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嫦娥奔月

（2008年01月21日 20:40） 來源︰《走近科學》 2007年第11期

□作者:

[1]

　　月亮，這顆宇宙中距離地球最近的星球，對于歐陽自遠來說充滿了誘惑︰嫦娥奔月。是我國上古時期一個極具傳奇色彩的神話；
　　我國正在進行的“嫦娥一號”工程，將把這個美好夢想變為現實——
　　
　　歐陽自遠，天體化學與地球化學家。生于江西吉安。1956年畢業于北京地質學院。1961年中國科學院地質研究所研究生畢業。中國科學院地球化學研究所研究員、所長。負責我國地下核試驗地質綜合研究，系統開展各類地外物質(隕石、宇宙塵、月岩)、比較行星學、天體化學與地球化學的研究。近年來，積極參與並指導了我國月球探測的短期目標與長遠規劃的制訂，是中國月球探測計劃的首席科學家。1991年當選為中國科學院院士。
　　
　　關注天上的“地質”
　　
　　1935年，一個孩子降生在江西吉安，當他降生的時候，他的舅舅正在讀《論語》，當讀到“有朋自遠方來，不亦樂乎”的時候，听到了他響亮的哭聲，于是孩子的名字就叫作“自遠”。或許是一個巧合，歐陽自遠一生所追求的夢想，就是來自遠方，來自那顆時圓時缺的月球。
　　從小歐陽自遠就對天上的星星和月亮產生了濃厚的興趣。听母親講過“嫦娥奔月”、“牛郎織女”的故事後，他常常會望著那滿天的繁星，津津有味地冥想其中的奧秘︰太陽為什麼能長久不息地照耀大地?月亮為何如此晶瑩?……上中學後，他報名參加了天文小組。1952年，他以第一志願考取了北京地質學院。
　　1957年，甦聯第一顆人造衛星上天，許許多多的中國人都為老大哥這一破天荒的成就而由衷地高興，並對祖國社會主義未來的前景滿懷憧憬。
　　歐陽自遠的喜悅，同樣來自甦聯發射的這顆人造地球衛星，一道強勁的藍色弧光，一下照亮了那個曾在故鄉的公園里看天的孩子，他隱隱感覺到過去與今天某種相通的可能性。
　　歐陽自遠意識到人類的空間時代來臨了。“我是學地質的，研究地球的人老在地球上摸來摸去，雖然也很重要，但利用空間探測器來觀測和研究地球，也就是跳出地球，在更大的空間尺度、時間尺度來研究地球，這種方法對地球的認識會更為全面，更為系統。”懷著這樣的想法，歐陽自遠開始收集、研究地球以外的物質。這次人生轉折讓歐陽自遠“擺脫”了地球引力，從此與嫦娥結下不解之緣。
　　地球是地質研究的基本材料，太陽系中月球、火星和無數的行星、小行星，研究它們的基本材料不也應該是它們的“地質”?歐陽自遠想到地球上也有天上的“地質”，這便是來自太空的隕石。這些稀罕的石頭既與自己的專業有關，又大大地拓寬了自己的研究領域(圖1)。
　　

