《采访欧阳自远院士的..》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采访欧阳自远院士的..（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、采访欧阳自远院士的问题列表1 最近几年，作为世界第一航天强国的美国在空间探索政策上摇摆不定，对月球探测的目标和定位也一变再变。在这种背景下，为什么其他航天国家却对月球探测如此积极？世界上现在有 10 个想要继续探测月球的国家，都提出了各自的计划。美国是布什政府在 2004 年宣布的航天计划，要从 2008 年开始对月球进行持续的无人探测，2018 年实现第七次载人登月，然后再进一步载人登上火星。在这个过程中，美国打算在2010 年就不再支持航天飞机，也不再投资给国际空间站，集中全力实施探月工程。布什政府的政策执行一段时间以后，奥巴马政府在上台以前，在很多演说中全力支持布什政府的整个太阳系探测计
2、划。在他上台以后，确实遇到了实际的问题。首先是金融危机，再加上复苏缓慢，政府的开支增大。再加上星座计划本身进展不顺利，因此取消了这个计划，但是仍然保留了人类飞往火星的计划。美国原来计划的载人登月开支是 1080 亿美元，但是实际上美国只能拿出 800 亿美元，还欠缺 280 亿美元，因此无力支持。所以取消了这个计划。但是有国际评论认为，美国这只是战术性的转移，一旦国家经济实力恢复，会重新启动载人探月工程。另外，奥巴马政府动员很多民营企业，更多地参与载人航天，仍然不想把这件事情完全停止。美国宣布取消星座计划以后，其他国家进一步审视了自己的计划。我也询问过一些月球探测的首席科学家，譬如欧洲、俄罗斯
3、、印度坚持执行原定计划；日本的计划没有太大少量改动，还提出了进一步利用机器人开发月球的设想。总地来看，很多国家都不会因为美国的变动而影响自己的计划。中国将按照既有方针持续发展，没有受到美国的影响。我相信，全世界对月球探测的热望并不因为美国的计划改变而改变。另外，人类也实际认识到，对月球的探测最终也有利于推动、促进人类社会的持续发展。看来，这都是带有临时性的变动，我坚信，总体的规划还会照样推进。记：也就是说，美国目前仅仅是因为经济问题而在月球探测问题上有一些反复和动摇，如果经济危机过去、国家经济能力恢复，还是要把月球纳入探测目标。欧阳：可能根据科技的最新发展，美国探月的内容会有新的变化，有新的提
4、高。所以现在很多国家提出了自己的新设想。我想，大趋势不会有大的改变。2. 长期以来经常听到这样的说法，月球上蕴含了大量资源，因此要探索、研究乃至开发月球。那么从科学界的角度来看，探索月球的动机和目的是什么？科学界支持这种以实际利益为导向的探月吗？月球上有丰富氦-3，这个似乎是开发月球资源的重大理由之一。美国甚至以此为题材拍摄过电影月球 。以您看来，月球氦-3 的开发利用是否现实？我认为，科学和开发从来都是相互结合的，科学不能离开未来的应用需求。而应用也需要科学在前面作引导。如果两者结合得很好，就能既推动对月球的科学认识，也能更进一步地推动月球的相关应用。从科学上说，研究月球的目的，就是要研究月
5、球是如何形成、如何演化的。而地月又是一个系统，研究月球同时也能更加深我们对于地球起源和演化的认识。而地月系统的起源和演化，主要背景就是太阳系的起源和演化，在科学上，这是一个值得永远探索的基本问题。这大致就是科学角度的探月目的。当然这是一个长期的，要通过多少代人的努力才能逐步弄清楚的问题。当然，人类必须认识清楚这些问题。另外，从应用上说，根据每个国家对月球的理解，必然提出月球在应用上有什么价值。这是可以理解的。我认为月球上有 4 个方面是值得人们关注的。第一，正如你所讲到的资源，我这里所说的资源是狭义的矿产资源。月球上有极其丰富的矿产资源。比如说原子能发电用的铀矿，比地球上多得多；又比如说很有用
