上萬航天人研制十年、花費數(shù)十億的“嫦娥五號”，換回1.7公斤的月壤是否值得？
“嫦娥五號在技術(shù)方面花幾十個億是值得的，這為我們國家未來的更大的載人登月工程奠定了一個很好的基礎(chǔ)。很多年輕人在這里面都是得到了非常好的鍛煉，它能夠取得百分百的成功是非常不容易的”，近日，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員、中國航天科普大使周炳紅在采訪時表示。
“嫦娥五號”登月模擬圖片
撰文 | 袁嵐峰（中科大副研究員）
問：您在得知嫦娥五號成功落地后，當(dāng)時什么心情呢？
周炳紅：落地時候的心情應(yīng)該說，跟嫦娥五號升空的時候大不一樣。嫦娥五號發(fā)射的時候我在現(xiàn)場。我是第一次看火箭發(fā)射，雖然研究了十幾年。當(dāng)時我是嚇傻了，我就想跑，但是又沒地方躲，因為整個云都是通紅的，我當(dāng)時很害怕，那火箭在我頭頂上拐彎，我真的是擔(dān)心它掉下來，但是后面我就，應(yīng)該說是波瀾不驚了。它成功了我非常高興，很不容易，因為嫦娥五號，在長征五號延期的幾年，儲存了幾年，我們還很擔(dān)心它在儲存過程中可靠性會下降。最后它應(yīng)該是得了一個非常漂亮的、應(yīng)該是100分+。大家都非常高興，我也很高興。
問：那您的同事們在朋友圈里，是怎樣的一個反應(yīng)？
周炳紅：同事們都很開心，因為我們單位的同事，參加了一些載荷的研制。然后我們科學(xué)院的話，有很多人是負(fù)責(zé)相關(guān)的科學(xué)研究，他們應(yīng)該說是最高興的。因為只有樣品拿到了，他們才能開展后面的太陽系起源演化，特別是月球形成過程的研究。
問：這段時間，您們在微信群聊的內(nèi)容是什么呢？
周炳紅：我覺得值得說的有兩個方面，先說一個比較好玩的。
第一個是大家很關(guān)心的 “美國人到底是不是真的登上了月球”，我們覺得這是一次很好的機會。我們的登月方案跟美國阿波羅當(dāng)時登月方案很接近。應(yīng)該利用這次機會，做一個很好的面向全中國，甚至全世界的科普。我覺得這是非常好的一個機會，我們都想利用好機會，進(jìn)行科學(xué)的宣傳，這是一方面。
第二個點就是，我們國家第一次能夠第一手地站在科學(xué)的前沿，直接地拿到月球的樣本，我國很多科學(xué)研究也開始站在人類的最前沿了，大家都開始來看我國科學(xué)家是不是會提出什么新的科學(xué)假說。其中大家就注意到一個是國家天文臺的李春來研究員，他們已經(jīng)在《自然》雜志上發(fā)表文章，說我們國家在嫦娥四號項目中是看到了可能是橄欖石，那是在月球上千公里深處，應(yīng)該是撞出來的。如果是這樣的話，那就證明了月球是經(jīng)歷了月幔的分異，也就是它會分層，跟我以前的分層流動研究有一定的關(guān)系，它會把月球深部的石頭給撞出來，我們國家找到了證據(jù)。
還有一點就是提出了一些猜測。這次嫦娥五號拿出來的樣品大概是在20億年前左右形成的，如果之后的樣品分析證實了這一點，那應(yīng)該說我們國家補足了我們對月球演化過程一個非常重大的空白，對檢驗西方國家提出的一些理論假說都具有非常重大的科學(xué)意義，所以我們國家的科研已經(jīng)是站在對人類知識做貢獻(xiàn)的層面上來了，大家都非常期待。
問：嫦娥五號落地地址為什么要選在內(nèi)蒙古四子王旗這個地方？
周炳紅：其實說為什么選在這呢，我們要回答為什么不選擇別的地方的問題。這主要有兩點。
