[组图]【STS名家讲坛第2讲】欧阳自远院士：月球探测与中国嫦娥工程的进展
科学，技术与社会（STS）名家讲坛为中国人民大学“人文通识教育大讲堂”的高端讲坛。2010年5月29日，我们特邀中国月球探测工程首席科学家欧阳自远院士，进行 STS名家讲坛的第二讲：“月球探测与中国嫦娥工程的进展”，主持人为中国人民大学哲学院刘晓力教授。
当晚共有近200位学生聆听了这次讲座，讲座进入提问单元，学生踊跃提问，讲座持续了整整2个小时，全场学生以真诚热烈的掌声表示出对欧阳自远院士的深深感谢。讲座的要点如下：
1.中国探月研究的背景及其问题
中国作为一个正在崛起的发展中国家，依据目前的国情，国内尚存在诸多亟待解决的问题，如：全面建设小康社会，构建社会主义和谐社会，东北振兴，中部崛起，西部大开发，缩短贫富差距等，且与国外一些发达国家相比，无论是在经验上，还是科学技术上都存在着不小的差距。在这样的国内，国际研究背景下，中国为何还要急于去探测月球?中国不去探测月球行不行？如果中国要探测月球，该怎么做？对月球的探测究竟对我国的经济发展，科技进步和人民生活水平的提高有什么意义？中国第一期的月球探测已经实现，第二期，第三期究竟该如何实施？月球探测的形式？月球究竟是什么样子？它有哪些特点？它存在哪些问题？对人类的发展究竟有什么意义？为什么那么多的国家要去探索月球？这些都是我国进行探月研究无法避免且必须谨慎思考对待的重大问题。
2.第一次登月高潮
作为生活在地球上的人类，我们对两个天体是最熟悉的：一个是光芒万丈的太阳，另一个便是圣洁，温馨的月球。作为地球唯一一个天然卫星，自古以来，人类就对月球就充满了了感情与遐想。因此萌发出许多的神话传说，宗教信仰，哲学思想，文学艺术，风俗传统。包括古代人类的立法编制，农耕时历，社会发展也都依赖于月球的参照。揭开月球的神秘面纱，不仅是中华名族的梦想，更是全世界各名族的梦想。
从一千四百多年前伽利略自助的望远镜到现代最先进的哈勃望远镜，人们逐渐认识到月球的真实面目，月球上颜色深的区域其实是充满了深色火山岩的巨大平原，发亮的区域则是另一种岩石。
上世纪1958年，美国与苏联率先展开了对月球的探测，其动机是冷战的需要，目的则是对空间霸权的争夺。1958两个国家同时发射月球探测器，全部失败。据统计，从1958年至1976年一共发射了108枚探测卫星，成功了52枚，成功率为48%，形成了人类有史以来，第一次探月的高潮。在这次高潮中，美国实现了12次载人登月，有12名宇航员登上了月球，彻底击败了苏联，苏联彻底失败。至此，人类对月球探索的活动暂时结束。
美国阿波罗载人登月的探月活动是上个世纪规模最大的科学工程，总投资254亿美元，共有2万家企业，200多所大学，80多个科研机构，总人数超过40万人参与了这项计划，并促成了60年代70年代液体燃料火箭，微薄雷达，无线电执导，合成材料，计算机等一大批高科技工业群体的诞生，之后随着科技成果向民用转移，带动了整个科学技术的发展与工业的繁荣，对阿波罗探月计划的二次开发，远远超过了它本身所带来的直接带来的经济效益，社会效益，共产生了3000多种应用技术成果，包括航空、航天、军事、通讯、材料、医疗卫生、计算机及其它的民用科技。据美国一个机构统计，阿波罗计划的投入产出比是1：14，获得了巨大的经济效应，引领了60到70年代，全部高新科学技术的发展和一大批新型工业群体的诞生与成长。因此，阿波罗计划是一项推动了科技进步，并取得了巨大的政治，经济效益的一项伟大的计划。
3.阿波罗登月的真伪
在阿波罗登月计划成功的背后，总伴随着一种声音：阿波罗根本就没有到达月球，这是二十世纪最大的科学骗局，纯粹的弥天大谎。所有与探月有关的照片都是在一个军禁区内拍摄的。证据如下：
