上萬航天人研制十年、花費(fèi)數(shù)十億的“嫦娥五號(hào)”，換回1.7公斤的月壤是否值得？
“嫦娥五號(hào)在技術(shù)方面花幾十個(gè)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(gè)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(shí)表示。
“嫦娥五號(hào)”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(hào)成功落地后，當(dāng)時(shí)什么心情呢？
周炳紅：落地時(shí)候的心情應(yīng)該說，跟嫦娥五號(hào)升空的時(shí)候大不一樣。嫦娥五號(hào)發(fā)射的時(shí)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(shí)我是嚇傻了，我就想跑，但是又沒地方躲，因?yàn)檎麄€(gè)云都是通紅的，我當(dāng)時(shí)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?yàn)殒隙鹞逄?hào)，在長征五號(hào)延期的幾年，儲(chǔ)存了幾年，我們還很擔(dān)心它在儲(chǔ)存過程中可靠性會(huì)下降。最后它應(yīng)該是得了一個(gè)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(gè)反應(yīng)？
周炳紅：同事們都很開心，因?yàn)槲覀儐挝坏耐?，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?yàn)橹挥袠悠纺玫搅?，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(shí)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(gè)方面，先說一個(gè)比較好玩的。
第一個(gè)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(jī)會(huì)。我們的登月方案跟美國阿波羅當(dāng)時(shí)登月方案很接近。應(yīng)該利用這次機(jī)會(huì)，做一個(gè)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(gè)機(jī)會(huì)，我們都想利用好機(jī)會(huì)，進(jìn)行科學(xué)的宣傳，這是一方面。
第二個(gè)點(diǎn)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(huì)提出什么新的科學(xué)假說。其中大家就注意到一個(gè)是國家天文臺(tái)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(hào)項(xiàng)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(huì)分層，跟我以前的分層流動(dòng)研究有一定的關(guān)系，它會(huì)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(diǎn)就是提出了一些猜測。這次嫦娥五號(hào)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(shí)了這一點(diǎn)，那應(yīng)該說我們國家補(bǔ)足了我們對月球演化過程一個(gè)非常重大的空白，對檢驗(yàn)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(shí)做貢獻(xiàn)的層面上來了，大家都非常期待。
問：嫦娥五號(hào)落地地址為什么要選在內(nèi)蒙古四子王旗這個(gè)地方？
周炳紅：其實(shí)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(diǎn)。
第一個(gè)就是為什么不選擇海上。美國選擇海上回收，因?yàn)槊绹０毒€長，它的發(fā)射場也都在海邊，所以它回來的時(shí)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(yàn)。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(gè)就是我們在陸上還是有其他的回收場。比如上次長征五號(hào)B發(fā)射的新一代飛船，其實(shí)就落在東風(fēng)回收場，那個(gè)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?yàn)槟莻€(gè)地方有個(gè)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(yàn)都是在那里，所以一般情況下我們還是會(huì)選擇在那，其實(shí)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(hào)剛落地的時(shí)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(hào)被凍住了會(huì)怎么樣？
周炳紅：嫦娥五號(hào)返回艙是有姿態(tài)控制器的，因?yàn)樗_地控制再入大氣層，那么這個(gè)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(diǎn)也差不多，它在1.4度左右就會(huì)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(yùn)輸過程中結(jié)冰、膨脹，把一些設(shè)備給弄壞了。它運(yùn)到北京以后，我們先把推進(jìn)劑排空，再運(yùn)到航天城以及國家天文臺(tái)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(tái)了這么一個(gè)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(gè)意思。相當(dāng)于我們國家在這方面，其實(shí)是一個(gè)反問，一個(gè)政策上的主動(dòng)吧。
問：您估算一下成本，那一千克的月壤大概要花費(fèi)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(huì)少于一億美元。一公斤的成本大概要合個(gè)小十億人民幣了，是很大的一個(gè)成本。因?yàn)樗婕把兄迫藛T將近上萬人，而且研制了將近十年的時(shí)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(gè)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(gè)上首先突破，向全人類提供新的科學(xué)知識(shí)，我覺得這是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，科學(xué)意義非常重大，將會(huì)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(shí)。
第二方面就是工程技術(shù)上的意義。要組織這么大一個(gè)工程，而且費(fèi)時(shí)十年，最后整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度跟阿波羅工程其實(shí)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(duì)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(yàn)。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(huì)方方面面一起來學(xué)習(xí)。一個(gè)是科學(xué)方法，一個(gè)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(jī)會(huì)拿到一部分嫦娥五號(hào)帶回來的月壤，您會(huì)想拿它來做什么呢？
周炳紅：我直接去從事嫦娥五號(hào)土壤研究應(yīng)該說是太晚了，其實(shí)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(gè)的。這個(gè)研究要準(zhǔn)備很長時(shí)間，雖然最后他們的研究看起來好像是幾個(gè)月、一年就研究完了，其實(shí)準(zhǔn)備時(shí)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(shí)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(gè)石頭能不能在外太空找到？或者是將來把它抓回來，實(shí)證確實(shí)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(jī)會(huì)，這是我會(huì)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(gè)門外漢。
問：如果嫦娥五號(hào)這次返回失敗了，您認(rèn)為會(huì)對您和您的航天朋友們會(huì)有怎樣的一個(gè)影響？對中國的航天事業(yè)會(huì)有怎樣的一個(gè)影響呢？
周炳紅：如果失敗了，我覺得肯定會(huì)有很多人很難受。因?yàn)榇_實(shí)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(diǎn)，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(shí)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(gè)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?yàn)槲业哪昙o(jì)經(jīng)歷的事情可能更多一點(diǎn)，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(gè)結(jié)果，如果它沒來，對我個(gè)人來說也會(huì)比較淡定，但對那些年輕人，我覺得是很需要這個(gè)成果，激勵(lì)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(gè)嫦娥六號(hào)的備份，現(xiàn)在嫦娥六號(hào)就不用去月球現(xiàn)在的這個(gè)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(jì)劃，那些計(jì)劃此前在新聞上也報(bào)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(jì)劃、嫦娥六號(hào)、七號(hào)、八號(hào)，這次都說了。
問：那嫦娥五號(hào)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(hào)的技術(shù)，這個(gè)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(gè)很好的基礎(chǔ)。這也是為什么嫦娥五號(hào)一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)略有改動(dòng)。
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