第一個就是為什么不選擇海上。美國選擇海上回收，因為美國它海岸線長，它的發(fā)射場也都在海邊，所以它回來的時候在海上是很方便的。另外就是他們有航母，惡劣的海況他們應(yīng)對起來也很有經(jīng)驗。我們國家不是不可以去海上，去海上的話應(yīng)對惡劣的海況成本太高了，所以我們沒選擇海上。
第二個就是我們在陸上還是有其他的回收場。比如上次長征五號B發(fā)射的新一代飛船，其實就落在東風(fēng)回收場，那個回收場離火箭發(fā)射場還更近。那么這次為什么選擇四子王旗？主要是因為那個地方有個優(yōu)勢：比較大，人口也稀少。另外我們國家以前的神州飛船都是在那回收的，我們的測控設(shè)備、人員、經(jīng)驗都是在那里，所以一般情況下我們還是會選擇在那，其實是理論上是可以有備用的回收場。
中國的探月工程
問：嫦娥五號剛落地的時候立馬有人上來給它貼暖寶寶。為什么要貼暖寶寶呢？如果嫦娥五號被凍住了會怎么樣？
周炳紅：嫦娥五號返回艙是有姿態(tài)控制器的，因為它要精確地控制再入大氣層，那么這個控制系統(tǒng)里面要用到化學(xué)推進(jìn)劑——無水肼，它是一種有毒的化學(xué)物質(zhì)，其次它跟水的化學(xué)性質(zhì)很接近，密度也差不多，冰點也差不多，它在1.4度左右就會結(jié)冰，結(jié)冰以后需要把有毒的無水肼排空不容易。其次就是怕它在運輸過程中結(jié)冰、膨脹，把一些設(shè)備給弄壞了。它運到北京以后，我們先把推進(jìn)劑排空，再運到航天城以及國家天文臺進(jìn)行樣品處理，所以給推進(jìn)劑保溫的原因主要是怕它結(jié)冰。
問：為什么中方表示，是否把樣品分享給NASA取決于美國政府的態(tài)度呢？
周炳紅：前幾年，應(yīng)該說是快十年前了，美國出臺了這么一個政策，禁止NASA跟中國進(jìn)行航天合作，所以我們中國的意思是，在你這種航天政策下，我們給他樣品違反了美國人制定的政策，大概就這個意思。相當(dāng)于我們國家在這方面，其實是一個反問，一個政策上的主動吧。
問：您估算一下成本，那一千克的月壤大概要花費多少錢呢？
周炳紅：就是它不兩公斤，按兩公斤算。根據(jù)我們一般衛(wèi)星的研制成本以及火箭的成本，每公斤是不會少于一億美元。一公斤的成本大概要合個小十億人民幣了，是很大的一個成本。因為它涉及研制人員將近上萬人，而且研制了將近十年的時間，所以投入的成本還是很高的。
問：您覺得值得嗎？
周炳紅：我覺得是非常值得的。為什么非常值得呢？從兩方面看。
第一個方面剛才前面也說了，就是我們中國開始從整體上，應(yīng)該說在這個上首先突破，向全人類提供新的科學(xué)知識，我覺得這是一個轉(zhuǎn)折點，科學(xué)意義非常重大，將會提供關(guān)于月球形成演化以及太陽系幾十億年前到底發(fā)生了什么的科學(xué)知識。
第二方面就是工程技術(shù)上的意義。要組織這么大一個工程，而且費時十年，最后整個系統(tǒng)的復(fù)雜度跟阿波羅工程其實相差不大，只不過它沒載人。那么能做到現(xiàn)在很漂亮的一百分，就是我們國家航天人才隊伍得到了非常好的鍛煉，我們國家的系統(tǒng)工程方法也得到很好的檢驗。這對于我們國家以后組織來進(jìn)行大的工程建設(shè)，甚至是國家的管理，都是有非常重大的意義的。這些方法都是值得社會方方面面一起來學(xué)習(xí)。一個是科學(xué)方法，一個是技術(shù)方法，都值得所有行業(yè)的人來借鑒。
問：那如果您有機會拿到一部分嫦娥五號帶回來的月壤，您會想拿它來做什么呢？
