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CCTV时空连线:揭密中国探月工程


2004-03-18 08:31:02         华夏经纬网

    CCTV时空连线主持人:接下来介绍一下我们演播室的三位嘉宾,我们现在请到演播室的三位嘉宾也是中国探月工程最核心的三位负责人,现在坐在最左边的是绕月探测工程的最指挥栾恩杰,您好。中间这位是绕月探测工程的总设计师孙家栋院士,您好。我们右边这位是绕月探测工程的首席科学家欧阳自远院士。

    三位其实做的工作,按照他们给我们介绍也非常有意思,就是说总指挥管的是绕月工程要做什么,孙院士管的是怎么做,而我们欧阳院士管的是这个绕月工程为什么要做。观众问的非常多的一个问题,说现在探月工程和我们在去年已经成功的“神五”,这两个系统哪个更难一点儿?

    栾:我们要探月,要绕月,首先这个技术,第一步是依靠我们国家航天40年来所取得的成就,其中也包括去年载人航天所取得的技术成就。但是由于探月的距离相当远,飞行时间比较长,所以它也有和载人航天的不同的特殊性。第一,它的特点就是走出更远的距离,要走出38万公里到40万公里这样的情况,通讯联系就和你在地面的附近变成很大一个区别,除了有载人航天这套系统以外,还要加上科学院的几十年对天文观测所建立起来的一套观测系统。

    主持人:也就是说最难的地方就是在于月亮离地球远。我们知道杨利伟上天的时候,距离地面300公里,我们现在最远的卫星能距离地面多远?

    栾:现在我们的卫星是七万公里。

    主持人:一下子到38万公里,多了好几倍,这好几倍的路程会使系统变得很复杂吗?

    孙:是,比方说咱们俩说话,咱们现在坐这么大的距离,我的声音你就能听见,假如你再坐离我更远一点儿,我还拿这个声音说话,你就听不见了,这样的话我们地球把这个卫星发射上去以后,你联系不上,就等于把东西丢了。

    主持人:它就回不来了。

    栾:到月亮上以后,它要及时被月亮捕获,不然擦肩而过,如果刹车刹不好,撞了月球,太快了擦身而过,所以这个轨道设计就是我们一个远和近之间的很大的差异,

    欧阳:它的表面上几乎是超高真空状态,所以造成有太阳的地方,热的130、150度,旁边的阴影却是负150度,所以那么严酷的环境,也是我们各方面技术发展的必须攻克的第一步的堡垒。

    栾:我们的产品,我们的系统和仪器都要承受住这样一个大的温度循环。

    主持人:说这个距离远的事,好比说我们开车,一般观众想距离远近不是个事,只要有车,我10分钟我们可以开到木樨地,我花一天不就开到上海了嘛,飞行器也这样,比如说你先发射十来分钟到了杨利伟那300公里,多花点儿时间不就去月球了嘛?

    栾:比如你开汽车,你说到上海可以走,但是路上有很多辅助性设施在保证你能够从北京开到上海,这些保证措施,作为卫星来看它自己全带着走,路途越远,它的负担越重,如果路上没有加油站,我看你走到,恐怕走到济南就差不多了,就该加油了,你可能就得停在那儿了。

    主持人:您让一个车带着加油站走是比较难的事情。我还看到有一个观众提过一个特别有意思的问题,说咱们地球到月球38万公里是直线过去还是绕啊绕过去?

    栾:比如地球和月球咱俩都不动,像你说的,咱们就这么走。可是月球在走,地球也在走,那么怎么设计好的轨道呢,世界各个国家都设计了很多独特的轨道,比如说你是到上海去,这叫时间最短的路程。还有一个,就是我耗油最少的路程,还有一段路是最舒服的路程。

    欧阳:说到38万公里是指月球跟地球的平均距离,因为月亮绕着咱们地球转,有的时候远,有的时候近,平均起来是38万公里,可你从地球要走到月球上去,可不只走38万公里。恐怕要走40、50万公里呢,因为你得自己绕着地球转几圈,加速,然后再奔月球,到了月球还得绕几圈,慢慢慢慢的让月球给抓住,而且最后要调整到通过南北极去转,这段路走下来,可不只38万公里。

    主持人:我也想到咱们下一步说先绕着月球走,还要在月球降落,我突然觉得这事有点儿困难了,因为你想杨利伟的飞船回地球的时候,着陆场好多人保障,这还是地球呢,这要去月球,那个着陆场也没人看着,这是不是挺难的?

