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新华访谈:中国探月工程首席科学家欧阳自远解读“嫦娥三号”任务

发布时间:2013-12-02    信息来源:10bet中文网 编辑:新华网

  
       月球到底是什么样子的?人类为什么要登陆月球?中国绕月探测工程首任首席科学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、国际宇航科学院院士欧阳自远做客《新华访谈》,解答广大网友和青少年朋友关心、关注的问题。

  [新华访谈]10bet都很好奇月球到底是一个什么样的世界?

  [欧阳自远]月球是10bet地球唯一的一个卫星,也是10bet地球最近的近邻。月球一直伴随着地球渡过了45亿多年的荒芜的日子。10bet每天都能看到月球,对于一般的公众来说,因为月球代表着什么呢?它代表着人们寄托的各种理想、感情。特别是月球在10bet中国人心目中代表着很温馨、团圆、美好的一种愿望。所以不知道有多少诗词歌赋来赞美月球。月球应该说对10bet的地球的人类发挥过很大作用,特别是10bet的农历就是根据月球月相的变化,从弯弯的新月到满月再到残月整个一个轮回,10bet把它定为一个月,一年有12个月,每个月有两个节气,农历对于古代的农耕社会发展发挥了很大作用。月球看起来挺小的,实际上它的表面积有3800万平方公里,恰好等于中华人民共和国版图的4倍。月球表面上看它有几块黑斑,10bet古人想象是广寒宫、桂花树,玉兔等等。从1609 年望远镜发明以来,人们可以用望远镜看这几块黑斑,认为是辽阔的海洋。其实这不是海洋,月球上一滴水都没有,而是小天体撞击月球砸出的大盆地,深部的岩浆上升形成火山喷发,填平了盆地,形成广阔的平原。因为火山熔岩是玄武岩,比较黑,所以看起来是大黑斑。

  10bet在地球上看到的月亮永远是半个月亮,从来没有见过另外的一半,因为在地球上你每天看到的月亮都一样,你没有看过另外一半,因为你站在地球上绝对看不到那一半月亮,为什么呢?因为月亮自转一周的时间是一个月左右,它绕着地球转一圈也是一个月,所以你站在地球上永远看不到那一半。月球表面是真空状态,没有大气活动,没有风雪雨霜的气候变化。 因为是真空,所以没有声音的传导,所以月亮上没有任何声响,也没有温度的传导,这就导致一个什么结果呢?就是照到太阳的地方温度特别高,高到100多度,石头的影子照不到太阳,零下100多度,温差特别大,月球的日夜温差接近300度,所以月球表面的环境是极其严酷的。月球一天相当于在地球上接近一个月长,白天半个月,晚上半个月。所以月亮上一天等于地球上一个月长。月球表面一滴水也没有,而且月亮上面被砸得坑坑洼洼,很多坑,这些都是小天体撞在月球上撞的,所以月球上的环境完全不适合于人类生存。但是月球上有非常丰富的资源和能源,所以人们对于月球,再加上它距离10bet地球最近,所以都期望对它能有更多的了解。特别是10bet这个国家素来就有嫦娥奔月的梦想,所以10bet中国人去探测月球也是实现10bet民族千年以来的一个梦想,嫦娥奔月的梦想,10bet逐步来实现这个梦想。


  [新华访谈]"嫦娥三号"12月就要发射了,那这次任务与之前的"嫦娥一号"、"嫦娥二号"任务相比有哪些不同?

