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中國航天日!專訪歐陽自遠院士:中國要向太陽系的星辰大海挺進

時間:2020-04-24發布者:新浪科技瀏覽次數:327次

   4月24日消息,2016年3月8日,國務院批復同意將每年4月24日設立為“中國航天日”,以此來弘揚航天精神、普及航天知識、激發探索熱情,今年已是中國航天日的第五個年頭,也是中國自主研制的第一顆人造地球衛星“東方紅一號”發射成功50周年,一代代航天人自強不息、接續奮斗,走出一條中國特色自主創新的航天發展道路,建立了航天科研生產體系和系統工程管理體制,造就了一支素質高技術精的人才隊伍,積淀了深厚博大的航天精神和文化,為推動科技進步、服務經濟社會發展、增進人類福祉作出了貢獻。

   今年航天日以“弘揚航天精神 擁抱星辰大海”為主題,就是希望銘記歷史、傳承精神,讓更多公眾了解航天、應用航天;激發公眾尤其是青少年崇尚科學、探索未知、敢于創新的熱情;勉勵航天人矢志目標、不畏風險、不懼挑戰,在接續奮斗中加快建設航天強國;號召全社會凝心聚力,愛國奉獻追夢,打贏疫情防控人民戰爭、實現決勝全面建成小康社會目標任務。


   2019年以來,中國航天全力推進航天事業發展。中國航天在世界航天格局中又處于什么位置?世界各國探索太空的動力是什么?帶著這些問題,新浪科技專訪了天體化學與地球化學家、中國月球探測工程首任首席科學家、中國科學院院士歐陽自遠。

   歐陽自遠院士表示,探索浩瀚太空的奧秘一直是推動和激勵人類探索太空的主要原動力,太空探索同時也強力推動著航天科技的進步和發展。


▲ 中國第一個火星車外觀設計構型圖 國家航天局資料圖片

   2019年,中國火星探測器測試照片曝光,官方宣布將在2020年發射火星探測器,中國首次火星探測任務名稱、任務標識也將于4月24日,在2020年“中國航天日”線上啟動儀式上公開。

   對比之前的月球探索計劃,歐陽自遠認為,當代的深空探測已經進入到月球探測是起點,火星探測是重點,小行星探測是熱點,木星與木星系探測是亮點的新階段。

   關于火星的生命探尋,歐陽自遠認為,在上世紀70年代美國就開始直接探尋火星的生命活動,結果證明火星沒有發現任何生命活動的跡象。相繼,水是生命的來源,跟蹤水體的活動探尋火星生命,也沒有獲得火星具有生命活動的科學證據。隨著火星大氣層中發現有甲烷,甲烷是生命活動排放的氣體,跟蹤甲烷也沒有找到生命活動的痕跡。中國科學家從新近降落的火星隕石中發現,隕石中微細的碳顆粒的碳同位素組成,具有生命來源的特征,證明火星在歷史上可能孕育和出現過生命。火星起源與演化的研究為地球和太陽系的起源與演化提供了具有重大意義的科學依據,也將進一步推動比較行星學和太陽系演化學的發展。

   對未來太空探索事業的發展,歐陽自遠認為,要關注太空資源開發利用的新前景,與時俱進,提前部署。當前,國際太空資源的“淘金競賽”已經開始。其次,中國要向太陽系的星辰大海挺進。不久的將來,我們還將對木星與木星的衛星開展系統的探測,并穿越茫茫的行星際空間,探測太陽系的各層次天體。

   新浪科技:世界各國都在努力探索太空,您認為主要的動力是什么?未來探索太空主要制約是什么?