    栾:我们现在说的绕落回,首先是绕月球进行探测,然后我们放下去探测器在月球表面进行科学活动,第三步要取回一部分样品,返回到地球,整个这个过程是无人的,现在我们是做的探月工程的第一步的绕月工程。人类第二步是什么呢,人要上去,我们可以称为登月过程,第三大步就要驻,这个驻是马字旁加个主,就是有东西在那里面,长期有人关照,另外美国科学家们研究一个人类生存的环境,那里面和地球差不多的一个封闭的环境,有水,有空气,有植物生长。    

    孙:落什么地方,欧阳院士有一个很重要的任务。

    主持人:落在哪儿,归您来确定?

    欧阳:这可是一个很大的难题,我们要优选出几个地方来,首先第一,那个地方比较平坦,我还得保证在一定的范围内,你不会掉沟里,不会掉到山崖里头去,第二,你那个地方有很多科学问题值得做。第三,这个地方也可能就是今后你准备要建基地的地方。

    主持人:月亮上有特平的地方吗?

    欧阳:有,你看到月亮上的阴影,我们叫海,名词可好听了,雨海、静海、风暴洋,其实这都是非常开阔的大平地,但是这里面可砸了很多坑,密密麻麻的。然后你必须选择这里面集中的科学问题进行探测,所以一定得选个很好的地方,挺难的。所以最后来确定在什么地方落,我们还要派月球车在月球上进行考察,还得行走,当然怎么做,我不懂,这得孙总来解决。

    主持人:孙总,其实大家要问您的最集中的一个问题是说为什么咱们现在还是决定派个机器人上去,咱们杨利伟都能上天了,不能把杨利伟送月球上吗?

    孙:主要的问题就是我们火箭的能量将来需要彻底解决,因为杨利伟上天再回来,和假设我们送一名我们国家的宇航员从月球起飞到月球去,他得落下,在月球落下,到了月球落下人不能留在那儿,工作几天以后还要从月球再回来,回来以后到地球,完了再落下,这样等于说在地球上做两个反复,这样大的能量都要由地球一起飞的时候,就要带去,这件事还需要一段时间。

    栾:我们还没有能够使人回来的火箭,如果现在去呢,我看有能力去,但是是单程票。

    主持人:杨利伟回不来这也不行。

    栾:我们新一代的火箭正在做,我们要做无污染的火箭,绿色火箭。同时我们推力要大,大到一千吨左右。就是这种能力还有限,还要加大我们的能力,这样才能使得我们的宇航员实现登月。

    主持人:估计还要花多少年能做到这一点?

    栾:如果今年可以立项的话,我们可以在五到八年左右完成新一代火箭的研制和实验任务,再新一代的宇宙火箭研制,还要一段时间。我对宇航员登月球的时间表并不乐观。

    主持人:要等20年的话,我看杨利伟到那儿可能岁数就有点儿大了。我们现在飞船,我们叫飞行器,它可能包括有一个月球车落到月亮上了,接下来我们要干什么,要看什么呢?

    欧阳:我们准备埋一个地震仪下去,砸了一块大石头也会引起震动,它都会记录,提供了我们一些关于月球内部的什么结构的一些信息。另外,我们还要放一个测月球的雷达在上面,这样我们可以测出来这底下究竟是什么,所以要干的活很多,我们很想设置一个天文望远镜,在月亮上对天观测,可比在地球上好,因为没有大气干扰。有一个月球车还得走下来,到哪儿还得要测量,还得要做点儿分析,一路走一路干活,干到它生命的终结,不让他们回来了。

    主持人:观众非常感兴趣有一点,说我们要到月球上找新的能源,就是氦-3,这个事情究竟是一个基本的幻想还是说的确有一天我们能够利用月球上的能源?

