前幾天，一場(chǎng)讓俄羅斯1200余人受傷的“天外飛石”，引發(fā)了人們對(duì)于小行星的興趣。2月初，450多名中國(guó)人報(bào)名參選荷蘭一家公司的火星單程之旅的新聞，也激起了很多人的太空探險(xiǎn)之夢(mèng)。

神秘而美麗的太空，一直是人類仰望和探索的目標(biāo)。對(duì)未知世界的探索，又是人類文明和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展的永恒動(dòng)力。對(duì)小行星撞擊地球風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)與規(guī)避，對(duì)月球和小行星上能源與礦藏等資源的開發(fā)，對(duì)火星的改造和移民……將這些科學(xué)設(shè)想變作未來現(xiàn)實(shí)的鑰匙，正藏在無(wú)盡的深空之中。

前往深空的探險(xiǎn)，人類已經(jīng)走到哪一步？勤勞勇敢的中國(guó)人，又在其中扮演著什么樣的角色？

深空之遠(yuǎn)

我們2萬(wàn)年 都出不了太陽(yáng)系

深空探測(cè)是人類走出地球的第一步。

什么叫深空？“通行說法是，深空探測(cè)中，探測(cè)器主要不受地球引力場(chǎng)所控制，而是受其他天體為主要引力場(chǎng)控制，比如月球探測(cè)，火星探測(cè)等?！敝袊?guó)探月工程領(lǐng)導(dǎo)小組高級(jí)顧問、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)自遠(yuǎn)在接受本報(bào)記者獨(dú)家專訪時(shí)說，“深空探測(cè)就是探測(cè)器脫離了以地球?yàn)橹饕?chǎng)的空間進(jìn)行的探測(cè)?，F(xiàn)在我國(guó)的載人航天和全部衛(wèi)星都是受控于地球的引力場(chǎng)而圍繞著地球運(yùn)行，不屬于深空探測(cè)。”

中國(guó)的深空探測(cè)目前只有嫦娥1號(hào)和2號(hào)。嫦娥1號(hào)衛(wèi)星曾奔赴38萬(wàn)公里外的月球，完成繞月科學(xué)探測(cè)任務(wù)后，用硬著陸方式撞毀在月面上。嫦娥2號(hào)作為1號(hào)的備用星，完成繞月科學(xué)探測(cè)任務(wù)之后，又飛離月球，完成了兩個(gè)拓展任務(wù)：一是飛向150萬(wàn)公里外的第2拉格朗日點(diǎn)（地球和太陽(yáng)間的5個(gè)引力平衡點(diǎn)之一）進(jìn)行了200多天對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的探測(cè)，得到了大量新數(shù)據(jù)；二是飛到距離地球700萬(wàn)公里處，與圖塔蒂斯小行星交會(huì)并進(jìn)行了光學(xué)成像探測(cè)，首次獲得該小行星的多幅圖像。

2012年12月13日的這場(chǎng)“約會(huì)”中，嫦娥2號(hào)與圖塔蒂斯小行星在距離地球702萬(wàn)公里處，以10.73公里/秒的相對(duì)速度，以3.2公里的最近相對(duì)距離擦肩而過。

“這是嫦娥2號(hào)做的一件非常驕傲的事兒。我們不是碰運(yùn)氣，而是有備而去，時(shí)間碼得準(zhǔn)，距離控制精確，所以得到的結(jié)果很理想?！睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)說，“現(xiàn)在嫦娥2號(hào)飛到1000萬(wàn)公里外了，仍然能聯(lián)系上。我們正在考慮給她新的任務(wù)，但那里的天體很少，短時(shí)間內(nèi)很難找到新的探測(cè)對(duì)象。”

浩渺太空，嫦娥寂寂，但在從地球去往深空的探索者中，她只是后起一員。美國(guó)和前蘇聯(lián)早于中國(guó)半個(gè)世紀(jì)開展深空探測(cè)，相繼探測(cè)了月球、火星、金星、木星、土星、太陽(yáng)、小行星、彗星、水星和冥王星。歐洲和日本雖起步略晚，卻也各有所長(zhǎng)。中國(guó)在深空探測(cè)領(lǐng)域的實(shí)力如何？“嫦娥”繞月探測(cè)工程總指揮欒恩杰曾風(fēng)趣地用“二鍋頭”來描繪——“馬拉松賽跑在接近終點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員自然分成幾個(gè)梯隊(duì)，第一梯隊(duì)也就是‘第一鍋’，是美國(guó)和俄羅斯。第二鍋是歐洲、日本、中國(guó)等。從綜合實(shí)力來看，我們是頭，所以叫‘二鍋頭’?！?/p>