（1）美国的国旗插上月球的时候，国旗在飘荡。而在月球上超高真空，根本不可能有风。旗绝对不可能迎风招展，因此只能是在地球上拍摄的。
（2）月球所有的照片天空都是漆黑的，却没有拍摄到一个星星，这也证明这张照片是在摄影棚里伪造的
（3）有些宇航员可以看出来有两个影子。而在月球上只能有一个光源，那就是太阳，不可能有其它的光源，也就是说宇航员只可能有一个影子，这显然是在摄影棚拍的，另外加了一个光源。
（4）当阿姆斯特朗走下登月舱的时候讲了一句话：对于我个人来说这是一小步，对于全人类来说，这是一大步。最后他踩下一个很清晰的脚印，经过专家分析认定，这个脚印完全是伪造的。原因是在没有水的沙子上，留下的脚印不可能那么清晰，只有在有水存在的沙子中，才可能留下这么清晰的足迹，而月球上完全没有水，是极其干燥的，不可能踩出这么清晰的一个脚印。
以上证据都能容易得到科学解释。
（1）美国的宇航员到了月球表面以后，将把美国国旗竖立起来的时候，旗面张开了，之后再将竖起来的杆子，用力插到月球的表面上，松手之后，旗杆必然会出现震动。在地球上，由于空气阻力的作用，一个旗杆的震动会很快停止。而在月球上是超高真空的，这就没有阻力使得旗杆静止，因此，整个旗杆在整个录像的过程中，都处于震动状态，旗杆的晃动必然带动旗面的晃动，仿若迎风招展，这个现象只存在于超高真空状态。
（2）当时的照相机是用胶卷，在白天对着天空拍摄下来的，而月球白天的温度是零上一百三十度，在强光的照射下拍一个处于漆黑背景中的星星是绝对拍不出里面的星星点点的。
（3）在照片中出现两个甚至三个影子，这是完全可能的。因为当时宇航员是站在登陆舱的旁边，而登陆舱的表面由不规则的，多角形的金属材质构成，当太阳照在金属上，不同的面反光照射到人身上，使得人产生两个甚至三个影子。
（4）由于月球上没有任何气候现象，如风雪雨霜，因此，这个脚印可以保存千百年，月球上虽然没有水，但是月球上的土壤却是不同于地球的，月球上的土壤是月球上的岩石碎变后形成的，这些碎变后的沙砾并不像地球上的沙砾经过风水侵蚀变成没有棱角，而全是具有棱角形状，所以宇航员踩下去才会形成非常清晰的脚印，这是完全可以实现的。
全世界所有的严肃的科学家从没有怀疑过阿波罗登月是假的，从阿波罗1号到阿波罗10号，美国是做了长期的技术科学上的准备，且非常充分。不仅如此，月球上还埋了两种仪器：一种是月震仪器，每年在月球上发生的地震波，都能够传到地球上，若人没带过月球且埋下这个仪器，这么明显的地震波又从何而来呢？另外月球上安装了几种激光反射器，在地球上发射激光，只要对应准了月球上反射器的位置，就可以很精确的反射回来地球。就算阿波罗登月是假的，让美国40万科技人员维护这样一个谎言维护40年，是没有可能的。最后通过美国最近发射的分辨率为一米的月球探测器拍摄的照片证实：阿波罗11确实登上了月球。
4.真实的月球——人类对月球的科学认识
月球与地球相比，月球只有八十分之一的地球大小。月球的表面积为三千八百万平方公里，恰好等于四个中华人民共和国版图的综合，也就是说月球有四个中国那么大。地月之间的平均距离是三十八万平方公里，在地球上的人类永远都不可能看到月球的另一半，这是因为月球自转一周的时间和它的绕地球公转一周的时间相等，因此我们永远都看不到地球的另一半。另外月球上是超高真空的，这必然导致两个后果：第一，月球上没有任何声音的传播介质，听不到一点声响。第二，月球上没有温度的传导，这就造成了昼夜温差的极大差异。
月亮的一天相当于地球上的一个月，白天半个月，黑夜半个月。这也是月亮很奇特的想象。
由于月球上没有风吹水蚀，只要月球被陨石砸一个坑，就会被永久保留。因此，科学家可以利用这一点来计算月球不同区域的年龄，被砸的地方多的区域比较老，而被砸的地方少的区域则相对年轻。