    欧阳:月球很可能是要为今后的地球能源的需求提供一种安全的、清洁的、上万年的能源保证。这个不是一种幻想,今后解决整个地球能源的前景,大家都寄希望于可控核聚变,而可控核聚变的一种很安全的、很有效的燃料是氦-3,月球样品的分析,证明这里面确实储存着比较丰富的氦-3,现在我们就想干一件事情,别人都没做过的。

    主持人:包括美国人都没做过的。

    欧阳:我们把全月球的那层土层的厚度,大致把它测出来,我就可以估算一下到底月球上有多少氦-3,给科学家提供一个基本的数据,有人计算过,说一百来吨就可以解决全球的能源需求,月球上有多少呢,大概有100万到500万吨,但是到氦-3如何在月球上提出来,再送回地球,价值有多少,比如要不要用一吨汽油到上海,拿回来半斤汽油回来,实际上很多国家已经提出各种各样的设计,像刚才说的氦-3,还有很多金属资源,简直我计算下来,初步估算下来,地球上没法跟它比的,太多了,太好了。

    主持人:您有没有想过您有一天上月球上做一下研究?

    欧阳:月球上的石头,我看过不少,现在我估计没有能力能够亲自踏上月球的月面,但是对我来说,我每天都想到,我在月球应该做什么,几乎已经占据了我几十年的时间。应该说几乎都梦系月球了。

    孙:不过我信我们搞工程的,在这个问题上,首先是给科学家建造一个平台,我简单来讲,就好像有点儿把欧阳先生的眼睛送到月球表面,叫他在那儿看,第一步。第二步,把欧阳先生的眼睛落到月球表面上,让他在表面上看。

    主持人:把他的手带上去。

    孙:第三步,给他拿回点儿东西,叫他在地球上研究。

    主持人:您最盼望在月球上看到什么,解决您心中存在几十年的疑问?

    欧阳:月球是怎么的,它跟地球是同龄的,是被抓过来的,是它亲生的儿子还是一个养子,还是一个兄弟姐妹,或者月球也有它的父亲和母亲。我很希望知道的是月球它正格的演化过程,月球实际上已经早就终结了它的生命了,在46亿年生成,31亿年就终结了,老的已经不能动弹了,它内部已经全部衰竭了,就固化成一块大石头一样,但是即使是这样,毕竟它是地球的惟一的一个卫星,它是离我们最近的天体,是我们跨出,跨向宇宙的第一步的门槛。所以我很想,我们国家在他们整个绕月工程,在他们两位的领导下,我坚信会取得非常圆满的成果。

    好,非常感谢三位接受我们的采访。

        CCTV时空连线:2004年2月25日,备受瞩目的中国绕月探测工程终于正式启动,这也标志着中国的现代版“嫦娥奔月”正式拉开了帷幕。据了解,我国的月球探测计划分为“绕、落、回”三个发展阶段,都属于不载人探测活动。目前实施的第一期工程的目标是在2007年以前发射一颗围绕月球飞行的卫星,总投资约14亿元人民币。在此后的两个阶段中还将向月球发射无人探测装置,采集月壤样品,进一步开展月球探测工作。目前,即将上演的现代版“嫦娥奔月”的各种“角色”已基本选定。“嫦娥”将由我国的“东方红”卫星“扮演”,而送当代“嫦娥”奔月的将是“长征”三号甲型运载火箭。

    月球是距离地球最近的天体,是地球惟一的天然卫星,也是进行科学探测的理想场所。月球具有可供人类开发利用的多种资源。月表蕴藏了大量地球上很贫乏的氦-3,这种元素有可能成为新世纪热核聚变能的宝贵原料。同时,月球也是人类向外层空间发展的理想基地,有可能成为人类进行星际旅行的中转站。因此,千百年来,遥远的月球一直是人类难以摆脱的诱惑。冷战时期,前苏联和美国在航天领域展开了激烈的竞争,探月就成为它们角逐的一大焦点。1959年,前苏联发射的“月球1号”飞船飞到月球附近,开始了人类对月球的考察。1961年5月,美国总统肯尼迪向全世界宣布了宏伟的载人登月计划——“阿波罗月球探测计划”。1968年12月,“阿波罗8号”绕月球轨道飞行了20个小时,这是世界上第一艘绕月飞行的载人飞船。1969年7月,“阿波罗11号”飞船登月成功。宇航员阿姆斯特朗和阿尔德林成为人类历史上首次踏上月球的宇航员。

    到20世纪70年代中期,前苏联和美国共成功发射了45颗无人月球探测器和10艘载人月球飞船,先后共有12名宇航员成功登月。虽然取得的成就已经远远超过了多少世纪以来的地面观测,但是两国也都尝到了多次失败的滋味、甚至为此付出了生命的代价。1972年美国阿波罗计划完成后,月球探测一度陷入了低迷状态。