　　他便對時任地質研究所所長的侯德封先生說，希望能拓展自己的研究領域，今後還要關注天上的“地質”。
　　侯先生听完他的想法，高興地說︰“行，那很好呀。”
　　于是，甦聯人的這顆衛星，促成了第一個中國人開始關注和籌備對隕石和宇宙塵的研究。隨後歐陽自遠完成研究生畢業論文。
　　“我的名字是有朋自遠方來，我研究的也是天外朋友——隕石。”對歐陽自遠來說，與太空的緣分是從隕石這扇窗口打開的。
　　如今的歐陽自遠，在對月球研究甚至更廣的星體研究方面，都稱得上是權威人物，而在青年時代，歐陽自遠學的可是地質。在他讀研究生之前，知識構架中更多的是地質術語，這位“不安分”的地質學家將自己的研究領域延伸到了天體。
　　
　　跳到核物理的草叢
　　
　　至今，讓歐陽自遠懷念不已的兩位學界前輩，一位是他讀研究生的導師——涂光熾先生。
　　還在地質學院念四年級，歐陽自遠就听過涂先生的課，對涂先生崇拜得不行，決意要考涂先生的研究生，後來果真如願地考取了。涂先生是一位具有很高學術水平和造詣的科學家，無論是給學生上課，還是寫論文，其思維非常嚴謹，表達非常準確，他一步步地引導你去打下扎實的基礎，又告訴你應該如何開展科學研究。他不希望看到學生僅憑著聰明或走捷徑，便有櫻花一時的絢麗，他總強調功夫要花在地面下，唯有根深才能葉茂，而葉茂必然結出豐碩的果實。
　　另一位就是侯德封先生，當時雖年逾花甲，卻仍然是地質學界具有極大號召力與凝聚力的一面旗幟。
　　在40多年從事地質礦產調查與研究的基礎上，侯先生沖破了當時剛剛興起的地球化學、同位素地質學、核年代學等學科學術思想的禁錮，運用現代核物理學的基本原理，深入探討地球演化過程中各類核素的特征，力求深入認識組成地球的各類元素的生、運、定、聚過程，開創了“核地球化學”這門新學科，從此開闢了地球科學一個嶄新的領域，並推動著地球科學向探索更深的物質層次進軍。
　　侯先生還是一位具有長遠眼光的科學戰略家。
　　因中甦兩國關系日漸惡化，留甦任務取消後又回到所里上班的歐陽自遠，一天，被侯先生找了去。
　　侯先生說︰我叫你來，是想要你去搞核子地質。
　　歐陽說︰我學的是什麼您最清楚，我可沒學過核物理。
　　侯先生說︰那你就到科技大學去，听核物理系的課，盡快學完。
　　可以壓縮的時間都壓縮，必須犧牲的時間統統讓出來。歐陽自遠用一年的時間，打好了核物理理論與實驗技術的扎實基礎。他的第一個收獲，竟是一個懷疑，這懷疑，還是對著侯先生創立的“核地球化學”中的裂變一說。
　　他覺得侯先生過高估計了自然界重核裂變對地球物質組成變異和內生成礦過程的作用，將成礦的地球化學過程和元素起源的過程混同了，因而，侯先生提出的成礦作用以“裂生為主、演生為輔”的論述難以確認。
　　他想，能不能換一個研究自然界核轉變能的角度，比如研究一下地球有多大的能量，這些能量是怎麼產生的，又是怎樣傳輸和分配的，地球為什麼會這樣演化?或許有助于弄清楚地球物質的演化過程。
　　侯先生十分認真地听取了學生的看法，沉思片刻，突然說︰歐陽，那你再去原子能所，去趙忠堯先生的加速器室工作半年，學會能譜，還有怎樣測量原子核的能量。
　　這時候，侯先生儼然拿著一支獵槍，歐陽自遠則似遭槍驚的野兔，從一個學科的草叢里，跳到另一個學科的草叢。他尚不清楚，從自己在地質學院所學的金屬與非金屬勘探專業開始，到他初步涉獵的隕石與宇宙塵的研究，再到核物理、原子能，他已經在為自己這一生中最終要寫出的一篇大文章在汲取盡可能豐沛的學養，同時，還在為這篇文章之魂儲備足夠的氣韻……
　　
　　與月球第一次親密接觸
　　
　　作為我國探月工程的首席科學家，歐陽自遠與月球的第一次接觸是上世紀70年代末，那次是“隕石”牽的線。1978年，美國總統安全事務顧問布熱津斯基訪問中國，代表美國總統卡特送給當時的國家主席華國鋒一件特殊的禮物——從月球上帶來的一塊小指尖大小，僅有1克重的岩石樣品，這塊石頭是美國飛船登月時采集的。
　　華國峰將樣品轉交給科研部門要求研究。由于當時搞天體岩石的科研人員很少，有關部門很快找到了遠在貴陽的歐陽自遠。那時，歐陽自遠的隕石研究已小有成就。
　　樣品很快從北京安全地送到貴陽。“美國去過6次月球，這塊岩石是哪次登月采集的?采自月球的哪個地方?對于這些，我們當時都一無所知。我小心翼翼地取了0.5克作研究，另外那一半送到了北京天文館，希望我們的人民也能親眼看一看月球的一部分。”歐陽自遠接著說︰“僅研究這0.5克石頭，我們共發表了14篇相關文章，最終我們確認這塊石頭是‘阿波羅17號’采集的，並確認了采集地點，甚至還確認了石頭所在的地區是否有陽光照射等等。”