月球表面还有一层特殊的土壤，这层土壤很有可能能够解决未来人类社会持续发展的能源供给。在早期，科学家就曾猜测月球上有水存在的可能性是非常大的，这是因为月球上总有一些地方是太阳光线照射不到的，科学家们称这些区域为永久影印区，这些区域的温度普遍在零下180度，一旦有冰块掉到这些永久阴影区域，将会永远被保存。
月球上没有发生任何生命，连有机化合物都没有。从这个意义上来说，月球是一个没有任何声响，环境极其恶劣，没有任何生命存在的，荒芜，严酷的世界。但是，月球的矿产资源非常丰富，仅说钛铁矿在月球的分布就有一个中国的面积那么庞大。月球的内部结构非常像地球，里面有一个核心叫月核，包裹着月核的是一层月幔，在外层是月壳也叫月壳。月球还有一个特点，在月球内部有很多的质量瘤，一般一个质量瘤的大小有几百公里大。这些质量瘤是月球没有能力将它融化的结果。月球也有轻微的地震，其能量相当于地球的一亿分之一，因此月球虽然能产生轻微的颤动，但是不能产生强烈的地震，因为月球根本就没有这个能量。三十一亿年以前在月球上存在一个偶极子磁场，但之后便消失了，这说明地球内部已经冷却了，固化了，因此月球无法再产生磁场。
5．各国重返月球的原因
在上世纪末，本世纪末的时候，美国、俄罗斯、日本、德国、乌克兰、英国、法国、奥地利、巴西、印度、韩国等国都提出要进行探月活动，为何这样一个没有生命力的天体，又重新激起了各国的兴趣？主要有四个原因，归纳如下：
（1）月球贮藏有非常丰富的地球资源。人们要探测这些资源，包括原子能发电的铀矿和稀土矿储藏量都非常巨大。
（2）月球具有非常巨大的能源。第一种是丰富而稳定的太阳能，能量密度要比地球大多了，只需将单个电站并连起来，经度没二十度设置一个站，则永远可以向太阳提供太阳能。第二种是极其丰富的氦3，它是一种可供核聚变能源的原料。每一年全中国所需要的能源只要用8吨的氦3就能解决，全世界的能源需求问题100吨氦3也就能解决。月球上的氦3储量为100万吨到500万吨，也就是月球将有可能支撑地球人类社会全球的能源需求几千年到上万年。
（3）月球具有超高真空，没有磁场的特殊环境，重力也比地球小。可以制造出许多的月球产品，包括各种各样的新型材料，新的生物制品，以及各种特殊的科学研究。
（4）月球有重大的军事战略地位。月球将会是世界各国争夺的新的制高点。现代战争中最主要的是制天权。肯尼迪总统在上个世纪六十年代说过一句名言：“谁控制了太空，谁就控制了地球。”最近美国人又加了一句：“谁控制月球谁就控制了环地球的太空，因为谁就控制了地球。”
因此世界各国看重了月球的资源，能源，开发环境以及战略地位，纷纷提出了月球探测计划
6.中国嫦娥工程的进展
面对如此严峻的环境，面对月球话语权的争夺，中国绝不能袖手旁观。根据一项联合国的公约，提出了这样实力政策：月球不能当作殖民地，但月球谁先开发，谁就先利用，先获益。因此中国必须具备探测月球的能力。为此，中国对月球的探测准备了三十多年，直到1993年我国的载人航天立项，中国从经济实力，科技发展完全有能力探测月球，因此，国家通过了对月球探测的必要性与可行性研究，到1995年，这些都得到了很好的论证，国家进一步制定了月球的发展战略与长远规划。形成了中国第一次探月行动的具体计划。
最起初，“嫦娥”并不叫“嫦娥”，而叫月球资源探测卫星，拟经费为14亿人民币，相当于北京市修两公里地铁的费用。
我国的月球探测首先是无人月球探测。无人月球探测的第一步是全面了解月球，这就需要发射一枚围绕月球飞行的卫星，围绕月球飞行一年以上，进行遥感探测。
第二步是落月探测，使用着落器，机器人降落在月球上，进行仔细的探测。
第三步不但要达到月球，还要在月球上打钻，取样挑选一些样品自动带回地球。