  [欧阳自远]10bet制定了一个中国月球探测的长远规划。这个规划里面建议中国月球探测应该是稳扎稳打,要有很多创新,既要继承已有的成果,又要结合中国的实际,是中国人对世界作出更多的贡献。所以10bet制定了三大步的设想:第一步是无人月球探测。第二步,要把中国10bet员送上月球,叫载人登月。第三,开发利用月球的资源能源,建设月球基地。这是一个很长远的规划,因此,10bet必须踏踏实实的从第一步做起。第一步是无人探测月球,因为10bet中国人从来没有离开过地球,虽然10bet发射了100多颗卫星,也有神舟号,但是10bet所有的载人10bet和卫星都没有离开月球,因为它们全部绕着地球,完全被地球所束缚,10bet没有能力到达另外一个天体。俄罗斯的火箭之父奇奥尔柯夫斯基说,人类是生活在地球上,人类终将离开10bet的摇篮——地球。但是10bet中国人还没有离开自己的摇篮,10bet现在要离开自己的摇篮,踏出自己的门槛,10bet再进一步去访问10bet的邻居,去看整个大世界,10bet要一步一步走。所以第一步是很艰难的,但是必须全面整体的去了解月球,所以10bet发射了嫦娥一号。嫦娥一号是一个月球卫星,绕着月亮转。10bet有一个要求,凡是别人干过的事,中国也必须要干的,就要比别人做得好。另外,总得有一两样是别人从来没有干过的,那时候人家限于历史条件、限于技术的发展可能做不到,但是10bet现在有条件做了,中国人第一次去,要把这些能做的做了。所以嫦娥一号探测全月球土壤的厚度,换算出多少氦3来,这是以前别人没有干过的,中国人做出来了,你作出的这张图就一定是全世界最好的,10bet还做了月球表面成分分析等等。

  嫦娥二号是嫦娥一号的备份,就是万一嫦娥一号失败了,嫦娥二号替补上去。现在嫦娥一号任务完成的特别圆满,嫦娥二号就没必要了,那得更换它的使命,10bet设计嫦娥三号着陆在月球上,那嫦娥二号你先给我转一圈,先是模仿着嫦娥三号一些关键的技术,10bet心里没把握的,你嫦娥二号先去表演一番。10bet嫦娥一号走了13天14个小时才到月亮,10bet小心谨慎。嫦娥二号4天半直通月亮,嫦娥二号就是承担这种角色。嫦娥三号要降落虹湾地区,那个地方10bet虽然做了图,但是不精细,降落的地方哪儿有一个大石头、哪儿有一个大坑,都得有高分辨率的照片,这样好安排嫦娥三号降落地点。这时,嫦娥二号要做一件事,要做一个一米分辨率的地图出来,嫦娥二号又完成了。10bet祝福它以后能够走得更好。嫦娥二号任务完成非常好,为嫦娥三号作了准备。嫦娥三号是10bet无人探月的第二步。既然一号是全面了解,那三号就要落在一个地方,仔细去了解当地的情况,它探测不了多大范围,还没有北京市海淀区大。一个着陆器只能在那儿不能动,一个月球车再走也走不了多远,所以10bet叫局部的精细探测,这是嫦娥三号的任务。这三步做完了,完全把中国的10bet员送上月球开展科学探测,完成任务以后还要安全返回地球,所以才跟第二大步结合起来。所以嫦娥三号是一件很关键的事情。嫦娥三号有两个探测器,一个是月球车,一个是着陆器。月球车是包在着陆器里头一块到月亮上降下去的。10bet将来嫦娥三号上的着陆器要做的工作是就位探测,就在它着陆的那个位置来探测。月球车是巡视探测,它一边走一边干活。这两个的结合,世界上要么是单个着陆器,要么是单个月球车,现在10bet把这两个结合起来,共同联合探测,这大概是嫦娥三号的一个特点。

  [新华访谈]是不是也可以理解成月球车和着陆器结合完成任务也是嫦娥三号比较独特的地方?