    20世纪90年代以来,新一轮月球探测的高潮被世界空间大国再次掀起。2004年1月14日,美国总统布什宣布,美国将实施重返月球以及未来登陆火星的太空计划。这个消息的公布立即在美国引起了轩然大波,不少支持这项计划的人认为重新登月有助于人类更好地研究火星,曾经搭乘阿波罗11号首次踏上月球的宇航员阿尔德林就是其中之一。

    不过也有很多人对此提出了质疑。他们认为重新登月耗费巨大,用处也不大。

    虽然民众对此议论纷纷,但美国政府却并没有表示要放弃这项计划,而包括中国、印度、日本和欧盟在内的许多国家和地区也都将登月作为航天计划的目标。

    2003年9月27日,欧洲第一个月球探测器“灵巧一号”顺利发射升空,这标志着欧洲探月行动的正式开始。“灵巧一号”将利用搭载的红外线探测器拍摄迄今最详细的月球地理图,破解45亿年前月球形成的奥秘,并搜集月球上是否存在水的证据等等。日本也将月球探测定为其星球探测计划的首要目标,正研制“月神A”月球卫星和“月神B”月球软着陆探测器,预计于2009年发射。此外,印度也提出将在2007年左右发射月球卫星,并在此基础上实现2015年前宇航员登月。

    可以看到,几乎所有有能力的国家都想在月球探测方面一展身手。那么,到底是什么使得新世纪月球探测再度升温?各个国家在这一领域的能力又都如何呢?

    主持人:我们现在看到这个过程非常有意思,既然这个探月工程对于一个国家战略是非常重要,那我相信从美国到印度,他们一定是认真想过这个问题的,我们就有一个疑问了,为什么美国在60年代探之后,他不去了,10几年,月亮上寂寞的一个人影都没有,到90年代后期,纷纷又都想去了,为什么?

    欧阳:确实上实际60年代,美国和前苏联进行了,成功进行了40、50次的月球探测。但是那个时候的月球的探测主要是基于冷战、空间霸权的争夺,当然也极大的推动了科学技术的发展。美国阿波罗,事后的统计,它产生了三千多项专项专利,全面地带动了上世纪60、70年代科学技术的发展,最后也算了一笔账,每投入一美元,大约四到五美元的产出,所以阿波罗是一个赚钱的工程。

    栾:美国的科学家,搞月亮的科学家,他送我一本书,叫《探测月球》,整个内容我翻了一下,说的基本上是驻的事情,他们不是在沉默,他们是在研究,他们并没有观望,他们在工作,如果没有这个过程的话,这拨势头不会这么强。

    主持人:虽然现在,我们直接从月球获得益处可能还不是马上就能实现的,但是我们也了解了一下,说美国当年搞探月工程的过程当中,就因为这个工程技术的发展,带来了很多的民用技术,据说我们现在用的手提电脑也是跟探月工程有直接关系的,如果我们自己来发展自己的探月工程的话,估计会给我们的民用经济或者给我们的生活带来一些什么变化呢?

    栾:一个科学技术的发展都是一个牵动性的。我举这么一个例子说,现在所有地面的有些基础科学,你只要加上空间二字,就可以形成新的科学,它的牵动性就这么大,比如说我们有生命科学,加上空间,现在就有空间生命学,我们说有材料学,加上空间,空间材料学,我觉得拿这个例子讲,你的本行比如我们现在叫广播学,加上空间,空间广播学,过去来讲,最远的我们用电离层折射,然后去反射形成一个远距离的电波传输,你的语言就可以到全世界了,现在不用,现在用空间,在空间形成之后,我们可以做到村村通,村村通工程我们航天也在做着,你不要连线了,从空间拿来以后就可以做了

    主持人:也有很多的观众在问,说现在这么多国家,从欧盟,从日本,从印度,从我们,都要往上走,跟美国的差距,我们可以看得到,剩下水平大概是在一个什么样的层次上,从工程上来说?

    孙:我的看法美国和俄罗斯应该算作一个档次,比较进的,中等档次现在可能是欧洲,这个情况,其次我估计都差不太多,各有特色。

    主持人:包括中国和印度,谁更靠前一点儿,这两个国家好像现在竞争的态势非常的激烈?

