“嫦娥三號”在科研上實現多個創新
新華網記者:“嫦娥二號”獲得了國家科技進步特等獎,我們了解到“嫦娥三號”有80%的技術和產品是新的,能具體介紹一下“嫦娥三號”在自主創新方面的情況嗎?和國際上的合作情況是怎么樣的?
吳偉仁:“嫦娥二號”獲得國家科技進步特等獎,它和“嫦娥一號”不太一樣,我們當時歸納了八大創新:比如說直接奔月的軌道設計,拿到了世界上最高分辨率的全月圖,就是7米分辨率全月圖;第一次在深空探測里面采用了X頻段進行測控通信數據傳輸;在月球上開展了多種科學探測;還有我們第一次降軌到15公里,這15公里是為“嫦娥三號”做準備的。再有一個很重要的特點就是拓展實驗做的很成功,比如說從月球軌道出發,然后奔向了拉格朗日L2點,這對于我們國家是第一次,在國際上,從月球上去拉格朗日L2點也是第一家。再有,從拉格朗日L2點探測了10個月后,又去進行了小行星探測,就是4179。美國人認為它是潛在威脅地球的,因為它的軌道是變化的,它最近距離地球曾經有過20萬公里,所以這種小行星撞擊地球的概率還是比較大的。我們對它進行了探測,從它旁邊3公里的地方飛越探測,拿到了很精確的高分辨率的圖像。因為這些創新點,“嫦娥二號”拿到了國家特等獎。
“嫦娥三號”比起“嫦娥一號”、“嫦娥二號”主要有這樣幾個方面的創新:第一,我們國家第一次研制了一個能在月球降落的探測器,實現在月球的軟著陸。要實現月球軟著陸有多種,比如說研制了帶腿的著陸器,研制了變推力的發動機,研制了高精度激光測距、激光三維成像系統,可以識別出圖象,還有微波測距測速雷達,這些都是新研制的。當然,整個探測器的形體也是一個全新的構造。第二,我們第一次在月球上釋放月球車,科學名字叫巡視器,老百姓一般稱作月球車。所以這次征名就是用月球車,而不是用巡視器,一個是它的本名,一個是它的別稱,月球車更通俗易懂。第三,第一次研制了深空測控。為了月球探測,研制了大型的深空站。在喀什研制建設了35米口徑的S頻段、X頻段和ka頻段大型深空站。在佳木斯研制建設了66米口徑的S頻段、X頻段的深空測控站。同時,也規劃了在南美洲要建設一個大型深空站。在上海也建設了一個VLBI站,65米的大型深空望遠鏡。這些大型深空站的建設,為月球探測和以后的火星探測及太陽系探空測控解決了問題。世界上美國和俄羅斯有大型的深空測控網,歐空局也建立了相應的深空測控網,我們是第四家,雖然建設比較晚,但起點比較高,應該說水平、精度、技術難度比他們好、比他們強,這為以后開展太陽系探測奠定了基礎。
這些創新都是自主的、百分之百的國產化。所以為什么說在“嫦娥三號”工程里面80%都是新技術、新產品,就體現在這些地方,都是自主研發的,靠自己的力量。
利用月球能源是科學難題短期無法實現
新華網記者:“嫦娥三”號在開發利用月球資源方面具體任務是什么?我們距離利用月球豐富的資源還有多遠?
吳偉仁:“嫦娥三號”這次搭載了多種有效載荷或者科學載荷,我們要實現的一方面是工程目標,一方面是科學目標。怎么上去是我們工程上要解決的問題,我們有這個能力從地面到月球,然后著陸在月球,這是工程上要實現的。那要去干什么呢?這是科學上要實現的。我們配置多種科學載荷,比如說這次有幾個特點:第一配置月基光學望遠鏡,要在月球上看天體。月球看天體有什么好處呢?因為我們在地球上看天體、研究太陽系、研究宇宙或者某個星球,地球大氣層對我們影響很大。月球因為沒有大氣,所以在它上面是“直通車”,清晰度非常高。第二,月球上14個白天,14個黑夜,一個月球日相當于我們28個地球日,所以它在同一個地點可以長時間觀測某一個天體或天區,這對我們認識太陽系、認識天體還是很有科學價值的。比如美國哈勃望遠鏡,它是在幾百公里軌道上看天空,我們在月球上肯定看得更遠。還有就是測月雷達,可以探測月球上30米到100米左右的范圍,我們要觀察月亮的組成,這些都是科學目標。
至于說能源的問題,根據美國人和我們“嫦娥一號”、“嫦娥二號”的科學探測結果,確實認為月球上氦3比較豐富。當然還有其他很多金屬,很多金屬和化學元素是地球上沒有的。但對于氦3來說,“嫦娥一號”、“嫦娥二號”的探測結果認為月球上有100萬噸到500萬噸。也有科學家算過它用于核聚變,以1992年全世界用電量為基礎,人們認為,只要有8噸氦3就可以解決全地球的能源問題,這個是不是很準確說不好,要經過精確的計算。因為氦3地球上很少,月球上很豐富,但是要實現氦3的探測、采集、運輸、返回是一個很大的科學難題,不是短期內能夠實現的,但從長遠看不排除這種可能性。