發(fā)射的,人類第一次著陸月球背面我們不敢大意,因?yàn)榈教幎际歉呱骄X我們直著奔下去,著陸在月球背面最大的一個(gè)撞擊盆地里這個(gè)撞擊盆地的那個(gè)小坑呢,叫馮卡門撞擊坑,馮卡門是一位科學(xué)家的名字,他是美國(guó)加州學(xué)院的一位教授,也是錢學(xué)森先生在美國(guó)念書時(shí)候的導(dǎo)師
為什么要落到這個(gè)地方去因?yàn)樵虑虻臍v史有兩個(gè)非常重大的,幾十年以來(lái)都無(wú)法解決的問(wèn)題,一老一新的問(wèn)題月球誕生 45 億年,但是月球所取到的東西,所進(jìn)行的探測(cè),看到的全是 40 億年以后的內(nèi)容最初的五億年月球發(fā)生了怎樣的演化,發(fā)生過(guò)什么事情,科學(xué)家們不知道,為什么全被 40 億年后的活動(dòng)覆蓋了而月球背面的這個(gè)艾肯盆地里面的一個(gè)撞擊坑是 40 億年以前砸的,它一定把 40 億年以前的東西都給撞出來(lái)了,所以我有可能找到 41 億年,42 億年前的老月亮的歷史它就降那兒去了,最后我們找到了古老的巖石
嫦娥四號(hào),解決了左邊紅虛線的任務(wù),要找 40 億年到 45 億年的巖石,把月球的古老的歷史恢復(fù)起來(lái),這是月球上一個(gè)最難的科學(xué)問(wèn)題同時(shí),月球還有一個(gè)科學(xué)問(wèn)題,現(xiàn)今所有的記錄,只到 30 億年以前,而 30 億年到今天,月亮經(jīng)過(guò)些什么重大事件,并沒有真實(shí)的探測(cè)數(shù)據(jù)所以嫦娥五號(hào)我們選的地方一定要有可能找到年輕的巖石,把月球的歷史重寫,把月球研究中一老一新的問(wèn)題補(bǔ)充進(jìn)去
嫦娥四號(hào)就落在五角星所示的大盆地里你看我們找到的這些石頭另外,因?yàn)?10m 以上波長(zhǎng)的電磁波在天文上屬于超長(zhǎng)波的范疇,但卻是人類活動(dòng)的常用頻率地球上的電離層可以屏蔽掉這個(gè)波段的電磁波,因此在月球背面進(jìn)行超長(zhǎng)波探測(cè)能夠有效地屏蔽地球上民用設(shè)備的干擾,得到更好的觀測(cè)效果
嫦娥四號(hào)任務(wù)后,我們又在國(guó)際上申報(bào)了取名它著陸的地方叫天河基地天河的正規(guī)叫法就是銀河月亮上另外只有一個(gè)基地,叫靜海基地,做了重大的事件才取得基地的命名權(quán)力靜海基地是阿波羅 11 著陸的地點(diǎn),而天河基地是人類第一次著陸到背面的基地大家都知道,王母娘娘用編頭發(fā)的東西畫了一下,畫出一條天河來(lái),把牛郎織女隔在兩頭,每年七月初七,牛郎織女才能見面一次所以在天河基地的兩側(cè),一個(gè)是織女坑,一個(gè)是牛郎坑,還有一個(gè)天津剛好在那個(gè)撞擊坑里頭還有一座高山,我們用中國(guó)五岳中的首岳 —— 東岳泰山命名所以命名了五個(gè)地點(diǎn),這些在國(guó)際上被承認(rèn)了
緊接著,我們發(fā)射了嫦娥五號(hào)嫦娥五號(hào)的目標(biāo),是要把樣品取回來(lái)嫦娥五號(hào)到底落到哪兒去我們想著能不能找到更年輕的巖石記錄當(dāng)時(shí)全世界的科學(xué)家有一個(gè)辦法,假設(shè)小行星撞擊月球的概率相等,但如果單位面積上的月球坑密度比較大,那這個(gè)地方一定比較老,砸的坑比較少,這塊地方可能年輕一點(diǎn)但年齡到底多少卻無(wú)從知道,只能知道相對(duì)年齡