深空有多遠(yuǎn)？1977年升空的美國(guó)探測(cè)器“旅行者1號(hào)”已飛到距地球180億公里之外，仍未飛出太陽(yáng)系?！叭ツ暧行侣?wù)f旅行者1號(hào)抵達(dá)太陽(yáng)系邊緣，這是誤讀。它只是抵達(dá)了日球?qū)拥倪吔?，是太?yáng)沖擊波與恒星際沖擊波的交匯界，而不是太陽(yáng)引力場(chǎng)的邊界。太陽(yáng)沖擊波可達(dá)到距離太陽(yáng)200億公里處，這只有太陽(yáng)系邊界的千分之一，而太陽(yáng)系的半徑約15萬(wàn)億至30萬(wàn)億公里?！睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)說，“按這個(gè)探測(cè)器的運(yùn)行速度，2萬(wàn)年都到不了太陽(yáng)系邊界。因此，現(xiàn)在人類全部的深空探測(cè)都僅限于太陽(yáng)系內(nèi)，跟浩瀚宇宙沒有多大關(guān)系?！?/p>

嫦娥之思

這些做完之后， 才能考慮載人登月

中國(guó)探月工程一共布置了6顆嫦娥衛(wèi)星。1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)星需分別完成繞月、落月、月球取樣返地三大任務(wù)，2號(hào)、4號(hào)、6號(hào)則各為前述三個(gè)單號(hào)星的備份星。在1號(hào)已經(jīng)功成身退，2號(hào)正在深空遨游的今天，擬定于今年下半年進(jìn)行的嫦娥三號(hào)的發(fā)射，毫無(wú)疑問將吸引更多的目光。

“我國(guó)‘嫦娥三號(hào)’將首次開展著陸器和月球車的聯(lián)合探測(cè)?！睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)介紹說，與1號(hào)2號(hào)不同，嫦娥3號(hào)實(shí)際上有兩個(gè)探測(cè)器，一個(gè)是著陸器，一個(gè)是巡視器,也就是月球車。兩個(gè)探測(cè)器將一靜一動(dòng)，聯(lián)合起來探測(cè)月球上虹灣地區(qū)那一小塊降落的地方。

“落”是第一關(guān)。在沒有大氣的月球上，降落傘是無(wú)用的，嫦娥3號(hào)要選擇平坦的地區(qū)，靠反推火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的反沖力，徐徐降落到距離月面4米的安全高度，再關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，自由落體。落地后，著陸器上將有一臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行月基天文觀測(cè)，還有一臺(tái)極紫外相機(jī)用于監(jiān)視地球的等離子體層的分布與變化情況，這兩種觀測(cè)都是別國(guó)沒有做過的。月球車將從著陸器上走出來，在月球上漫步。作為我國(guó)目前最高智能的機(jī)器人，月球車可以自主導(dǎo)航、選擇工作路徑、自動(dòng)上下坡和避障。

“過夜”是第二關(guān)。月球上的一日一夜，相當(dāng)于地球上的一個(gè)月。且晝夜溫差大，晝溫可高達(dá)130攝氏度，夜間則可降至零下180攝氏度。探測(cè)器如何度過長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月之久的寒冷長(zhǎng)夜？“每到月夜，因?yàn)樘?yáng)能不能作為動(dòng)力了，探測(cè)器就會(huì)休息。這時(shí)要用電池給所有儀器保溫，保證在整個(gè)月夜其溫度都在-40℃以上，太陽(yáng)出來才可以喚醒它繼續(xù)工作?！睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)介紹，普通電池達(dá)不到這種要求，為了探測(cè)器的“月夜冬眠”，我國(guó)第一次使用了原子能電池來給著陸器與月球車保溫。“正在火星探測(cè)的美國(guó)好奇號(hào)火星車就是用原子能電池作動(dòng)力，我們只是用原子能電池做保溫，用太陽(yáng)能作動(dòng)力?！痹虑蜍嚿弦矊y帶很多儀器，其中測(cè)月雷達(dá)可以探測(cè)到月面之下100米左右深度的結(jié)構(gòu)，這也是我國(guó)首創(chuàng)。

按計(jì)劃，在嫦娥3號(hào)之后，擬于2017年發(fā)射的嫦娥5號(hào)將選擇月球上的另一地區(qū)，在月球上打鉆取樣，并將樣本帶回地球。上世紀(jì)，前蘇聯(lián)的探月機(jī)器人三次共取回過300克月球樣品，美國(guó)實(shí)現(xiàn)了載人登月，取回近381.7公斤月球樣品。“我們的取樣將充分滿足各方面的研究需要，大約要取幾公斤?！睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)介紹，“上得去，落得下，回得來，通過嫦娥1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)，把繞、落、回這些任務(wù)做完之后，才能考慮載人登月?！?/p>

中國(guó)人將在哪一年登月？

美國(guó)宇航局局長(zhǎng)格里芬曾說：“假如中國(guó)人愿意的話，他們是可以在2020年登月的。”

航天科技集團(tuán)的葉培建院士也曾公開發(fā)表過自己的觀點(diǎn)，認(rèn)為載人登月的最好時(shí)機(jī)是2025年。中國(guó)科學(xué)院則曾在其公布的中國(guó)科技發(fā)展路線圖中提出，中國(guó)將在2030年前后實(shí)現(xiàn)載人登月，建立月球基地，2050年前后，具備載人登火星能力。