   歐陽自遠:人類自古以來為了生存和發展,一直在思考、探尋、研究和驗證,如《千字文》中的“天地玄黃,宇宙洪荒。日月盈昃,辰宿列張。”,追求理解天地萬物的本源。隨著科學技術的進步,特別是航天科技的發展,人類已經進入空間時代,有能力離開自己的搖籃——地球,奔向浩瀚的太陽系空間。探索浩瀚太空的奧秘,一直是推動和激勵人類探索太空的主要原動力。

   太空探索強力推動航天科技的進步和發展,已經也必將為人類社會的經濟發展、文明進步和提高人類生活質量發揮巨大作用。太空資源的和平開發利用將開辟人類社會發展的新前景。

   未來的星際航天仍然受到當今人類社會科技能力的制約,當代的航天科技能力要飛出太陽系大約需要3萬年。未來的星際航天、擁抱銀河系的星辰大海還只能是當今科幻作品的題材,還有大量人類仍然不知道的重大科學與技術問題有待突破。讓我們共同期待,人類命運共同體也必將得以持續、健康、安全和幸福發展。

   新浪科技:目前,中國航天在世界航天格局中處于什么位置?

   歐陽自遠:要對各個國家的航天綜合實力進行分析、比較與研究。我非常贊同原國防科工委副主任、中國探月工程總指揮、工程院院士欒恩杰的觀點。他說,馬拉松賽跑最后到達終點前,根據實力的拼搏,會形成幾個梯隊,第一梯隊實力最強,第二梯隊次之。世界航天第一梯隊是美國和俄羅斯,第二梯隊是中國、歐洲、日本和印度等國,第三梯隊是其他國家。中國是“二鍋頭”,也就是第二撥的頭。他的比喻準確、生動與幽默。

   新浪科技:近期中國宣布探索火星計劃,準備發射火星探測器,和探測月球相比,您認為探索火星的意義是什么?

   歐陽自遠:當代的深空探測已經進入到月球探測是起點,火星探測是重點,小行星探測是熱點,木星與木星系探測是亮點的新階段。我國的月球探測已經成功實施無人月球探測階段的繞月探測(嫦娥一號和二號)和落月探測(嫦娥三號和四號),即將實施月球采樣返回(嫦娥五號和六號),進一步還要逐步建設月球科學探測基地。

   火星是太陽系的八大行星之一,是鄰近地球的好姐妹,在太陽系家族中也是與地球相似程度最高的行星,如:自轉軸的傾斜角度,自轉周期,一年四季氣候變化,大量水體的出現與消失,古河道、古湖泊和古海洋盆地的呈現;大氣層、電離層和磁層的演化;火星內稟偶極磁場的消失;火星表面各類巖石的成分與分布特征,火星的內部結構等。火星的起源與演化的研究為地球和太陽系的起源與演化提供了有重大意義的科學依據,進一步推動了比較行星學和太陽系演化學的發展。

   火星生命的探尋始終是火星探測的第一個科學目標,科學家們期望在太陽系內能找到第二個孕育有生命和生命活動的天體。經歷了漫長的跌宕起伏過程,從上世紀70年代開始,直接探測火星表面的生命活動,最后證明當前的火星沒有發現任何生命活動的跡象。水是生命的源泉,相繼科學家們跟蹤水探尋生命,也沒有得到任何可信的科學證據。

   隨著火星大氣層中發現有甲烷,甲烷是生命活動排放的氣體,跟蹤甲烷也沒有找到生命活動的痕跡。中國科學家從新近降落的火星隕石中發現,隕石中微細的碳顆粒的碳同位素組成,具有生命來源的特征,證明火星在歷史上可能孕育和出現過生命!相繼,美國的“好奇號”火星車也發現火星巖石中的有機化合物,表明火星可能曾經出現過生命。科學家們把注意力關注火星的環境宜居性演變的探測與研究。看來,火星生命的探尋任重而道遠。

   中國將于2020年實施首次自主火星探測,火星探測器(包括軌道器+著陸平臺+火星巡視器)將于2020年7月實施中國首次自主在海南島文昌航天發射場由長征5號運載火箭發射,直接發射至地球-火星轉移軌道,隨后在地面測控系統的支持下,通過多次軌道機動和中途修正,在近火點實施制動,進入環火橢圓軌道,運行到選定的進入窗口,探測器將進行降軌控制,釋放著陸巡視器。