全世界研究了好幾十年沒有辦法解決最后,我們也做了研究,確定了那個(gè)風(fēng)暴洋的西北邊,可能有新的隕石坑嫦娥五號(hào)是去年 11 月 24 號(hào)發(fā)射的,嫦娥五號(hào)的技術(shù)太復(fù)雜了,要從地球發(fā)射落到月亮上,采完樣品又要起飛回地球所以它兩次發(fā)射,兩次著陸,另外它還要自動(dòng)交會(huì)對(duì)接到月面,還要打鉆取樣,帶回來(lái) 1731 克樣品
回來(lái)的時(shí)候如果直接沖進(jìn)地球,在大氣的作用下,帶的樣品倉(cāng)會(huì)全被燒掉,所以我們采取了一個(gè)辦法,沖進(jìn)來(lái)后控制它往上跳出大氣,再入大氣,就像小孩兒打了一個(gè)水漂,打進(jìn)水里頭再冒上來(lái)這個(gè)過(guò)程中樣品倉(cāng)的速度就變慢了,最后落到內(nèi)蒙古就這樣,現(xiàn)在全部樣品在我們大樓底下的地下室,用一個(gè)非常現(xiàn)代化的氮?dú)鈧}(cāng)保管著 1000 多克的樣品
我們國(guó)家做了非常精彩的工作,最近我們公布了嫦娥五號(hào)的樣品我們花了大概二三十天,就在《自然》,《科學(xué)》,以及我國(guó)的《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》等雜志上,發(fā)表了五篇文章我們測(cè)出來(lái)的月壤年齡有些是 19.6 億年,有些是 20.3 億年,平均起來(lái)也就是 20 億年左右
這是月球上破天荒的大事兒之前,月球的歷史只記錄到 30 億年,現(xiàn)在居然能夠記錄到距離現(xiàn)在 20 億年的巖石,找到了那個(gè)時(shí)候火山噴出來(lái)的東西,證明那個(gè)時(shí)候月球還是活的,內(nèi)部還有能量進(jìn)行火山噴發(fā),證明那時(shí)月球還沒有完全死亡月球跟人一樣,有誕生,青少年的時(shí)候,也有老年老態(tài)龍鐘,最后死亡的過(guò)程月球的死亡是指內(nèi)部沒有了活力月球一死,內(nèi)部就沒有電流運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致它的磁場(chǎng)也丟了
月亮以前跟地球一樣,有一個(gè)南北極的磁場(chǎng),但現(xiàn)在也沒有了月震也幾乎沒有了,有也只是很小的規(guī)模,火山幾乎也停止了但到底什么時(shí)候停止的原來(lái)說(shuō) 30 億年,現(xiàn)在明確地說(shuō)月球的生命可以延長(zhǎng)到 20 億年前我們對(duì)月球歷史的研究確實(shí)發(fā)揮了重大的作用我們又在嫦娥五號(hào)著陸的地方取了八個(gè)名字,包括南岳衡山,西岳華山,以及中國(guó)古代的一些科學(xué)家的名字另外也命名了一個(gè)基地,叫天船基地這些全部被批準(zhǔn)了
總之,通過(guò)環(huán)月探測(cè),著陸探測(cè),月球車探測(cè),月球取樣返回,我們積累了載人登月的經(jīng)驗(yàn)所以到 2030 年,我們?cè)诨旧贤瓿闪瞬惠d人的月球探測(cè)任務(wù)以后,要逐步地建設(shè)月球科學(xué)研究平臺(tái),擇機(jī)實(shí)施載人登月先要建設(shè)沒有人駐留的基地,然后人再參與開發(fā)利用月球的資源
