从郑和到“嫦娥”

月球探测卫星在轨飞行示意图

组装嫦娥一号月球探测卫星

可以用于载人登月的新型飞船快船号

　　从郑和到“嫦娥”

　　“召回郑和案”在美国科学界和政治界影响不小。美国的科学家总喜欢把“召回郑和案”搬出来“吓唬”美国国会，而且每每得手。

　　撰稿／张 旭　王二超

　　2007年10月23日，美国宇航局“发现号”航天飞机在肯尼迪航天中心发射升空。这很有可能是问题颇多的航天飞机为数有限的谢幕。一个时代要结束了。

　　2007年10月24日，中国西昌发射中心，“嫦娥一号”顺利踏上登月旅程。

　　“嫦娥一号”是太空“玩具”？

　　在“嫦娥一号”升空的数周之前，日本抢先一步，成为第一个成功发送绕月卫星的亚洲国家。

　　当日本的月亮女神项目和嫦娥计划交流后，有人半开玩笑地称“嫦娥一号”有些玩具的味道。日本绕月探测卫星“月亮女神”的功能和科学目标与“嫦娥一号”颇为相似，不过这颗又名“辉夜姬”的卫星上搭载着14种探测装置，是嫦娥一号装置数两倍多，而且还是一颗主卫星和两颗子卫星的多星系统。而欧空局2003年发射的Smart1号月球探测器有效载荷仅有19公斤，但包含了用于完成10多项技术试验和科学研究的7套仪器设备。

　　“嫦娥一号”月球CCD相机的分辨率为120米，日本月亮女神CCD相机的分辨率为10米，就是相比13年前美国克莱门汀号月球探测器窄带相机的30米分辨率而言，“嫦娥一号”也逊色不少。运载“嫦娥一号”的长征三号甲火箭，地球同步转移轨道的运载能力为2．65吨，全箭起飞质量241吨；而30多年前，美国阿波罗登月计划所动用的巨无霸——土星5号运载火箭，月球轨道的运载能力为47吨，起飞质量达到了3000吨。

　　“嫦娥”真的只是一个玩具吗？不！

　　虽然技术上有许多提高的空间，“嫦娥一号”同样具有无可比拟的优势。40多年里，人类已经向月球发射了100多个探测器，我们惊讶地发现，世界上居然仍找不到一张三维的月球全图。而嫦娥计划将首次获得月球全球的三维图像，这将令其他航天大国汗颜。

　　此外，“嫦娥一号”可以探测14种元素，超过其他国家探测器探测数量一倍之多。“嫦娥一号”上的激光高度计精度为1米，而“辉夜姬”只有5米（要知道“嫦娥一号”的轨道高度是“辉夜姬”的1倍！）。此外，“嫦娥一号”还将首次使用微波方法探测月壤。有人说，真要说到“玩具”，也许用来形容印度明年进行第一次发射的月球探测器是比较合适的，它几乎就是搭载别国仪器的一个印度火箭。

　　“嫦娥一号”被有些人戏称为“玩具”，可能是因为部分器件我国的核心技术还不过硬。而要从国外购入部分芯片，会受到种种限制。“嫦娥一号”的技术性能与国际尖端水平相比还有差距。

　　那么，中国人为何要孜孜以求地把“嫦娥”送往月球？

　　“尿不湿”与月球梦

　　科学家为“嫦娥一号”卫星的设定了4个科学技术目标。第一，通过CCD相机与激光高度计获取月球表面三维立体影像，描绘月球地质与构造图；第二，通过γ／x射线谱仪分析月球表面的元素及矿物质的含量和分布；第三，通过微波探测仪测量月壤的厚度并评估月壤中氦－3资源；第四，通过高能粒子探测仪探测地－月球空间环境。

　　嫦娥探月工程的“衍生价值”远不止于此。除去提振民族精神、扩大国家影响力之外，探月工程将对科技强国之路产生深远影响。

　　以月球探测为起步的深空探测工程，集成了大量高精尖技术成果，需要大量资金支持，是一个国家技术水平和经济实力的集中展示，会强有力地带动信息技术、新能源技术、新材料技术等高新技术的发展。

　　美国的“阿波罗”计划历时10年，有2万家企业以及200多所大学和研究机构参与其中，为美国培养了一大批高水平的科学家，其科研成果带动了美国20世纪60－70年代计算机、通信、测控、火箭、激光、材料和医疗等高新技术全面发展，把科技整体水平提高到了一个全新高度。“阿波罗”计划产生的科技成果渗透到经济领域中，进行消化、优化和二次开发，带来了美国80年代的经济繁荣。

　　月亮，38万公里外那块两倍于亚洲表面积的冰冷岩石，似乎与人间那么遥远，然而你可曾知道，从婴儿用的尿不湿到笔记本电脑，无不得益于当年探索那块冰冷岩石的宏大工程。有人估算，“阿波罗”计划每投入1美元，就会产生4至5美元的国民经济回报。同样，我国数十家科研院所和高等学校参与了“嫦娥工程”，已产生4000多项创新。在探月工程启动以前，国家天文台密云基地几乎废弃，“嫦娥工程”的资金和技术注入，又将中国的射电天文学盘活了。而探月工程取得的各项成果，正不断地通过各种途径渗流到国民经济的血管中，流入每个人的日常生活。