   著陸巡視器進入火星大氣層后,通過氣動外形、降落傘、發動機、多級減速和著陸反沖實現軟著陸火星表面。火星巡視器將和著陸平臺分離,巡視器(火星車)平穩走向火星表面,對著陸區進行精細巡視勘測,以及全球性與區域性探測相結合的聯合探測;軌道器將對火星開展全球性綜合探測,并為巡視器提供中繼通信鏈路。屆時,中國將成為第二個實現火星表面開展巡視探測的國家。

   2020年中國火星探測的科學目標概括為:1、火星全球和著陸區地形地貌、物質成分、的探測與研究;2、火星全球和著陸區土壤厚度、成分及其分布;3、火星全球與著陸區次表層地下水體的分布;4、火星重點地區(著陸候選區)的詳查;5、火星磁層、電離層、大氣層及其氣候特征;6、火星物理場(磁場、重力場以及內部結構)探測。火星的衛星探測器設置了7臺探測儀器,火星車上設置了6臺儀器,共同協力完成上述科學探測任務。

   新浪科技:對未來太空探索事業的發展,您有哪些寄語?

   歐陽自遠:一,向太陽系的星辰大海挺進!相繼,中國還將實施太陽系的小行星探測,對近地小行星實施采樣返回,對太陽系小行星帶中的彗星進行遙感探測,火星取樣品返回地球。不久的將來,我們還將對木星與木星的衛星開展系統的探測,并穿越茫茫的行星際空間,探測太陽系的各層次天體,向太陽系的星辰大海挺進!

   二,關注太空資源開發利用的新前景,與時俱進,提前部署。當前國際太空資源的“淘金競賽”已經開始。美國國會通過的《美國商業太空發射競爭法案》,鼓勵美國私人企業的太空資源開發。美國NASA批準了“月球快車”公司開發利用月球資源的申請。2016年,盧森堡出臺《太空資源開發與利用法》,保障私人企業開采太空資源的權利,即誰開采,物質就歸誰,由此全世界20多家私人企業在盧森堡注冊。中國航天科技集團已向媒體宣布,中國將要建立“地-月經濟區”,開發利用月球和太空資源,每年的產值達10萬億美元。

   礦產資源:根據資源的品位、儲量、產狀和開發技術條件進行評價。如:小行星的貴金屬與特種金屬的開采利用,月球KREEP中的稀土元素、鈾和釷等。美國計劃開采“神靈號”小行星,其中鉑族元素等貴金屬的產值相當于全球的GDP。

   能源:月球表面太陽能發電供月球基地和地球人類社會永續利用。在月球赤道建設一條太陽能發電板(由機器人利用月球土壤,通過3D打印制造并鋪設,長11000km,寬400km。太陽能發電向地球傳輸已沒有技術難題,如果實現,人類的子孫萬代不再需要其他能源。

   嫦娥一號對月球表層月壤中氦-3含量與分布的探測表明,月球表層月壤中氦-3的資源總量超過100萬噸,在實現氘---氦-3核聚變發電的前提下,月球的氦-3資源可提供人類社會持續發展1萬年以上的核聚變發電的燃料。

   環境:月球作為飛向火星和小行星的前哨站與基地,美國計劃在2024年實現載人登月之后,利用月球空間站飛向火星與小行星。利用月球表面環境(超高真空、沒有大氣活動、一個晝夜接近28個地球日、日夜溫差巨大、沒有偶極子磁場、沒有磁層屏蔽、宇宙輻射強) 研制新型材料,開展天文觀測和地球環境變化監測。開展載人繞月飛行旅游等。

   航天是當今世界最具挑戰性的高技術高風險戰略產業之一。和平利用太空是全人類的共同夢想。后續,中國航天將繼續推動空間科學、空間技術、空間應用全面發展,實施多項重大工程任務,創新探索前所未有,風險挑戰也前所未有。中國航天戰線將賡續“兩彈一星”精神、載人航天精神和探月精神,發揚中華民族在抗擊疫情和全面復工復產中展現出的不畏艱險、同舟共濟傳統,牢記初心使命,直面困難挫折,勇于攻堅克難,繼續追天攬月的夢想征程,攜手共筑和平美好太空。

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