　　美國人贈送月岩樣品，其實也是在探測我們的測試能力和研究水平，雖然這話沒有明說。但我們的研究結果還是讓美國人很信服了。
　　後來，歐陽自遠成為中科院院士、月球應用科學首席科學家。
　　
　　中國的探月之路
　　
　　中國探月事業的基礎是火箭和衛星，這也是中國引以為傲的“兩彈一星”的基礎之一。
　　當年那0.5克月球岩石樣品，成為此後10多年中中國月球科學研究的唯一實物對象。除此之外，中國的科學家們只能跟蹤國外的月球探測活動。
　　1983年3月，4位著名老科學家——王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允聯名呼吁“中國要跟蹤研究國外戰略性高技術的發展”，鄧小平在這份建議書上作了“此事宜速作決斷，不可拖延”的批示。從而誕生了“863計劃”。
　　1992年，已是中國科學院地球化學研究所所長的歐陽自遠向“863計劃”專家組提出，我國應該開展月球探測工程。
　　不久，“863計劃”專家組請歐陽自遠遞交一份正式報告。在這份報告里，他得說清楚的第一個問題，就是我們國家有沒有必要做這件事情，或者是不是可以推遲到國家富強了再做。報告的題目是《中國開展月球探測的必要性和可能性研究》。
　　結果，完成這個報告用了兩年。其必要性，用有限的一段話概括就是︰
　　月球探測是一個國家綜合國力的體現，對于提高我國在國際上的威望，增強民族凝聚力很有意義。而且，月球探測是中國實現載人航天和應用衛星之後又一個新的里程碑，也是一個國家高新技術發展的標志。
　　由于月球在軍事、能源等方面有著重要意義，美國、英國、日本等國家都斥巨資實施探月計劃，印度等國也蓄勢待發。“月球從沒有像今天那麼亮過，也從沒有如此誘人”，因此，歐陽自遠認為，探月是我國不能不做的一項工作。以現在的國際形勢來看，中國如果不做，就難逃再次落後挨打的命運。
　　此外，月球上的礦產資源、能源和特殊環境，是將來人類社會進一步開疆闢土的重要領域。如果中國一直袖手旁觀下去，就難以維護我們民族的權益，對于深太空將喪失發言權。“863計劃”專家組予以通過，認為報告以充分的事例與數據說明，月球探測工程不僅不會拖我們國家經濟建設和國家發展的後腿，相反，還能起到有力的推動與促進作用。
　　隨後，中國科學院高度重視，撥出經費，要歐陽自遠的團隊轉入中國開展探月的戰略與長遠規劃的研究，再用兩年時間去論證一個問題，即中國若要開展月球探測工程，它應該如何布局與實施。
　　這是歐陽自遠的團隊得到的關于探月的第一筆經費，也是中國人花在月球上的第一筆錢。此前，他們用的都是地球化學所天體化學室那十分微薄的日常經費。
　　在陣陣非議聲中，他得到了兩院院士的寶貴支持
　　大多數兩院院士都支持中國開展月球探測工程，其中不乏功德雙馨的巨擘泰斗。閔桂榮院士是我國航天領域首席科學家，他提出了中國要搞月球衛星的建議。
　　楊嘉墀、王大珩、陳芳允三位院士以“863計劃”的名義，發表了《我國月球探測技術發展的建議》。
　　全國政協副主席、中國工程院院長徐匡迪，特地請歐陽自遠介紹我國月球探測的戰略規劃與實施方案。當他听說有人認為，最華彩的一幕已在“阿波羅”登月時結束了，中國人再做，也不會有美國人做得高明，徐匡迪院士說︰說這種話不符合中國實際，不符合中國發展的思路。我國是個發展中國家，如果按照此種邏輯，對國外一切先進的東西都不必學習、借鑒、研制了，那我們今天還在坐牛車、住茅草房。而且，如果中國人不做的話，那就只有買了，可月球能買嗎?月球資源、月球環境能進口嗎?
　　1996年，中國科學院、國防科工委接受了歐陽自遠團隊的第二個報告。
　　此後，他們提議與設計的我國探月的戰略與長遠規劃，不僅僅要在兩院院士層面中進行論證，還要就國防科工委、中科院相關研究所、總裝備部、航天集團公司、各相關高校等多方面的質詢進行答辯。
　　在這龐雜又嚴格、乃至峻切的答辯中，歐陽自遠如一塊膨脹了的海綿，充分吸取了當今中國第一流科學家、工程技術人員的智慧，避免了環節上的粗疏和技術上可能出現的紕漏，保證了方案的扎實與嚴謹。
　　看到了我國科學技術發展的整體水平，以及由重大科技項目里所折射出來的國情，這使得他在方案的編制與修正中十分注意與之相匹配
　　比較明顯的是，方案里強調探月和登月不能混為一談。根據我國的科學技術水平、綜合國力和國家整體發展戰略，以及參考世界各國重返月球的戰略目標和實施計劃，我國的月球探測近期應以不載人為宗旨，是探月，而不是登月。
　　