6、处的稀土。还有钛矿，是以钛铁矿形式存在的。在我国，这种矿石只有在四川攀枝花地区有一些，所以建立了攀钢。而在月球上，这种矿石的分布面积大概接近一个中国的面积，而且品位也非常好。还有很多很多其他矿产资源。但是矿产资源存在一个基本问题，目前谁也不会在月球上开发矿产。首要原因是成本太高，经济上不合算。但是，应该使人类知道月球上有哪些资源，将来是可供人类使用的。一旦经济上可行，再去开发才有价值。所以，目前还处在科学探测资源的阶段第二种是大家比较关注的能源。大家知道，我们地球上的矿物能源终究是要耗尽的。那么人们算了一个帐，大约石油能用 60 年，天然气也是这样，煤大概能用 100 多年。当然，现在正在发展
7、太阳能发电、风能发电、生物能源发电，等等。这些都是很重要的，但是终究不能解决全人类的能源需求。因此人类正在寻找另一种能源。核电站也要用原料，现在的一次性燃料也只能用几十年。人类一定会想出替代的办法，找出终极能源。天然气水合物能保证人类使用，但考虑到很多环境问题，现在还不敢开发。它的蕴藏量 4 倍于石油和煤炭，将也是一个丰富资源。但无论如何，人们依然寄希望于受控核聚变发电能够成功。月球上有两种能源。一种是太阳能， 月球上一个白天就长达半个月，没有任何遮挡，没有风、雪、雨、霜。而太阳能发电，把电能传到地球上的方式已经完全解决了，就是用微波。现在的问题是，它毕竟造价太高，还是很划不来。对于地球上 6
8、0 亿、80 亿，乃至 100 亿人口，各国 GDP 增长和全人类生活水平提高的总需求来说，是无法解决的。因此，人们寄希望于月球上的第二种能源，就是所谓月球土壤中的氦 3。氦三来自于太阳风注入在月球表面的土壤里。月球还有一个好处，陨石砸在月面上，就把下面的土壤翻出来。这边砸一下，那边砸一下，大约平均 4 亿年，月球表面的土壤要“倒腾”一次，都能接收太阳风的注入。那么在月球 40 多亿年的历史上，已经倒腾了 10 多次。这样犹如农民翻地的运动的结果，月球所有的土壤中都注入了氦三。氦三到底有什么用处？这里就涉及到受控核聚变的进展。人类目前只掌握了裂变发电技术，并没有掌握聚变发电，还有很多技术问题没
9、有解决，还不能建电站。中国参加了世界上规模最大的一个受控反应堆建设，这个反应堆要花 100 亿欧元，而我们国家已经投入了 100 亿人民币。这个是利用氘、氚发电的。氘，地球上多得很。而氚是要人工制造的。最主要的问题氚是有放射性的。而且氘、氚反应后放出一个中子。大量中子的排放不利于防护。因此，科学家建议不用氚，改一个同位素，用氦三。这从理论上计算是没有问题的，但地球上没有氦三资源。如果从地球上所有天然大气中提取氦三，总量只有 10 多吨。后来人们知道，月球上的氦三资源极其丰富。 这里面就存在两个问题。首先，地球上的受控核聚变还没有成为现实，现在仅仅是建反应堆，大概还要30 年乃至 50 年才能商
10、业化。商业化的概念就是可以建设电站，可以挣钱。虽然是 3050年后才能实现的问题，我们要做长期的准备。美国最近投资建立了一个（受控核聚变）点火装置，这个装置产生的温度在 1 亿摄氏度以上，高于这个温度才能发生聚变反应。所以，人类正在一步一步接近于聚变反应发电。因此，要详细探测月球来寻找氦三。月球上到底有多少氦三？因此，我国的嫦娥一号有一个任务，就是做这件事情。估计月球土壤中的氦三含量有 100 万至 500 万吨可以使用。整个中国的能源需求是：2.2 亿吨石油、十几亿吨煤，以及天然气、水力发电等，能源体系非常庞大，而且能源安全难以保证。如果完全依靠核聚变发电，很容易计算出那么这些能源需求要使用
11、的氦三是 8 吨左右。假设这种发电成为现实，月球上的氦三可供人类使用几千年。但是，人类社会的发展不会吊死在一棵树上，不会上千年只用一种能源，以后会有更高明、更好的原料来发电。氦三至少可以给人们一个定心丸：地球上化石能源的耗尽是正常的、必然的，但是也不值得恐慌和担心。我想，这是很重要的一点，是人们坚定地想要探测月球的动机之一。月球的第三个资源是它的环境资源。为什么呢？第一，月球上是超高真空，没有磁场。记：哦？月球上没有磁场吗？欧阳：对，月球上没有磁场，30 亿年以前有，后来突然丢失了。这个问题，今天没有时间解释了。地球以后也会丢的。记：那是很严重的问题啊！欧阳：不会不会，这是非常好的事情，不必担