周炳紅：我直接去從事嫦娥五號土壤研究應(yīng)該說是太晚了，其實這是很多專家研究一輩子的事。剛才提到李春來研究員，以及地球地質(zhì)物理所的林楊挺研究員，以及國家空間科學(xué)中心的鄒永廖研究員，他們是專門研究這個的。這個研究要準(zhǔn)備很長時間，雖然最后他們的研究看起來好像是幾個月、一年就研究完了，其實準(zhǔn)備時間真的是一輩子的事情。
那么如果要問我，我現(xiàn)在關(guān)心什么？我是做小天體的。其實我關(guān)心的是能不能在月球上找到地球的石頭，就是地球的石頭有沒有到月球上去，有沒有到火星上去？或者說地球6500萬年前恐龍滅絕的那個石頭能不能在外太空找到？或者是將來把它抓回來，實證確實有6500萬年前的地球石頭飛出去了。在月球、火星或者在太空，我們能夠抓到它，以后如果有機會，這是我會努力去做的地方，而對于月壤的研究，相對來說，我跟大家一樣，是個門外漢。
問：如果嫦娥五號這次返回失敗了，您認(rèn)為會對您和您的航天朋友們會有怎樣的一個影響？對中國的航天事業(yè)會有怎樣的一個影響呢？
周炳紅：如果失敗了，我覺得肯定會有很多人很難受。因為確實是研究了十年。我們也看到新聞，航天城的慶祝儀式舉行到了十點，那些參與研制的年輕人都在那里是徹夜地歡呼和慶祝。如果沒有成功，我想他們是非常傷心的?，F(xiàn)在網(wǎng)上其實也可以看到各種節(jié)目和視頻，他們在指揮控制室，都是年輕人，三十歲上下，都非常專注地盯著自己的屏幕，一直在等待著這個消息，非常專注地投入。我看到他們的精神面貌，覺得很有信心。
對我來說失敗了沒什么，因為我的年紀(jì)經(jīng)歷的事情可能更多一點，一般也更看重過程。我覺得這最后一下應(yīng)該是水到渠成的一個結(jié)果，如果它沒來，對我個人來說也會比較淡定，但對那些年輕人，我覺得是很需要這個成果，激勵他們以后更加努力地投入到航天事業(yè)中去。
如果失敗了，我們還有一個嫦娥六號的備份，現(xiàn)在嫦娥六號就不用去月球現(xiàn)在的這個地方，可以去南極或者是背面，去找有水冰的地方再去采其他的樣品。在答記者問上，航天局的負(fù)責(zé)人也公布了國家的很多航天計劃，那些計劃此前在新聞上也報道過，但是很零散，一般的公眾沒注意，但這次是很正式地在新聞媒體記者答問中系統(tǒng)地公布，包括以后的載人登月計劃、嫦娥六號、七號、八號，這次都說了。
問：那嫦娥五號的成功對于中國的載人登月有什么意義呢？
周炳紅：我覺得首先是嫦娥五號的技術(shù)，這個技術(shù)流程跟將來載人登月的技術(shù)流程基本上是一致的，所以它奠定了一個很好的基礎(chǔ)。這也是為什么嫦娥五號一個三百多公斤的返回艙只帶回來兩公斤樣品。它獲取的再入大氣層的方法，特別是再入大氣層的熱流的數(shù)據(jù)，對以后載人登月返回都是有直接的借鑒意義的，還有就是它整個的從月面起飛、在環(huán)月軌道對接，這些技術(shù)以后都可以拓展，可以繼承到我們的載人登月之中，所以說它花幾十個億值，也就是在技術(shù)方面，這為我們國家未來的更大的載人登月工程奠定了一個很好的基礎(chǔ)，也培養(yǎng)了人才。很多年輕人在這里面都是得到了非常好的鍛煉，它能夠取得百分百的成功是非常不容易的。
注：本文轉(zhuǎn)載時略有改動。
作者簡介
袁嵐峰，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)博士，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心副研究員。
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制版編輯 | Morgan