　　中國探月得分三步走，為“繞”、“落”、“回”。
　　“繞”就是研制和發射我國第一顆月球探測衛星，對月球進行全球性、整體性與綜合性探測，以獲取月球的三維立體圖像等；“落”就是發射月球軟著陸器，試驗月球軟著陸和月球車巡視勘察，就地對月球進行探測(圖2)，並開展月球天文觀測等(圖3)；“回”就是不僅向月球發射軟著陸器，而且發射小型采樣返回艙，采集關鍵性月球樣品返回地球。
　　

　　整個航天技術分為三大領域︰衛星應用、載人航天和深空探測。我國在前兩項已經取得了很大成就，深空探測至今還是一片空白，而開展月球探測，將是中國實現深空探測零的突破的最佳選擇。
　　2001年，由歐陽自遠牽頭制定的“發射繞月衛星”第一期科學目標和有效載荷配置終于通過國家評審(圖4)。2003年9月，中央最終同意並批準了這個計劃。
　　2003年底，一份十分厚重但主報告簡約明了、附件很多的正式報告送進了中南海。
　　2004年1月24日，溫家寶總理在這份報告上簽上了自己的名字，代表國家批準了“嫦娥一號”工程的實施，並提出了“高標準，高質量、高效率地完成繞月探測工程”的要求。
　　溫總理批準“嫦娥一號”計劃的下午，歐陽自遠就知道了。
　　歐陽自遠被任命為中國月球探測計劃“嫦娥一號”工程的首席科學家。
　　這是我國航天重大工程里首次設置首席科學家一職。這意味著，在以往航天重大工程里具有的指揮系統、設計系統外，現在又設立了科學家系統。
　　貴陽地球化學所里一直跟著歐陽自遠干的4個年輕人已調來北京。當晚，歐陽自遠從家里拿來一瓶茅台酒，請大家去一家餐館里小酌。人人高舉酒杯，歐陽自遠的喉結一上一下地抖動︰“我們所有的努力……都是為了今天，我們很……幸運。”
　　一陣陣踫杯聲，激越而又脆亮，像是靜水深流的春水上那冰層的迸裂聲……
　　歐陽自遠本人得操心的事情更多了。整個“嫦娥一號”工程共有幾萬中性參與，大多數人不了解月球，需要寫一部《月球科學概論》速成。還得要有一本《嫦娥工程手冊》，讓工程人員了解有關月球已知的大量參數，這對他們的工程設計十分重要。一部專業書，一本工具手冊，正常情況下，怎麼也要花上好幾年。歐陽自遠領著幾個助手，沒日沒夜寫了幾個月，初稿就完成了。僅《月球科學概論》就有50多萬字，他累趴下了……(圖5)
　　他也是老人了，醫生要他在醫院里住上一個月，可他只住了一星期，就吵著出院了，說是後面還有一大堆活要干。
　　

