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广州日报:广州“院士专家校园行”第一讲开讲 揭秘 “嫦娥五号”

        人类为什么要探月?中国经历了哪些探月历程?将于今年年底发射的“嫦娥五号”,在获取、带回月壤样品过程中,有哪些技术难点,又将如何克服?

        由广州市科协和广州市教育局主办的广州“院士专家校园行”第一讲活动日前在广州市第二中学举办。著名天体化学与地球化学家、中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远院士,为500多名学生作题为“中国的探月梦”科普讲座。本次活动上,欧阳自远还正式成为“广州航天首席科学传播专家”及“广州市委党校客座教授”。
探月的背后是国家战略需求
        人类为什么要探月?在我们国家还有那么多问题亟需解决时,为什么要花那么多精力去追寻遥远的月球?讲座一开始,欧阳自远就抛出这个大众关心的问题。

        探月工程的背后,除了情怀,更多的是基于国家战略发展的需要。欧阳自远解释,最近二十年来,众多国家相继提出重返月球的计划,主要源自以下方面的原因。一是由于其特殊的空间位置,月球有着特殊的军事战略地位,有人称其为“当代太空战的新平台”。其次,月球上有着丰富的太阳能资源以及可控核聚变的原料氦3资源,若成功开采与使用,可供人类社会持续发展上万年的能源需求。再者,月球有着极为特殊的环境——超高真空、无磁场、弱重力、高洁净度与昼夜温差极大等环境特征,使得月球可以成为某些特殊材料、生物制品的研制基地,天文观测和特殊科学实验的场所,以及成为人类深空探测的前哨阵地和转运站。

我国探月工程三部曲:绕、落、回

         欧阳自远介绍,中国的月球探测划分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建设月球基地”三大阶段。“无人月球探测”阶段又划分为“绕月探测”、“落月探测”和“采样返回”三期。现在仍在进行的“嫦娥工程”是持续完成“无人月探测”阶段的任务。

        在“嫦娥工程”中,编号为单号的是主体,双号是备份。嫦娥一号实现了对月球的全球性、整体性探测及绕月飞行探测;嫦娥二号是嫦娥一号的备份星,也是嫦娥三号的“落月”任务的先导星,获得了世界首幅分辨率为7米的全月图;嫦娥三号的着陆器与月球车实现了月球软着陆,开展联合探测。

        “今年年底发射的嫦娥五号将实现月面采样返回,意味着我国探月工程‘绕、落、回’三步走的最后一步即将完成,采集回来的样品将全面系统地开展实验室研究。明年,中国还将实施嫦娥四号月球探测计划,着陆器和月球车将要软着陆月球背面,实现人类首次月球背面的联合探测。由于在地球上永远看不到月球背面,也无法实现通信与测控,我们安排中继卫星在地球-月球的拉格朗日L2点,实现与月球背面的着陆器和月球车通信联络与测控,同时直接与地球联络,传输探测数据并获得地球的指令。”欧阳自远介绍。

嫦娥五号将实现我国月面采样返回并突破一系列关键技术

        我国嫦娥五号月球探测器的正样产品已交付,包括轨道器、上升器、样品返回舱和月面着陆器,重量8.2吨。发射前将进入发射场联合测试,为今年底的月球采样返回任务做准备。
        欧阳自远表示,“嫦娥五号”要突破一系列关键技术,经历运载发射、地月转移、近月制动、环月飞行、月面下降、月面采样、月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、轨道分离、再入回收等过程。

        “嫦娥五号”是我国首次在月球表面自动采样并返回地球。欧阳自远解释,嫦娥五号在月球表面采样的方式有两种,一是电铲自动铲取不同位置的月壤样品,样品分别包装后放入返回舱中;第二种是在月球表面钻孔取岩芯样品,全部岩芯样品要求完整保留原有的结构和层次,放入返回舱中以后,确保不因月面起飞和再入大气层时重力加速度引起的内部物质调整。“样品带回地球之后,将有效分析研究月壤的物质组成、演化历史。当前已经组织全国的相关研究院所和高等院校,分工协作、扬长避短、提高分析测试技术、形成国际上最先进的科学技术体系,做出创新性的研究成果。”

        嫦娥五号取样后,将实现月面起飞上升,进入绕月轨道,与轨道器自动精确交会对接。此后,轨道器将带着返回舱,飞离月球,飞向地球。在地球大气层的上空,轨道器释放返回舱,返回舱高速冲进大气层。由于返回舱的进入速度太快,超过每秒11千米,我们采用半弹道再入方案,使返回舱跳出大气层,速度迅速降低,再入大气层,利用降落伞软着陆地面指定位置,接收月球返回样品。

院士的月亮情怀

        在演讲过程中,欧阳自远还多次提到自己的“月亮情怀”。他说,“月”在中国几千年传统文化中有许多深刻的意义:“中国古代的农历是根据月相周而复始的变化确定为一个月,一年有十二月。每一个月设置两个节气,对于我国古代农耕社会的发展发挥了重大的指导作用。”不仅如此,月球将圣洁的光辉洒向大地,自古以来,激起人们无限的遐想和憧憬,萌发出各种神话传说、宗教信仰、哲学思想、文学艺术和风俗传统。月球象征着宁静、温馨、和谐、思亲团圆和美满。《水调歌头》《静夜思》等等人们耳熟能详的古代诗词都将其意境发挥地淋漓尽致。

        “因此,探月不仅仅是国家重大需求的科技活动,更是中华民族几千年来的梦想。”我们不仅要传播月亮的科技知识,也有弘扬月亮的人文情怀。欧阳自远表示,自己专门编写了一本书《说月》,收集了中国古代对月球的科学认识,我国各种关于月亮的古代诗词、戏曲和歌曲,有关月亮的各种风俗习惯和中国赏月的胜地等。

今年广州将在中小学校园连开50场科普讲座

        由广州市科协和广州市教育局主办的广州“院士专家校园行” 活动计划在2017年举办讲座50场左右,从2018年起,争取每年举办讲座超过100场。自第一讲之后,3月29日至31日期间,中国科学院老科学家科普演讲团白武明、徐邦年、潘习哲等3名专家将在广州市中小学校连续开展9场科普讲座。

        该活动将依托中国科协的网络资源和人才智力资源,邀请中国科学院、中国工程院以及全国各高校、科研院所的优秀科技工作者,为广州市中小学生担任科学讲师。他们之中,既有两院院士、“千人计划”专家,也有来自企业的研发人员。

欧阳自远简介:

        生于1935年,天体化学与地球化学家,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。1960年中科院地质所研究生毕业。现任中科院地化所研究员,国家天文台高级顾问, 贵州省科协荣誉主席。

        自1958年以来系统开展各类地外物质、月球科学、比较行星学和天体化学研究,取得一系列创新性成果,是我国天体化学学科的开创者。近二十多年来,主要从事中国月球探测与太阳系探测的近期目标与长远规划的制订,设计我国首次月球探测的科学目标与载荷配置和第二、三期月球探测的方案与科学目标,是中国月球探测工程的首任首席科学家,现为中国月球探测领导小组高级顾问。

文:广州参考·广州日报全媒体记者 罗桦琳 通讯员卜浩健
图:广州参考·广州日报全媒体记者 邵权达
广州参考·广州日报编辑:黄捷慧


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