我們中國(guó)剛一宣布這件事情,俄羅斯趕緊跟中國(guó)聯(lián)系,說(shuō)中俄兩國(guó)要聯(lián)合建設(shè),中國(guó)同意了所以在今年 3 月 9 號(hào),中俄宣布聯(lián)合建設(shè)國(guó)際月球科研站,并向其他國(guó)家開放這樣的話,我們大約在 2036 到 2045 年間,建成一個(gè)綜合性的月球基地,實(shí)現(xiàn)人類長(zhǎng)期駐留,全面地完成大規(guī)模科學(xué)探測(cè)任務(wù)和技術(shù)試驗(yàn)任務(wù),另外開發(fā)利用月球的資源
到底月亮對(duì)人類有多大的價(jià)值和意義早在 20 世紀(jì) 60 年代,時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪,說(shuō)誰(shuí)控制了太空,誰(shuí)就控制了地球現(xiàn)在美國(guó)人又說(shuō),誰(shuí)控制了月球,誰(shuí)就控制了環(huán)地球的太空
月球上白天和黑夜都相當(dāng)于 14 個(gè)地球日,可獲得極其豐富而穩(wěn)定的太陽(yáng)能通過(guò)激光,微波傳輸,地球上的接受系統(tǒng)通過(guò)地面天線接受能束,再將其轉(zhuǎn)換成電能
有科學(xué)家詳細(xì)計(jì)算過(guò),這根腰帶太長(zhǎng),整個(gè)轉(zhuǎn)一圈要 11000 公里,它工程太浩大一邊建幾個(gè)太陽(yáng)能電站就可以了,這樣的話有可能滿足地球全人類的需要地球上以后利用月球的太陽(yáng)能,這是最清潔,最環(huán)保的能源另外剛才說(shuō)了,月球土壤里面的核聚變?cè)虾?3 至少可以供人類未來(lái)用一萬(wàn)年
第三,月球的資源月球確實(shí)有很多寶貴的資源,比如稀土我們中國(guó)盛產(chǎn)稀土,但是月球上的稀土比中國(guó)多多了,還有鈾礦,釷礦,還有鉀肥但是在月球上開礦成本太高了我們現(xiàn)在都調(diào)查清楚了,月球上有哪些資源,分布怎么樣,有多少噸等雖然含量很豐富,但利用前景不一定非常樂觀
另外它的特殊環(huán)境,月亮的環(huán)境條件特別惡劣,第一沒有大氣,超高真空,第二沒有磁場(chǎng),第三,月球上一個(gè)白天有半個(gè)月,一天就是一個(gè)月,月亮的一年只有 12 天另外呢,月球表面白天的溫度 100 多度,晚上零下 190 度這么惡劣的環(huán)境有它的價(jià)值,我們?cè)诘厍蛏蟿?chuàng)造高真空的那個(gè)環(huán)境,絕對(duì)沒有月亮表面好另外,月球上無(wú)磁場(chǎng),弱重力的條件,對(duì)于生產(chǎn)一些生物制品,一些特殊材料,是最好的地方
最后,月球也可以作為向太陽(yáng)系更深處邁進(jìn)的一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站,因?yàn)樵虑虻囊χ挥械厍虻?1/6。
火星探測(cè)是熱點(diǎn)
第三部分我講一下火星人家 1960 年就去探測(cè)了,到今天為止,全世界一共發(fā)射了 51 個(gè)火星探測(cè)器,成功了 26 個(gè),剛過(guò)一半,證明探測(cè)火星難度很大不像月球一樣,所以月球探測(cè)是起點(diǎn),火星探測(cè)是熱點(diǎn)現(xiàn)在我們中國(guó)也參加到這個(gè)行列中,我們中國(guó)的探測(cè)器叫天問(wèn)一號(hào)