火星之謎

火星可以改造， 這是幾百年后的事

“建筑師們一開始可能會(huì)不太習(xí)慣在火星蓋房子：這里的重力太低了，建筑的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)都和地球不一樣。但他們很快就會(huì)愛上這里，因?yàn)橛袩o(wú)數(shù)在地球限于重力無(wú)法實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)意可以在這里實(shí)現(xiàn)?！边@是歐陽(yáng)自遠(yuǎn)在《再造一個(gè)地球》一書中描述的人類移民火星的遠(yuǎn)景。

事實(shí)上，探月之外的第二條深空探測(cè)路線就是以火星為主導(dǎo)的太陽(yáng)系探測(cè)。在探測(cè)火星的同時(shí)，還要探測(cè)太陽(yáng)、小行星、金星和木星，以及木星的衛(wèi)星，這將進(jìn)一步加深我們對(duì)太陽(yáng)系的了解。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)透露：“我們即將開展這條線，并制定路線圖?！?/p>

火星距離地球最近點(diǎn)是5500多萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)點(diǎn)超過4億多公里?！盎鹦菦_日”大約每隔26個(gè)月發(fā)生一次，這時(shí)地球與火星距離較近，可用較小花費(fèi)和較短時(shí)間將探測(cè)器送往火星，人類的火星探測(cè)器一般都在此時(shí)發(fā)射。

到目前為止，火星是人類了解最多的地外行星，已有超過40枚探測(cè)器到達(dá)過火星。同時(shí)火星探測(cè)也十分坎坷，大約2/3的火星探測(cè)都以失敗告終。但作為太陽(yáng)系最近似地球的天體之一，火星對(duì)人類有特殊吸引力，那里有類似地球的四季交替，也有和地球接近的每日時(shí)長(zhǎng)。

“了解火星氣候、環(huán)境和外貌，有利于改造火星。月球建基地，可以學(xué)延安挖窯洞，既可以防御月球表面強(qiáng)烈的宇宙輻射和日夜溫差變化，又可以在密封的窯洞空間內(nèi)建設(shè)一個(gè)適合人類居住的環(huán)境，因?yàn)樵虑颦h(huán)境不能改造。而火星有大氣有地下水，環(huán)境是可以改造的。當(dāng)然這也是幾百年后的事情。”

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)認(rèn)為，隨著我國(guó)深空探測(cè)距離的不斷加大，對(duì)運(yùn)載、能源、通訊、測(cè)控、材料、計(jì)算等各方面技術(shù)都會(huì)提出越來越高的要求，這帶動(dòng)了我國(guó)各種高新技術(shù)的進(jìn)步和突破，也培養(yǎng)和鍛煉出優(yōu)秀的科研人才隊(duì)伍?！霸虑蜍嚨谋貑栴}，就迫使我們做出了原子能電池。而對(duì)整個(gè)太陽(yáng)系的了解，也將讓我們更為清晰地理解地球的演化和未來。”

走出搖籃第一步

佘惠敏

地球是人類的搖籃，而我們終將離開自己的搖籃。深空探測(cè)，正是我們走出這個(gè)搖籃的第一步。

在太陽(yáng)系這間小小的嬰兒房里，登上距離地球38萬(wàn)公里外的月球，只是爬起來碰到搖籃邊沿。探測(cè)4億多公里外的火星，只是摸到搖籃外地板上的皮球。走到15萬(wàn)億公里外的太陽(yáng)系引力場(chǎng)邊界，也就剛剛碰到了房間門。

事實(shí)上，我們對(duì)于太陽(yáng)系這間嬰兒房的認(rèn)識(shí)仍然很初級(jí)。目前的主流觀點(diǎn)是：從核心到外圍，太陽(yáng)系的領(lǐng)域包括太陽(yáng)，4顆像地球的內(nèi)行星，由許多小巖石組成的小行星帶，4顆充滿氣體的巨大外行星，充滿冰凍小巖石、被稱為柯伊伯帶的第二個(gè)小天體區(qū)，在柯伊伯帶之外還有黃道離散盤面、太陽(yáng)圈和依然屬于假設(shè)的彗星搖籃奧爾特云。

對(duì)太陽(yáng)系這些大大小小天體，我們所知不多，設(shè)想?yún)s很美妙。在月球表面沿赤道圍一圈“腰帶”，用太陽(yáng)能發(fā)電為地球提供巨量能源；用月球上的大量氦3為核聚變電站提供動(dòng)力；在小行星上開采并冶煉鉑等貴金屬；往火星移民定居；在外層空間建立太空旅游的天外別墅……

目前人類飛得最遠(yuǎn)的探測(cè)器“旅行者1號(hào)”，要飛出太陽(yáng)系這個(gè)房間門，還需2萬(wàn)年；要飛到最近的隔壁房間——4光年外的比鄰星，需10萬(wàn)年；而要飛出直徑為10萬(wàn)光年的銀河系大廈，需25億年。

當(dāng)然，也許并不需要這么長(zhǎng)時(shí)間，技術(shù)的發(fā)展和突破會(huì)帶來后發(fā)先至的成果，旅行者1號(hào)很可能將成為遺忘在未來人類身后的古董。但無(wú)論宇宙多么浩渺，設(shè)想多么宏偉，人類對(duì)自身所處世界的認(rèn)識(shí)，仍然只能從走出自己的搖籃開始。