　　因為，一個被耽誤了太多機會的古老民族，終于向著一個新的巨大機會上路了。
　　
　　“嫦娥”奔月將不再是神話
　　
　　1967年7月20日，美國“阿波羅11號”飛船的月球著陸艙“小鷹號”完成了所有檢測程序，正在接近月球表面……，
　　在短暫的等待中，休斯敦的地面指揮中心向宇航員柯林斯介紹媒體對人類歷史上首次登月的相關報道︰
　　“在今天各大媒體有關阿波羅登月的頭條報道中，有一條要求你注意尋找一位美麗的女士和她的寵物——一只可愛的兔子。中國有一古老傳說，一位叫嫦娥的姑娘在4000年前就已經從地球飛上了月球，從此就一直生活在那里。她唯一的伴侶就是一只白兔，這只兔子的名字目前還不得而知，可應該不難發現，因為這只兔子很大，而且住在一棵月桂樹下……，”柯林斯笑了，緊張的情緒略有放松︰“好吧，我會找找這位兔子姑娘。”
　　對于當時全世界守在電視機前的絕大多數觀眾來說，這是他們第一次听到“嫦娥奔月”的美麗傳說。
　　從一開始，人類的探月計劃就與先民們的神話故事緊密相聯。美國的載人探月計劃被命名為“阿波羅”——古希臘的傳說中，這位太陽神駕駛著天馬拉的戰車踏過天際；日本將自己的探月飛行器命名為“夜姬”，這是日本的月之女神。
　　因此，當中國人準備進行月球探測時，這一計劃毫無懸念地被命名為“嫦娥工程”。探月工程的總指揮欒恩杰告訴記者，用神話來命名航天工程在中國還是第一次。它對海內外華人會有很強的號召力，表明它是整個中華民族的工程。
　　按照中國探月工程的3步計劃，2007年“嫦娥一號”衛星開始進行繞月飛行；2012年前後，中國的月球車(圖6)將在月球上實施軟著陸；2017年之前，中國研制的機器人將把月球土壤樣品采回地球，在探月工程前三步完成的2017年前後，中國將擇機載人登月，並與有關國家共建月球基地。
　　

　　歐陽自遠透露，以目前的技術，我們已可把人送到月球上，但只能實現“單程票”，而要讓航天員安全地返回地球，我們要的是“返程票”。預計2020年至2025年，中國將有能力實現載人登月。
　　由于以前“阿波羅”登月時用的飛船和火箭技術都已過時，因而，美國重返月球的時間的時間最早是在2018年。
　　歐陽院士據此預計，10年之內，沒有任何一個國家有能力登上月球。
　　2007年10月24日18時05分中國第一顆探月衛星“嫦娥一號”，發射成功。
　　歐陽自遠院士表示，這一發射時間是經過精心計算的。
　　由于衛星要有一個非常確切的位置進入繞月軌道，這樣一個月推算下來只有一天的時間，而這一天當中只有35分鐘是允許發射的。
　　可是，萬一這一天刮風、下雨、打雷，發射不了，就得再等一個月，所以這是很艱難的事情。負責搞軌道的科研人員為此想了個辦法︰提前2天發射。找到一個好的氣候，發射上去以後，讓它繞地球轉兩天後再走。這樣，“嫦娥”得經過9天9夜的長途跋涉，才能到達繞月軌道。
　　對待科學事業如此嚴謹心細的科學家，生活中又是一個什麼樣的人呢?
　　與歐陽院士青梅竹馬的夫人鄧筱蘭，透露了院士在生活上一些有趣的事。
　　對家里的事，歐陽院士幾乎從不過問，怎麼湊合都行。飯做好了，叫他吃他就吃。什麼菜，燒得怎麼樣，他都無所謂，做熟了就行，穿衣服，恨不能天天穿同一件，哪件拿順手就拿哪件，冬天不知添衣，夏天不知減衣。
　　更有意思的是，他竟然分不清家里的洗臉毛巾和洗腳毛巾。學醫出身的夫人給他講了一百遍，他都弄不清。因此，每次他一洗臉，夫人就很緊張，得趕緊跟著他去衛生間。不然，洗臉、洗腳的準搞錯。
　　至于家里的孩子們有多大年紀，什麼時候生的，他也統統記不住。他對小孩就一條，你給我好好讀書，要听話，對人要好，同學之間要互相友愛，他把原則交代一下，剩下的就留給做母親的了。
　　正是由于無數科技工作者像歐陽自遠這樣忘我辛勤地工作，屬于中國自己的衛星“嫦娥一號”才得以升空。但這僅僅是這位科學家把夢想付諸實踐的開始，歐陽自遠滿懷信心，他相信自己一定會親眼看到月球上留下中國人的腳印，讓月球記住中國人!

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