火星探測(cè)主要有哪些問(wèn)題呢在太陽(yáng)系里面,最可能有生命的其他行星是火星,因?yàn)樗堑厍虻挠H兄弟,就在地球隔壁火星曾經(jīng)有過(guò)水等等證據(jù)表明,它一定孕育過(guò)生命過(guò)去美國(guó)的大片里有火星人大戰(zhàn)地球人的橋段,很多科幻小說(shuō)也都寫馬丁叔叔等等很多人對(duì)火星上存在生命懷著極大的期望直到現(xiàn)在,火星的生命探測(cè)仍然是一個(gè)熱點(diǎn)這 50 來(lái)次,主要的目標(biāo)是探測(cè)火星的生命,另外還有火星本體的科學(xué)問(wèn)題,比如它的大氣很稀薄,只有地球大氣密度的 1% 左右另外火星大氣層的成分也不好,主要是二氧化碳另外它現(xiàn)在老態(tài)龍鐘,接近死亡了因?yàn)樗麄€(gè)兒小,能量少所以地球目前還在壯年期,但火星很快會(huì)步入到死亡的狀態(tài),只剩下一個(gè)軀殼
此外,火星探測(cè)還想解決另外一個(gè)重大的問(wèn)題我們的地球也有很多潛在的威脅,科學(xué)家一直在思考,能不能把火星改造變成第二個(gè)地球,以后可以移民到火星上去這樣我們?nèi)祟愑袃蓚€(gè)棲息地,即使我們毀了一個(gè),如說(shuō)人類的核戰(zhàn)爭(zhēng),也有第二個(gè)居所
火星的探測(cè)過(guò)程中還有一個(gè)難點(diǎn),月球探測(cè)一個(gè)月有一次發(fā)射機(jī)會(huì),可以到達(dá)目的地但火星探測(cè)兩年零兩個(gè)月才會(huì)有一次機(jī)會(huì)火星跟地球,太陽(yáng)的夾角在四五十度的時(shí)候,此時(shí)在地球發(fā)射探測(cè)器,探測(cè)器沿著這條綠線飛行,大約一億五千多萬(wàn)公里,最終到達(dá)火星的軌道因?yàn)樘綔y(cè)器大約要飛七個(gè)月左右,才能飛到軌道的交匯點(diǎn)所以,火星并不是任何時(shí)候能去2020 年 7 月這一個(gè)月左右的時(shí)間剛好可以發(fā)射火星探測(cè)器,當(dāng)時(shí)有三家發(fā)射,中國(guó),阿聯(lián)酋和美國(guó),都是在這個(gè)月發(fā)射
天問(wèn)一號(hào)在 2020 年 7 月 23 號(hào)發(fā)射,它最大的特色是什么有兩個(gè),一是有一個(gè)載著火星車的著陸架,一起著陸在火星后這個(gè)著陸架就作廢了,火星車就在火星表面一邊走一邊探測(cè),叫祝融號(hào)火星車,還有一個(gè)衛(wèi)星繞著火星飛,全面探測(cè)火星天上地上聯(lián)合起來(lái)探測(cè)火星
我們的探測(cè)器剛剛經(jīng)過(guò)了凌日現(xiàn)象就是火星運(yùn)行到太陽(yáng)和地球連線的背面,我們根本看不到也聯(lián)系不上探測(cè)器我們著陸在烏托邦平地,是火星過(guò)去的海洋海邊比較平緩,這烏托邦平原美國(guó)一共著陸了八次,我們現(xiàn)在也是在美國(guó)著陸這個(gè)附近我們是第一次去那么遠(yuǎn)的地方,為了保險(xiǎn)起見,要找一個(gè)平的地方降落,不要最后因?yàn)榈匦蔚脑颍憰r(shí)傾倒側(cè)翻
可以看到月球車只有兩個(gè)翅膀,一邊一個(gè),而火星車有四個(gè)翅膀,為什么因?yàn)榛鹦窃诘厍虻耐膺叄餐@太陽(yáng)轉(zhuǎn),所以太陽(yáng)能的能量密度比地球小多了,因?yàn)樗x太陽(yáng)比我們遠(yuǎn) 5000 萬(wàn)到 1 億公里,所以它的太陽(yáng)能發(fā)電板就要大
