互动科普

全球第二轮探月高潮

科学世界：提到探月工程，很多人会联想到上世纪六七十年代美国的阿波罗计划。在这之后，为什么美国就不再进行登月活动了？

欧阳自远：自1958年起，美国和苏联两个超级大国为了争夺空间霸权，展开了一场月球探测的激烈竞争，最后美国以6次载人登月的成绩彻底击败了苏联。1972年阿波罗计划结束以后，美国就不再开展载人登月活动了。为什么呢？因为第一，他们已经载人登月6次，再做下去也就是这样的水平，没必要了。第二，等到苏联解体后，空间霸权的争夺就再也没有竞争对手了。

之后，美国把精力主要放在两件事上，一是发展往返式航天飞机，二是建设国际空间站。2004年1月14日，美国总统布什宣布了“探索太空”和“将人类的足迹扩展到整个太阳系”的美国新的太空计划。2005年9月，美国宇航局（NASA）迈克尔·格里芬局长向美国参议院陈述说，“航天飞机和空间站是误入歧途，是代价高昂的战略性错误。我们被限制在低轨道已经有太长的时间，使美国宇航局丧失了正确发展的机会，我们国家空间计划的重心应该是开发太阳系。”因此美国决定，2010年航天飞机退役，2010年停止向国际空间站投资。美国一共造了5架航天飞机，其中2架爆炸，导致14名航天员遇难。航天飞机因为反复使用，安全性与可靠性都会降低，而且维护和发射成本比火箭贵很多。其次，国际空间站已经把该做的任务基本上都做了，此前俄罗斯的“和平号”空间站也做了一些研究。空间站只是在距离地面300多公里高的轨道上运行，花钱太多了。

2005年，美国宣布将于2018年进行第7次载人登月，为此他们还要准备13年，准备投资1040亿美元；2025年载人登陆火星，准备投资2170亿美元。在这之前，美国还要进行无人月球探测。

科学世界：美国不是以前登过月球吗？怎么现在不能随时登月呢？

欧阳自远：很多人有一种误解，认为“美国人还得十几年才能再登上月球，所以他们以前号称自己已经载人登月就是谎言”。其实，他们确实想要再次登月，只是不能还用阿波罗计划中那么老的火箭和飞船。以现在的眼光来看，阿波罗飞船太落后了。它落后到什么程度呢？阿波罗号飞船上的计算机是50年前的设备，处理数据能力都比不上我们的手机。那时用的火箭大的不得了，安全性也不行，但是他们在那个年代居然实现载人登月了，真是了不起！如今，他们绝对不会再乘着阿波罗飞船和土星五号火箭去月球了。要做出世界上最先进的火箭和登月飞船，即便是美国，没有十几年也是做不出来的。所以，不是说他们以前到过月球，现在就可以随时登月了。

科学世界：我国的探月工程，现在处于一个什么样的时代背景呢？

欧阳自远：我国的探月活动正赶上全世界的“第二轮探月高潮”。1994年，美国发射了克莱门汀月球探测卫星，1998年发射了月球勘探者号月球探测卫星，2008年发射了月球勘测轨道器。欧空局（ESA）和日本也相继发射了月球探测卫星。目前已经有10多个无人探测器进行过绕月考察了，除了我国，还有美国、日本、欧洲和印度发射过绕月探测卫星。

我国的嫦娥三号和日本、印度的探月计划差不多，都要开展落月探测。既然都已经发射过月球轨道器探测过月球表面，就该关注“落月”的科学目标、技术能力与水平，以及科学探测成果的质量与创新。

科学世界：嫦娥一号主要做了什么工作？与其他国家的绕月卫星相比，有什么优点？

欧阳自远：首先，我们根据嫦娥一号的观测数据，制成了一张全月面地图。这张地图是目前全世界最好的，分辨率为120米。第二，我们对月球资源做了一次全球性的粗略勘测。第三，我们测出了全月球的表土厚度分布情况。第四，我们积累了极其丰富的近月空间的环境数据，有不少新的发现。

中、日、印三国的探月卫星比较，我认为各有长处、各有特色。

嫦娥一号的目标是全球性、整体性和综合性探测月球，绕月的轨道是200公里高，而日本、印度、美国卫星的轨道都是100公里高。我们的轨道高，必然会降低分辨率，在这一点上他们有“优势”。但是，他们没有把握能取得覆盖全月球的探测成果，难以实现全月球无缝隙的探测成果；而我们则有把握把整个月球无缝隙地全部拍下来，而且出版发行了250万分之1的全月球影像图和三维地形图、全月球表面的主要元素与矿物的含量与分布图。此外，系统积累了近月空间不同区间的高能粒子与低能离子的通量、能谱及其随时间的变化，并获得了一些重大发现。嫦娥一号的全部科学探测数据早已上网，供全世界科学家下载使用。中国首次获得全月球的亮度、温度数据，推算出全月球土壤层的厚度与分布，估算出全月球氦-3的分布与资源量。这里说的氦-3是未来受控核聚变发电的主要原料之一，月球的氦-3资源量，能够满足人类社会一万年以上的能源需求。

日本的“月亮女神”月球轨道器，首次获得月球背面的重力场，为全月球重力场研究取得了重大突破。如果对研制的科学探测仪器进行比较的话，总体上看，日本的科学探测仪器技术性能好，而我国研制的激光高度计具有一定的优势。各国的月球探测各有所长，必须综合比较，不能根据某个单一的指标作出整体性的评价。

由于各个国家的月球探测卫星的科学目标不同，完成的科学探测任务不同，因而设置的科学探测仪器也不同。如2008年美国发射的月球勘测轨道器，飞行高度50公里，主要任务之一是精细勘测未来美国载人登月的着陆区，它还拍摄到清晰的阿波罗11、12、14、15、16和17号着陆区完整保存的着陆器、宇航员行走的路线、宇航员在月面埋设的仪器甚至插在月面的美国国旗。除此以外，月球勘测轨道器还首次证实月球撞击坑内的永久阴影区里蕴藏有水冰。

科学世界：嫦娥三号以后,我国的探月工程还有什么计划？

欧阳自远：我国的月球探测分为“探”、“登”、“驻”三大阶段，目前开展的探月工程属于“探”的阶段，即不载人月球探测阶段。不载人月球探测阶段又分为“绕”、“落”、“回”三期，嫦娥一号、二号执行“绕”月，嫦娥三号、四号执行“落”月，嫦娥五号、六号执行“回”，即采样返回的任务。其中，嫦娥一号、三号、五号是执行任务的探测器，嫦娥二号、四号、六号都是备份。

科学世界：无人探测器能否完全代替人的工作？我国什么时候可以载人登月？

欧阳自远：人可以按照自己的意愿放置仪器，可以放一些长期观测的固定仪器和标志物，比如说地震仪。人离开月球以后，仪器还能经常把月震的信息发回地球。这些仪器都需要人放在特定的位置上才行，无人探测器可做不了这种事情。人还能带很多月球样品回来，可以挑选岩石而不是土壤，挑选样品的能力比较高。目前，我国的无人探测器还没有实现登月并安全返回，是不敢让航天员承担这么大的风险的。

根据嫦娥二号的观测数据制作的全月球照片

（本文发表于《科学世界》2013年第9期）