12、心。月球上不但是超高真空、没有磁场、温度变化巨大，而且没有火山、没有强烈的月震，很稳定，还没有污染。因此，在月球上所能生产、制备的一些东西，地球上是望尘莫及的。比如一些特殊的材料、生物制品、药品，当然，必须是极高附加值的东西，现在已经有很多这样的产品清单了。还有就是在地球上有重力的影响，而月球上的重力就小多了。所有这些，使月球的环境成为非常重要的资源，可以很好地加以利用。而且月球非常大，有 4 个中国大，想建设什么设施都可以。当然月球的环境很恶劣。第四类资源，是大家公认的，月球可能是很好的军事战略平台，国际学术界已经有很多这方面的讨论。所有这些，促使人类希望能够很好地开发利用月球，为人类社会的
13、发展服务。我认为这是基本的，因此我提出一个说法：地月系统是一个天然的体系，未来的发展中，地月系统会构成一个天然的“家” ，形成经济与社会发展的共同的体系，前景是很美好的。3.有没有可能在不久的将来，在月球上建立起核聚变电站，以支持人类在月球上的长期生活乃至繁衍生息？我个人的看法，月球是不可改造的。不可能像火星那样，在月球上制造一个大气层，供人类在上面自由呼吸。因为月球的重力是有限的，抓不住大气。月球的重力场、超高真空条件、极高温差条件都是不可改造的。要在月球上建立基地，目前所有的设想中都没有考虑建立聚变电站的，因为这是不可能的事情。在月球上用得最普遍、最好用的是太阳能，它廉价、方便、普遍，投入
14、比较小。因此现在普遍认为，在月球上应该使用太阳能。而构建月球基地，少量人口在月球上工作是可以的，但不能大量移民。我曾经提出建议，在月球上建立基地，最好的办法是学延安、挖窑洞。在窑洞里，宇宙辐射、太阳辐射可以被屏蔽，温度变化小。只要把门做好，里面完全可以改造成地球的环境。月球上为什么不能搞可控核聚变发电呢？因为可控核聚变的反应堆是极其庞大的，它的温度要很高，这个庞大的设施是没有办法建设到月球上去的，成本是无法计算的。目前地球上都没有搞起可控核聚变来。而且月球上不需要如此巨大的能源。至于怎么把氦三运回来，已经有很多研究了，发表了很多论文，现在看来也并不困难。氦三存在于月球土壤当中。为此人们设计利用
15、月球白天的高温，再升高一点，以此把土壤中的气体全部驱赶出来，这是可以做到的。驱赶出来以后，要对气体进行分离。月壤中的气体不是一种，譬如利用月球晚上的低温把氮和水分离出来，水只要温度降到零下就变成固体了。对于氩等气体，只要再加一些能源，把温度降得更低，就可以分离开来。这样就得到了纯化的氦气。然后要把氦三和氦四分离开。然后把氦三液化，带回地球。人类对氦三的需求量不是很大，不像煤、石油、天然气那样有巨大的消耗量。俄罗斯的探月首席科学家加里莫夫曾经开玩笑说，一架航天飞机就可以解决一年的用量了。而地面的支持系统建设就可以相对自由。因此，月球基地上最好的发电方式是太阳能。4. 就目前为止的探月活动而言，中
16、国、日本和印度都处在起步阶段，就航天器技术和科学成果而言，这 3 家的水平孰高孰低？今后的中国探月活动是否会搭载国外研究机构的有效载荷？我已经讲过很多次。我很了解其他国家的探月成果，我认为，在探月问题上，几家各有特色，各有长处。譬如日本的探月飞行器采用了一颗主星、两颗小卫星的方式。而且，日本对月球的背面进行了重力场探测，效果很好，这是世界其他国家都没有做到的。当然，有些基本的工作是大家都要做的，中国、日本、印度都要做。印度在探月卫星上放了 11 台仪器，6 台是其他国家的，5 台是自己的，还加了一个小撞击器。印度自称，这个撞击器可能测到了水的谱线。当然，最后以真凭实据证明月球上含有水的，是美国的月球勘测轨道器（LRO） 。印度测到的可能是羟基（OH ）的谱线，它与H2O 的谱线很相似。但无论如何，印度也是得出了结果的。中国的探月也有自己的特色和高人一筹的地方。日本和印度没有绘出全月图，而中国做到了，完全没有遗漏。而且中国的全月图为 1 比 250 万比例尺，是目前为止全月图中分辨率最佳的。这是因为日本和印度的探测器飞行高度低，这样可以达到高分