我們規(guī)定了火星探測(cè)的各項(xiàng)任務(wù),現(xiàn)在正在實(shí)施現(xiàn)在的進(jìn)展一切正常雖然我們已經(jīng)找到了 200 多個(gè)火星來(lái)的隕石,但是很遺憾,我們并不知道這些石頭來(lái)自火星的什么地方,所以對(duì)于科研來(lái)說(shuō)用處不大現(xiàn)在人類還沒有從火星的某一個(gè)確切位置取回任何一塊樣品美國(guó)要在 2025 年,下一次發(fā)射的火星探測(cè)器把樣品帶回來(lái),我們中國(guó)也要到 2030 年把火星的樣品取回來(lái)
現(xiàn)在對(duì)于火星最熱門的問(wèn)題,是把火星改造,讓它成為人類第二個(gè)棲息地從 1998 年開始,很多國(guó)際會(huì)議都在討論,如何把火星改造成為第二個(gè)地球馬斯克提出,科學(xué)家們太啰嗦了,要花幾十年到上百年才能把火星改造成為能夠人類居住的地方,他說(shuō)用一萬(wàn)個(gè)氫彈,把火星兩極的冰融化,這不就很快了嗎但科學(xué)家還是有穩(wěn)步前進(jìn)的辦法,大概要經(jīng)過(guò)七個(gè)步驟才能向火星大量移民
我也寫了一本科普書,叫《再造一個(gè)地球》,就是人類通過(guò)長(zhǎng)期的努力,把紅色火星逐漸地改造成為綠色的火星,藍(lán)色的火星,人類就可以直接在火星上生存,進(jìn)行大量移民,讓火星變成人類的第二個(gè)棲息地總之,通過(guò)人類的智慧和努力,火星完全能夠被改造成為生機(jī)盎然的小地球,再現(xiàn)青山綠水,成為人類的第二家園火星早期有水,有海洋,有湖泊,而且可能存在生命火星改造完了后,也在太陽(yáng)系的宜居帶里,這樣的話,就更增強(qiáng)了人類改造火星的信心和決心也許通過(guò)人類一個(gè)世紀(jì)的卓越努力,可以將這個(gè)貧瘠的行星改造成為一個(gè)擁有蔚藍(lán)色的天空,綠色平原,藍(lán)色湖泊,生態(tài)環(huán)境友好的新世界
小行星探測(cè)是亮點(diǎn)
2012 年嫦娥二號(hào)去探測(cè)的小行星叫 4179 號(hào),現(xiàn)在已經(jīng)有了一些資料了我們?nèi)祟愖畎l(fā)愁的是近地小行星看起來(lái)地球外面好像很開闊,但其實(shí)有大量的小行星就在地球的外圍難以計(jì)數(shù)的小行星里,有一萬(wàn)個(gè)直徑大于 20 米的近地小行星,它們走得不太規(guī)矩,所以科學(xué)家們很憂慮,這對(duì)人類會(huì)造成巨大的威脅通過(guò)這些年望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè),在地球附近大概找到了 18000 個(gè)這樣的近地小行星,其中直徑超過(guò)一公里的有 800 多個(gè),一撞上地球就要造成巨大的災(zāi)難我們下一步準(zhǔn)備去探測(cè)近地小行星,找一個(gè)近地小行星后,伴飛,降落,取樣返回這些都已經(jīng)安排了
多目標(biāo)近地小行星探測(cè)首次小行星深空探測(cè)任務(wù)將依次對(duì)三顆對(duì)地球有潛在威脅的近地小行星進(jìn)行探測(cè):對(duì) 12711 號(hào) Tukmit 小行星進(jìn)行飛越探測(cè),對(duì) 99942 號(hào)小行星進(jìn)行伴飛探測(cè),對(duì) 175706 號(hào)小行星進(jìn)行伴飛和附著探測(cè)。