若完成这三部曲，就能证明中国有能力到月球，有能力着落月球，还有能力重返地球，最后再把中国的宇航员送上月球。在我国公布了中国的计划一年半以后，美国总统布什宣布了美国的新航天计划，美国决定要探索太空，让整个人类的足迹扩展到整个太阳系。从2008年起，对月球进行十年的无人探测，然后2015到2020年之间，重新载人登月，2030年以后，将人送上火星。美国实施月球探测的目的有三点：（1）保持美国空间科技的领导地位（2）控制未来的能源（3）占有军事领先的优势。
我国嫦娥一号的主要任务：
（1）发射探一颗月卫星，之后全球性、整体性、综合性的建立起全部月球探测基础设施。在科学上做一个全月球立体图，这个图是的，这将会比所有的前人做的都要好。
（2）测月球土壤的各种成分。
（3）测量月球表面土壤层的厚度，以便计算到底有多少的氦3资源可供人类使用。
（4）实现对月球及其周边环境的资料积累。
在完成任务的进程中，困难重重：
其中最困难的问题，第一便是轨道设计，地球绕月球一个月才转一圈，因此，只能选择一个最合适的位置进入月球，选好之后就能反过来算，应该在某一天，某一时，某一分，某一秒的窗口中发射出去，而且只有35分钟，若在这35分钟内出现刮风，下雨，能见度低，人员设备没准备好，那只能换下一个月的另一个三十五分钟进行。因此，我们非常谨慎，精细的设计这条轨道，最后完美的实现了嫦娥一号登月。
第二，必须要三足稳定，太阳，地球，月球各行其道，每时每刻的相对位置全变，因此飞行器的太阳能搜集器，所有的仪器，通讯传输设备的三个位置必须同时对准太阳，月球和地球。
第三，添加新的测控设备，分别安装在上海，北京，乌鲁木齐，昆明构成四个三角形来对探测卫星进行精确的测控。
第四，是四十八万公里的数据传输也是非常困难的，通过昆明和北京的天线信号的接受问题也得到了最终的解决。
我国花费了三年的时间，最终于2007年4月24号18时零5分零4秒，在西昌成功发射了第一颗月球探测器，此次发生完全按照窗口要求发射，新建分离也很准时。月球探测器首先绕着地球转，一边转一边加速，最终冲破地球的束缚，奔向月球，实现“嫦娥奔月”。中国人第一次离开了地球的摇篮，奔向另外一个天体。
在13天14个小时零9分之后，成功到达月球，总行程为206万公里。完全实现了预定目标。用我国制造的特殊相机用三个视角连续拍摄成功完成了全月球立体图的绘制。用三台仪器成功测量了铀等元素的探测，作出了月球各种岩石的分布，用微波辐射计测量了月壤的厚度以及氦3的含量。最后完成了嫦娥一号的成功撞月。
在2010年，我国还要发射一枚嫦娥2号，它将比嫦娥1号的飞行高度降低一倍，主要任务是更加精细的探测月球上的地形与地貌，最后降低轨道，让它自动在月球上着陆。
在第二期月球探测阶段，我国将发射嫦娥3号，着陆在月球表面，并从里面走出一辆完全自助控制，自助导航，自己爬坡，自己选择最好的位置与仪器进行探测，最后那数据传回地球的月球车，在月球上观测天文，并探测月球内部结构。这将会是我国第一次在别的天体上着陆，并用机器人进行探测。
在第三期月球探测阶段，不仅要降落到月球表面，还要实现采样返回。通过月球车有序的进行打钻，采样品，之后装入返回舱，并发动发动机，离开月球表面，进入月球空间，然后发动火箭，离开月球，向地球。到达大气层之后，把所有多余的设备甩掉，将所有采集的月球样品带回地球，这一计划将通过研制长征五号火箭保障实现。
7．结语
作为中国的科学，我们一定会加快速度，将中国的宇航员送上月球。嫦娥工程一直得到中央领导亲切关怀和坚强领导，以及全国劳动人民群众的热诚支持，并寄予殷切的厚望，我们一直深受鼓舞，一定继续艰苦奋斗，竭尽全力做好后续工作，我们也希望有关的专家，学者，青年学子能够投入到探索宇宙的奥秘和嫦娥工程的行列中来，为人类社会的持续发展，美好前景，为中华名族的振兴和繁荣昌盛作出历史性的贡献！
（记录：王玮，本稿未经原作者审校）