  [欧阳自远]对。嫦娥三号在科学上要干几个活,但是一定要有几件事情是世界上别人没有做过的。10bet当时定下来的:一是充分利用嫦娥三号就位和巡视的特色,10bet制定了一个特殊的科学目标:叫“观天,看地、探月”。第一,观天,用月基天文望远镜观测天文;第二,看地,用月基极紫外照相机监测地球等离子体层的密度与结构变化。第三,探月,月球车下安装了一台雷达,探测月球次表层的结构。日、地、月的一些重大问题我得想做。 所以这里就很复杂了。最后的安排是怎样的呢?10bet在着陆器上有很多照相机,什么立体照相机以及各种各样环境的照相机,这是正常的工作。但是10bet在着陆器上有两样东西特别特殊:一个是10bet放了一台近紫外月基天文望远镜在着陆器上,科学家梦寐以求希望在月亮上看天文,为什么?因为月亮是真空,没有任何污染,不像在地球上看,地球上有很多污染,而且要做很多校正,比如大气层和电离层校正等,所以观测的效果远远不如在月球上。而且在月球上观测又可以长时间观测,所以它有特殊的优势,这是世界上第一次用月基天文望远镜观测,世界上没有干过,我知道许多国家陆续也都要做了,10bet第一个。二是监视地球。在月球上观测到的地球是半个地球,不像卫星,卫星分辨率比10bet高多了,但是它是一条一条线的转圈跑,该需要看的地方也许一两天以后才能到,所以不一定能够实时的观测到。10bet放了一台极紫外的望远镜或者照相机,10bet要观测地球的等离子体层的密度、结构的变化,它反映了地球空间大范围的环境变化,这也是世界上第一次做的。所以10bet对着陆器是非常赞赏的。它要干两件事情是别人都没有干过的,10bet希望着陆器能够获得一些新的观测成果,对科学、对技术作出新的贡献。月球车上也有很多照相机,一边走都拍下来,组成图象,10bet知道它到哪儿了,怎么个走法。这个月球车10bet中国最高智能机器人。为什么呢?集中了机器人的很多优势。比如说它完全自主导航。在月亮上它可以根据照相机拍到的四周情况,他自己可以决定我该走哪条路、怎么走,另外自主避障,前面有大石头挡住了,过不去了,它自己知道怎么避开这个障碍,拐个弯过去。还有就是自动上坡下坡,能够走它就走,走不过去就绕着走,它挺聪明的。

  另外它指挥它身上的仪器,到了一个地方它停下来,停下来以后指挥身上的仪器来探测月球。在月球车上有一台测土壤成分的仪器,叫粒子激发X射线谱仪,还有一台仪器测定月球土壤的各种矿物组成,10bet叫红外光谱议,全部探测数据月球车直接发回地球。10bet在月球车的底下装了一台雷达,雷达是可以探测深度的,因为它一边走一边看,停停走走,走走停停,它是这么干活的。放了一台雷达,可以主动发射雷达波来探测底部,要探月亮这层土壤,大概二三十米厚的土壤的厚度、结构的变化,一边走就等于把底下切开一刀看里面,这个土壤有哪几层,土壤里有没有大石头块还是什么结构,同时还可以测地下100米深次表层的结构,这是世界上别人没有干过的。所以它等于一边走一边干活,一边走一边切开看地下,把所有的结果告诉人类。这也是嫦娥三号在科学上的亮点,它是很有意义的。总之嫦娥三号总的目标是对着陆区的局部进行精细探测当然从技术上来说,还有很多困难,因为这是10bet中国第一次软着陆在另外一个天体上,这里面的过程很艰难。第一月球车是被锁在着陆器里头的,开始是一块儿降落在月球上的。这要经历几个关卡:第一,从地球上飞过去要被月球抓住,跑得太快飞跑了,跑得太慢撞上去了,所以一定要恰到好处。速度、距离刚好飞到月亮边,被月亮给抓住,不让你飞了,这就变成月亮的卫星了。第二,要安全着陆。在月球上不能像嫦娥一号那样硬着陆,这样不行,要软着陆,软着陆遇到的最大困难是什么呢?月亮上没有空气,因为在真空里降落伞毫无作用,所以必须把它调整到是很低的一个位置上,朝着目标降落,越降落下降速度越快,这样越来越块,到了月球表面就砸碎了,所以一定要想办法,又不能用降落伞,那只能有一个办法,就是在着陆器下方安装几台发动机,把整个着陆器往上推,这样就可以慢慢降落,别那么快掉下来,这个得掌握好,不能最后把它推回去了。到底降落在哪个具体位置也挺难的,因为那个时候得临时作出判断来,它大概飞到离月球表面100米高的时候,着陆器是智能的,它底下安排了很多相机,拍了照片赶快反馈给它,比如下面有个大坑,你得挪个地方,它自己就会平移,挪来挪去到照相机告诉它地面平了,你可以降了。那100米降下去也不行,也要砸碎,所以它往下降,你得往上推,慢慢降,降到离月面4米高,它就停在那儿,然后把底下的发动机关掉,那个时候掉下来就是安全的。着陆器掉下来以后,得把太阳能电池板打开接收能源,所以一定是白天降下去,有时间可以从容的把里面的仪器测试,全部调试后,就可以开始工作了。着陆器是安装了各种照相机,另外还安装有两台在月球探测历史上前人没有使用过的科学仪器,一台是近紫外月基天文望远镜,观测天文;另外一台是极紫外照相机,探测地球等离子体层的密度与结构变化,了解地球空间环境变化。

