欧阳自远接受记者采访
8月22日,著名天体化学与地球化学家,中国月球探测工程首席科学家,“嫦娥之父”欧阳自远参加了在兰州举行的第一届全国气体同位素技术与地球科学应用研讨会。休会期间他接受了记者的采访,对“嫦五”的发射、承担的任务以及未来我国还将进行哪些深空探测等大家关注的问题进行了一一解答。
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“嫦五”返回方式有大创新
“作为探月工程的最后也是最关键一步,按照计划,嫦娥五号将在年内发射。嫦娥五号重8.2吨,主要将实现从月球取样返回地球的工程目标,其中包括多个首次实现。比如,首次在月球表面自动采样,‘嫦五\’的着陆器采样,采取联合方式、运用复合功能,如深孔钻取和铲挖等;又如,首次从月面起飞,首次从地外天体返回,首次在38万公里之外的月球轨道上进行无人交会对接。”欧阳自远说,届时,嫦娥五号将在月球上以电铲来铲土,并要在月亮上打洞,钻取岩芯,获得很多月球的一些新的信息。“如果嫦娥五号实现成功返回,这便完成了中国探月工程第一个10年的全部任务,即中国航天能够实现到达、降落、返回。”他说。
欧阳自远告诉记者,嫦娥五号由4个部分组成,着陆器、上升器、轨道器、返回器。“我们用运载火箭把4个器的组合体发射到月球轨道,轨道器、返回器成一个组合,着陆器、上升器成另一个组合,两个组合分离,着陆器带着上升器降落在预定地区。降落到预定地区以后,着陆器上的一个机械手会在月球表面抓东西塞到一个容器里面,另一个机械手会打窟窿,能在月球上打2米深的窟窿,把岩芯抓住,然后再装到容器里面。机器手还将把容器转移到着陆器的上升器里面,之后上升器在月面上起飞。起飞起来之后再进入月球轨道,然后与轨道器和返回器的组合体对接,把上升器里面的样品转回到转移器,然后把上升器扔掉,轨道器和返回器绕过月球返回地球。”
“嫦娥五号返回地球的方式与以往是完全不同的,会有一个很大的创新。”欧阳自远透露,过去的飞行器返回都是直接返回,这一次为了解决落点的问题,为了解决载陆角以调整冲击力的问题,也为了解决速度过快导致温度过高的问题,上升器将通过太空中飞行的另一个飞行器交会对接,然后进入大气层到60公里时将再跳回到宇宙当中去,再跳回大气层,然后再回来。
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月球上有人类可用上万年的能源
欧阳自远告诉记者,届时带回地球的月球土壤将进行多项科学实验,其中一项就是分析月壤中蕴藏的氦-3,因为这种物质有望解决地球能源危机。同时因为氦-3是氦的同位素,所以他应邀参加了此次的全国气体同位素技术与地球科学应用研讨会。
“现在能源是世界的一个焦点问题,我国参加了一个在法国建设受控核聚变反应堆的项目。主要就是用氦-3来发电,假如这种发电能够实现的话,供应全中国的能源需求每年大约只有8吨氦-3,全世界每一年需要的能源,也只要100吨氦-3。地球上的氦-3极少,可月球上有120多万吨,至少可以确保人类上万年的能源需求。我现在可以对后辈说,不要为能源发愁,我们已经为你们找到了能用1万年的能源,就在月亮上。”他笑着说。
为什么现在全世界都在盯着氦-3?欧阳自远告诉记者,氦-3作为能源的一大特质就是安全。众所周知,核反应有两种:裂变和聚变,目前核电厂一般用核裂变发电,铀等放射性元素产生很多核废料,后者如果在反应炉中发生不稳定变化,会带来很大的安全隐患;而重氢是目前核聚变的主要原料物质,它比氢多一个中子,在聚变时释放中子,中子能量很大,而且带电性质为中性,难以控制,存在破坏反应炉的风险。如果使用氦-3作为核聚变的燃料,将会极大降低核反应的危险性。因为氦-3所释放出来的是质子,质子带正电,便于人们使用磁场来控制,有利于保护炉壁。
“虽然氦-3是一种潜在的清洁、安全的新型能源,但要想把这种能源用于商业化发电,还得需要很长的时间。美国也是预计在2050年才能大规模使用。”欧阳自远告诉记者。他同时表示,现在各国在探索月球氦-3资源方面也都还处在初级阶段。“针对氦-3的开发利用,现在最大的困难是原料数量太少虽然公认月球上储量丰富,但对于月球上的氦-3,尚需进一步研究考察,然后研发相应开采技术。”他认为,随着空间技术的发展,空间运输成本肯定将大大下降,氦-3发电的可行性也将大大提高。
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未来我国还将探索火星和木星
当天欧阳自远还告诉记者,实际上,探月工程结束之后还将开展火星探测乃至对木星的探测,我国对太空的探索将一个个推向实施。他表示,2018年嫦娥四号将在嫦娥五号之后发射升空,“我们计划在月球的背面进行软着陆探测,由于月球在绕地球公转的过程中还在进行自转,所以从地球上是永远观测不到月球的背面的,我们的这次着落也是人类史上第一次在月球背面的着落。”“嫦四”将由着陆器和月球车构成。此外,由于月球背面无法与地球直接通信,因此我国将在地月方位的远端再部署中继卫星,使这个“中继通信站”可以同时连通地球和月球。
在结束探月计划之后,我国计划于2020年执行中国火星探测任务。“探测器在进入太空之后,经过约8个月巡航飞行,到达火星,然后环绕器环绕火星飞行后与着陆器分离,进入任务使命轨道,开展对火星全球环绕探测。着陆器就要进入火星大气,在火星表面着陆之后火星车驶离着陆平台,开展火星表面巡视探测。”欧阳自远说,“我们要探测火星有没有生命,要了解它的环境,研究今后如何进一步改造它。
另外,未来我们还要探测太阳系中最大的一个行星木星,我们的探测器要飞7年才能抵达木星,木星有68个卫星,我们选择了木卫3和木卫4,表面有岩石质外壳,另外可能有海洋,可能有生命,这些只是推测,我们要到现场去才能印证。”
□兰州日报全媒体记者孙理文/图
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