重返月球宏伟壮举 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：院士园地

重返月球宏伟壮举
中国科学院院士欧阳自远
作者简介天体化学与地球化学家。1935年出生于江西吉安。中科院院士，中科院地球化学所研究员，长期从事地外物质、比较行星学与天体化学研究，并作出了系统的重大贡献。发表论文260余篇，专著17部。兼任中国矿物岩石地球化学学会理事长、中国空间科学会副理事长、贵州省科学技术协会主席等。
梦幻般序曲已经奏响
月球是人类开展空间探测的首选目标，因为月球空间和月球表面具有可供人类开发利用的独特资源，也是人类向外层空间发展的良好的基地和前哨站。因此美国于1986年提出了重返月球、建立月球基地的设想，相继欧空局、日本等国也相应提出了重返月球的计划。开发和利用月球已成为21世纪人类征服与开发宇宙的共同目标与宏伟壮举。梦想将变为现实。1998年美国发射了月球勘探者号，奏响了人类重返月球、建立月球基地的序曲。
自古以来，月亮的影像、月相的变化、日食与月食等现象伴随着人类的生产和生活，深深地影响了人类许多哲学观念与科学思想的形成和发展，对宗教、文学、哲学、数学、天文、物理等学科的形成和发展产生过深刻的影响，在人类的历史进程中打下了深深烙印。
自1959年始，美国和苏联展开了以月球探测为中心的空间科学和技术的激烈竞赛，至1976年止，发射成功的月球探测器总共有43颗，对月球的环境、地貌、地质、资源、成因与演化积累了系统的科学资料，取得了较全面而深入的认识。1969年7月阿波罗11号实现了人类登月的梦想，取得了划时代的成果，并带动了一系列高新技术的飞速发展。
划时代意义已经明确
根据各国重返月球的计划，人类将于2005年在月球建立月面前哨站；2010年将建立设备齐全的永久性居住地，以开展生命科学实验和天文观测；2015年将在月球建立小型的永久居住的月球基地；到2020年人类将在月球兴建实验工厂、农场等。“重返月球”将是人类走出地球摇篮、迈向广阔太空的第一步，它有明确的科学目标和划时代的意义。
建立月球基地和深空探测前哨站。重返月球计划，旨在建设一个具有生命保障系统的受控生态环境基地，进行月面建筑、运输、采矿、材料加工和各项科学研究，为将来建设适于人类居住的月球村进行科研和技术准备，最终月球将成为人类共有的科学实验室和开展深空探测的研究试验基地、前哨阵地和物资转运站。
开发月球能源，把月球建成地球人类未来的能源基地。月球表面近于真空状态，太阳辐射可以毫无阻挡地到达月球表面，因此，在月球表面建立全球性、并联式的太阳能发电厂，能长期获得丰富而稳定的电能。由于月球既无磁场，又无大气，太阳风粒子可以毫无阻挡地抵达月球表面。加上小天体的撞击，致使月球表面覆盖着5—10米厚的月壤层都富含太阳风成分，如氢、氦、氖、氩、氮等，其中氦—3的资源总量达100万—500万吨，可成为人类万年以上长期使用的、清洁、安全和高效的核聚变发电燃料。同时，从月壤中每提取1吨氦—3，还可以获得约6300吨的氢气、700吨氮气和1600吨碳（一氧化碳和二氧化碳），这些气体对维持永久性月球基地是十分必要的。
月球拥有丰富的矿产资源，具有广阔的开发前景。月球岩石和土壤中蕴藏有丰富的矿产资源，月陆区广泛分布的斜长岩，富含元素钾（K）、稀土元素（REE）和磷（P）组成的克里普岩（KREEP）。月海玄武岩中钛铁矿的含量可达10％—15％，钛铁矿不仅可作为将来月球基地钛、铁等金属的主要来源，而且可用它来生产地球生命必需的氧和水。最近通过对月球的探测表明，月球南、北极区撞击坑的永久阴影区的月壤中存在有大量水冰，储量估计可达66亿吨。这一发现将大大加快月球基地的建设和月球资源的开发利用。
建立对地监测平台、深空探测基地和天文观测站。由于月球具有高真空、无大气层、无磁场的环境特征，加之地质构造十分稳定，这使月球成为安置高精度天体观测望远镜和遥感器，进行全天候、全波段观测的理想平台。月球上的探测仪器，一方面可以对太阳系、银河系的天体和星际空间进行观测研究，成为天体物理学、重力波物理学、中微子物理学观测和实验最有吸引力的场所；另一方面可以对地面的气候变化、生态演化、环境污染，各种自然灾害的影响和人类的各种经济、军事与社会活动进行监测、预报、评估与研究，具有重大的军事、经济和科学意义。
开发利用月球的弱重力、高真空和高洁净的空间环境资源。月球上的引力只有地球的1／6，人类可以充分利用月球的弱重力、高真空和超纯净的条件，开展物理、材料科学、生物工程等方面的研究和实验，进行高纯度、高质量的冶炼和焊接，研制和生产地球上极难获得的新型材料，培养高纯度的人工晶体，生产高纯度、高质量的生物制品。
进一步探讨月球科学中的主要问题，深化对地球等类地行星起源与演化的研究。尽管人类对月球已作过大量的观测和月球样品的分析，但月球科学中的一些基本问题仍模糊不清，如：月球的成因、地—月系统的形成与演化、月球的早期演化史等，通过对月球进行深入探测与实地勘察，对上述重大科学问题的解决有重大意义。
通过“重返月球”计划的实施，带动高新技术的发展。月球探测是当代最先进科学技术的综合与有机协作，将极大地促进高新技术的创新与快速发展，如以光电子技术、机器人、智能装置、遥感科学、光学通讯、量子通讯、高速数据处理为特征的信息技术；以可控核聚变、太阳能利用、空间发电厂、电功率微波传输为标志的新能源技术；以小型化、多功能化的功能材料、结构材料、生物与仿生材料为主体的新材料科学；以及空间物理学、化学、天文学和生命科学的创新与发展。
月球：谁先利用谁先获益
在“重返月球”方兴未艾之际，我国不能对新一轮月球探测置之度外，错过迎头赶上的机会。我国开展月球探测，将提高中国在国际上的威望，促进我国高科技的创新与快速发展。但是，我国在月球探测方面尚是一片空白。事实上，我国现有的运载火箭和发射场已能满足发射月球探测器的基本要求，已具有多年研制空间环境探测器和空间遥感器的能力与经验，我国的科学技术储备已经具备进行月球探测的能力，可以进入实施阶段。建议：应制定我国开展月球探测长远发展战略，尽早启动我国的月球探测工程。
（李春来邹永寥整理）（附图片）