然后再去火星,火星外面有一個(gè)小行星帶這個(gè)小行星帶里面全是各種小行星,圍繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn),雖然很難撞我們地球,但它是一個(gè)小行星的庫(kù),有非常多各種類型的小行星,里面還有彗星我們中國(guó)準(zhǔn)備飛到那個(gè)小行星帶去探測(cè)小行星
美國(guó)可能要在最近兩年發(fā)射一個(gè)探測(cè)器撞靠近地球的小行星事先設(shè)計(jì)好軌道,撞擊可能威脅地球的小行星,讓那個(gè)小行星略微改變一下軌道,這樣的話可能與地球擦肩而過(guò)
火星外面還有四個(gè)大的行星,木星,土星,天王星,海王星我們現(xiàn)在已經(jīng)有計(jì)劃,要進(jìn)行行星際之間的穿越探測(cè),這是一個(gè)難點(diǎn)我們主要要去的是木星,木星有 69 個(gè)衛(wèi)星,挑了兩個(gè),木衛(wèi)二,木衛(wèi)四進(jìn)行探測(cè)
特別是木衛(wèi)二,那兒離太陽(yáng)太遠(yuǎn),溫度有零下 200 來(lái)度,所以這個(gè)行星表面全是冰但是冰上發(fā)現(xiàn)了很多裂縫,這些裂縫里還冒水,證明底下有海洋,這個(gè)海洋里面發(fā)現(xiàn)有火山爆發(fā)
生命的誕生,有三個(gè)前提就可以一個(gè)有液態(tài)水,第二有能量,第三水里有組成生命的碳?xì)溲醯仍啬呐伦钤嫉纳彩巧?yáng)系里面沒有外星人,但是有沒有最原始的生命呢大家很關(guān)注所以我們要到木衛(wèi)二去探測(cè),這個(gè)木衛(wèi)二的海里面和海底可能有一些生命存在,科學(xué)家們寄予極大的希望,所以我們中國(guó)要進(jìn)行木衛(wèi)二的探測(cè)
總之,我們編制了一個(gè)初步的計(jì)劃,最上面是火星探測(cè),下一步我們要到火星取樣返回另外對(duì)于小行星,我們首先要做近地小行星,再去做小行星帶的小行星當(dāng)然美國(guó)還有一個(gè)計(jì)劃,把一個(gè)小行星抓到月亮附近去開采資源每年開采出來(lái)的效益相當(dāng)于全人類一年的 GDP,所以這是非常好的一個(gè)小行星當(dāng)然這存在一個(gè)嚴(yán)重的法律問(wèn)題,所有的天體是全人類的財(cái)富
我們中國(guó)將要向太陽(yáng)系的星辰大海不斷地挺進(jìn),將來(lái)我們要為中華民族的偉大復(fù)興,要為我們建設(shè)一個(gè)偉大的強(qiáng)國(guó)而開展深空探測(cè)今年 5 月 28 號(hào),在兩院院士大會(huì)上,國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人說(shuō),深空探測(cè)是科技的制高點(diǎn)我感到很受鼓舞是,這是制高點(diǎn),我們一定要去占領(lǐng)這個(gè)制高點(diǎn),一定要在太陽(yáng)系的星辰大海不斷地推進(jìn)這樣的話,為我們中華民族的偉大復(fù)興,為我們建設(shè)一個(gè)偉大的社會(huì)主義強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)力量
我們大家共同努力,我們的目標(biāo)一定能夠?qū)崿F(xiàn),一定要向太陽(yáng)系的星辰大海挺進(jìn)!
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