    栾:我去过印度,我见过印度的航天局长,我们也是朋友,它们国家对于科学和技术是非常重视的,特别是对于航天科学技术的发展,而且雄心勃勃,要进入到航天的重要的国家里来,另外他们在资源卫星上,他们国家的研制很有特色,我看了他的实验室,确实做得很好,但是我从总的全局看,我看它有这么几个方面和中国还不完全一样,一个,它研究的面没有中国这样广。但是他们进展的速度很快,我们也希望印度航天局的同仁继续努力,为人类的航天事业的发展做贡献。我到德国去,我说句笑话,二锅头,我说的是笑话,他们说老栾有一个二锅头理论,他们德国认为我们,德国欧控局他们把我们看的很重,美俄是一个分队,这是第一锅,欧洲、中国是一个分队,这是第二锅,他们把像其他一些国家作为第三个大,像马拉松方队一样,我们是第二锅的头。

    主持人:我们叫二锅头。

    栾:从目前来讲,从中国航天科技的整体实力来看,二锅的头还是这么一个位置。     

    主持人:当初美国人登上去之后,包括很多电视也都有报道,也带回了一些东西,我们也从美国人带回来的东西当中进行了研究,估计有什么是他们没有告诉我们的?

    欧阳:每年都要开很多的月球科学讨论会,每年发表的东西,我想大概有一尺厚的肯定会有的,应该说似乎是什么东西都告诉别人,但是真正有很多东西,我们仍然无法找到,比如说月球的更精密的一些图,它可以往上发布一些,我们甚至现在也在练兵,根据它发表的资料,我们也可以再出相应的图来,但是我们希望以后的图比它这种图要好,另外,月球上有一些,比如说详细资源的情况,它已经做了五种有用资源,全球性的分布,但是它发表的东西非常粗糙。

    主持人:也就是说核心技术其实是没有告诉我们,核心资料没有告诉我们?

    欧阳:不,他们说都告诉大家了。

    主持人:还有这样一个问题,因为我们是发展中国家,发展中国家有一个好处就是后发优势,我们可以从别人的经验教训中吸取很多的东西,既然俄罗斯和美国都走在前头了,我们从他们的发射的过程当中吸取了什么教训,哪些弯路我们不必走?

    栾:咱们说到历史看,美国和俄罗斯在探月过程当中,也不知道什么情况的,比如我给你举个例子,美国的宇航员进到月球以后,它回国的时候总统是不握手的,担心月亮里面有污染,人类还不知道的一些东西,现在说法就是禽流感这种东西,不知道宇宙当中还有什么东西对人类是有害的,所以要观察一下。一看,没什么问题,现在你看所有宇航员回来以后都可以握手了,人类对宇宙的探索是从未知开始的,他们在月亮上怎么走呢,他们有了好几个过程,比如第一个过程纯粹是擦肩而过,过去就走了,顺路看看月亮,像苏联有的,他做了六七次,他就直接撞过去了,打到月亮上了,打完了一块碎铁就完了,我们这次探月没有走擦肩而过,也没有走直接碰撞,我们走的是一个奔月的轨道,时时的刹车,绕月球极轨运行的轨道,这个美俄都没有这么做过。

    主持人:我们知道在地球上各个国家有严格的疆界,差一寸都不行,包括在公海上,其实利益的划分也是负责明显,有专属的经济区,现在月球上是什么规矩,谁先去了谁先得益?

    栾:月球协定规定的是月球是全人类的,月球的所有都是全人类的,就像公海一样是全人类的,但是谁到那儿去,谁受益,这是基本的一个原则,公海里有很多资源,你不去,别人打了鱼也不会分你。

    主持人:但是这就又牵扯到孙院士您的活儿了,一旦这个事情我们探明了,说那儿真有好东西,真可以挖的话,您说我们要带一些设备上去挖,很大的能量,您得有像这样一个飞行器把这些设备,包括这些人给送到月球上去,这事是不是真难?

    孙:我也在想这个问题,我们要回想一下,航天是50几年,这样一个飞速的发展,我想我们回头来讲,在50年代的时候都很难想象的。作为一个科学技术发展,尤其是在新的世纪到来,我相信科学技术发展是非常非常快的,这些问题假设需要的话,我们都会,人类都会一步一步解决这些问题

    主持人:非常感谢三位来到我们演播室接受我们的采访,谢谢。

    现在人类已经知道在月球上并没有嫦娥和月兔,但是月球仍然承载着人类很多的梦想。这一次的探月计划宣布,到2007年之前我们就会发射第一个飞行器奔向月球,到那时候也许我们对月球就会有更多的了解。

    新华网 2004-3-2

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