　　竞争与合作

　　毫不夸张地说，月球已是一个战场。在那里，比试的不但是天文学、空间科学、地球科学、遥感科学、生命科学与材料科学……更是综合国力。相对而言，破解月球科学的种种谜团，倒成了顺带的副产品（月球的形成过程、月球的早期演化、月球矿产的形成与分布特征、地月系统的形成与演化等诸多问题，我们人类至今无法给出明确的答案）。一位美国科学家曾直言不讳地表示，登月的主要原因是考虑国威而不是科学。再来看看这些数字：1958至1976年，在冷战正酣的大背景下，美苏两国共发射了108个月球探测器，成功或部分成功的为52个，成功率约为48％。如果单单为了科学探索，如此密集的发射显然太疯狂了一些。

　　时移世易，如今的探月工程在国际竞争之外，也体现了国际合作。除了美国正在独力实施重返月球计划之外，俄、日、中、印以及欧洲各国之间都在相互通联，谋求合作的可能性。

　　由于地球自转，一天24小时中，部分时间“嫦娥一号”会躲在地球背面无法联络和控制。因此，为了测控“嫦娥一号”绕月探测卫星，我国与欧洲空间局和智利有关部门开展合作。南美洲的库鲁站、澳大利亚的新诺舍站、欧洲的马斯帕拉马斯站、位于智利的CEE测控站等都将参加遥测“嫦娥”的接力赛。上海天文台在2005年参与了观测“惠更斯”探测器登陆土星卫星，国家天文台乌鲁木齐南山观测基地在2006年参与了欧洲的SMART－1月球探测卫星观测。对于“嫦娥一号”的数据，我国也承诺数据分级共享，大部分数据会分期无偿公开。国外科学家期待嫦娥计划顺利完成，因为他们也需要中国探测器的数据进行相关课题的研究。

　　国际合作不仅仅显示在相互学习帮助性的学习和数据分享上，探索茫茫宇宙更需要多国“联合舰队”。目前，中国已经和俄罗斯签订了将来合作探测火星的“萤火计划”。观察家公认，未来的太空格局全看几个航天大国之间的合纵连横。

　　月球“包子铺”何时开张？

　　目前，美、欧、日、俄和中国、印度，都在加紧筹划21世纪的人类登月计划。老牌航天大国美国和后起之秀中国，已经在雄心勃勃制定登月计划，不甘落后的欧洲太空局希望与俄罗斯合作，有朝一日也将脚印留在月球。

　　欧洲宇航局的负责人多尔戴恩开玩笑地说：“到了美国人再次将星条旗插在月球上的时候，他们会发现上面已经有了中餐馆。”而美国宇航局局长格里芬最近猜测，中国人会在美国重返月球之前登月成功，“到那个时候，美国人会不高兴，但他们只能不高兴。”

　　国外科学家积极地替中国人“虚张声势”，而“嫦娥计划”的科学家目前还在稳健谨慎地实现中国探月工程的第一步——绕月。作为探月第二期的探测器着陆月球，与第三期的携带样品返回，还只是在积极的讨论当中。目前，研究团队内乐观的估计是在2012年实现“落”月，2020年前实现探测器从月球返回。各国宇航局“吹捧中国”的做法，实际目的是向所在国的政府施加压力，以求获得更多资金支持。

　　实际上，登月当然是一种值得追求的目标。现在中国有3个成型的运载火箭发射基地，分别位于酒泉、太原和西昌。它们的纬度较高。由于地球自转，越靠近赤道的地方，旋转速度越快，借助地球自转的速度为探测器提速的运载能力也就越强。国家已决定在海南岛建立中国第四个航天发射场，这无疑是登月的理想发射地。

　　从“召回郑和”到发射“嫦娥”

　　五百多年前，明朝政府召回航海远洋的郑和船队，旋即宣布海禁。中国人错过了大航海时代，随之而来的是无穷屈辱。

　　“召回郑和案”在美国科学界和政治界影响不小。美国的科学家总喜欢把“召回郑和案”搬出来“吓唬”美国国会，而且每每得手。最近一次是2002年，布什政府取消了对探索外太阳系的“新视野计划”的巨额拨款，美国行星协会又把郑和的故事搬了出来。他们在写给美国国会的声明中指出，“1433年，当郑和的航队即将启程探险那未知的大西洋时，明英宗朱祁镇却将他们召回了——从而中国也就失去了在哥伦布数十年前发现美洲新大陆的机会。而今天，在21世纪，我们是否又要由于目光短浅而失去另一次探索太阳系新疆界的良机？”最后，美国国会终于通过决议，新视野探测器得以在去年发射升空，踏上了探索八大行星之外的太阳系的10年征程。

　　回眸郑和，观望“嫦娥”，会带给我们更多兴味。（张旭为科普作者，王二超为中国科学技术馆学者，丁宝泉先生对本文亦有贡献）■