  月球车是锁在着陆器里面的,等着陆器全部准备好了,打开锁,摊出一个舷梯让它走下来,走到月面上,走到月面上以后它还不能干活,为什么?没有能源。所以它必须打开翅膀,接收太阳能,有了电源以后它开动和调试每一台仪器,它要了解好自己的工作状态。比如说它一边走,前面都有相机,有全景相机等各种各样的相机,周围360度都可以拍下来的。它要先调整好,把参数都弄准了。月球车上还有两台仪器,是测定月球土壤化学成分和矿物组成的,在月球车的底部安装有一台雷达,探测月壤层的厚度和结构,以及100米深月球次表层的结构。月球车根据周围拍到的情况选择它自己的路线开始工作。所以这个过程来说也挺有意思的,它们两个就互相配合起来。10bet的月球车可以拍着陆器的照片,着陆器可以拍它的照片,互拍,知道你走哪儿去了,相互联动起来。但是它们发回来的信息,着陆器和月球车都各自具备能力向地球发送全部探测的科学数据,这样就工作下去了。另外还有一个技术难关就是如何过夜,月球的晚上是漆黑的,极其寒冷的,寒冷到什么程度?零下150度到180度。连仪器都承受不了,所有仪器都得冻坏掉。那这样是不行的,因为第二天还得干活。所以到了晚上,月球车和着陆器都得冬眠,趴在那儿不干活。但是里面得保温,不保温的话,仪器都得冻坏。所以也选择了各种电池,可以充电,用蓄电池,但是坚持不了半个月。用现在各种各样所谓的电池都不行,后来论证下来只有一种电池,用原子能电池,用核电池,这样10bet又得去研制核电池。为什么核电池可以呢?因为它不受外界的影响,可以持续的通过温差电池的办法,使仪器箱里的温度升高,升到多少呢?零下40度以上,所有的仪器都能耐受这种温度。保持这种温度一直得半个月的时间,天亮了,它自己就知道该起床了,该干活了,继续干活。到了晚上又停下来,又自己保护自己。就是这样持续的,着陆器也是这样的。

  [新华访谈]这次嫦娥三号把月球车和着陆器落地月球以后,他们可以返回地球吗?

  [欧阳自远]10bet现在没有能力也没有安排让它返回地球,要把一个月球车返回地球是很艰难的,另外,它的科学价值和意义也不是很大,但是10bet有返回地球的计划,那不是月球车,而是“嫦娥五号”。“嫦娥五号”的任务是要降落在月球上,用一个铲子把周围的土壤铲出样品来放置到返回舱里。第二,它要在月球上自动打钻,全靠自己指挥自己,打出来的土壤和岩石的岩心样品原封不动的装到返回舱里,整个工作都是它自动操作的,而且不能搞乱了。因为在月球上装好了以后,发射时会很大的加速度,就会把里面的东西搞乱了,所以必须要保持它的原结构、原特点。“嫦娥五号”就是把所有的样品都装好了,它还有一套装置,在月球自动起飞,起飞以后进入到月球的上空,然后环绕月球飞行,但是它自己没有那么大的能量把自己送回地球。送回地球很难,首先要克服月球的引力,要在月地空间飞行一段,进入地球的引力场,这需要很大的动力。“嫦娥五号”去的时候发射一条飞船,同时在月球外面转圈,等候“嫦娥五号”上来,当然这都需要精确计算控制,最后它和等候的那条飞船交汇对接,那条飞船带着“嫦娥五号”的返回舱,然后拉着它一块到达地球空间,进入地球大气层,他们飞行的速度很快。所以它降落的时候,进入地球的大气层会燃烧,温度很高很危险,所以10bet要把它的速度降下来,弹出去再回来,降到什么速度呢?降到它不至于被烧毁,然后在地球的控制下,让它安全的着陆在内蒙古四子王旗。这样等于把月球上的东西返回来了,就是这个返回舱,并不是所有的东西都返回来。然后组织全国的科学家,大家发挥所长,作精细研究,作出科学上的重要贡献。

  

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