中國探月工程，絕不只是從月球取土那么簡單
4月24日是中國航天日，中國航天科技集團(tuán)五院錢學(xué)森空間技術(shù)實驗室在北京航天城舉行“筑夢百年，光普校園”航天日科普活動。圖為科普志愿者為同學(xué)們介紹錢學(xué)森的感人事跡及我國運(yùn)載火箭知識。本報記者 洪星攝
“美國阿波羅計劃17次把宇航員送上太空，都完美地避開了太陽質(zhì)子事件。是他們特別幸運(yùn)嗎？”
4月24日，2021年“中國航天日”探月工程論壇在南京舉行，中科院國家空間科學(xué)中心主任王赤院士拋出這樣一個問題。
答案顯而易見，當(dāng)然不是。“美國很早就開展太陽質(zhì)子事件預(yù)報，并避開了太陽爆發(fā)。”王赤說，我們未來的載人登月，空間天氣預(yù)報也非常重要。
2020年12月17日，嫦娥五號帶著1731克月球樣本返回地球，宣告我國探月工程“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略圓滿完成。
那么，探月工程只是為了從月球取回一罐土嗎？當(dāng)然不是。
在當(dāng)天的論壇上，來自中科院國家天文臺的王競研究員、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）的肖龍教授，以及王赤院士，先后從月基天文觀測、月球地質(zhì)演化、空間物理探測三個方面，闡述了我國在探月工程基礎(chǔ)之上取得的三大科學(xué)成果。
在月球上看星空有啥不一樣
“在月球上觀測宇宙一直是天文學(xué)家的夢想！”王競解釋說，一是月球真空度高，可以開展紫外等地面無法完成的觀測；二是月球自轉(zhuǎn)緩慢，可對天文目標(biāo)長期監(jiān)測；三是月球的背面電磁噪聲極低，利于開展長波射電天文觀測。
截至目前，僅有中美完成月基天文觀測。美國阿波羅16號攜帶了一臺遠(yuǎn)紫外相機(jī)；我國的嫦娥三號和四號，分別攜帶了月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和低頻射電天線。
不同的是，阿波羅16號的相機(jī)是手持人工操作，而我國是首次依托地外天體開展自主天文觀測。這種無人自動觀測的好處，一是精度高，指向定標(biāo)精度達(dá)0.05度，指哪打哪；二是工作時間長，實現(xiàn)3年觀測、2年實驗。
王競介紹，通過嫦娥探月工程，我國已實現(xiàn)三大天文科學(xué)成果，包括雙星演化的物質(zhì)交流，環(huán)月北極的紫外巡天，和揭示月球大氣層“水”含量特別少。
而嫦娥四號任務(wù)略有不同，它率先進(jìn)行甚長波天文觀測試驗，目前正在進(jìn)行數(shù)據(jù)的定標(biāo)和分析。
月球怎么形成的 多打幾鉆才知道
肖龍說，早期的月球也有火山噴發(fā)和磁場，但是從什么時候開始，月球變成一片死寂，現(xiàn)在大多是猜測，缺少一些關(guān)鍵證據(jù)。
“美國阿波羅計劃采集的巖石樣本都是30億年以上的，所以當(dāng)時國際科學(xué)界認(rèn)為月球在30億年前就‘死了',但最新的遙感觀測結(jié)論并非如此。”肖龍說，我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，月球的火山活動持續(xù)到了十幾億年前，改寫了人類對月球形成的認(rèn)知。
肖龍說，嫦娥五號獲取的月壤有五大潛在科學(xué)價值：一是限定月球火山活動時限；二是校正月球撞擊坑年代曲線；三是揭示深部月幔性質(zhì)和巖漿來源深度；四是制約月球磁場結(jié)束時間；五是優(yōu)化月球巖漿洋模型，有望解決月球科學(xué)重大問題。
空間天氣研究有了“月球氣象站”
太陽風(fēng)、粒子、磁暴……王赤院士的研究是“避實就虛”.
他主持的空間物理研究，一方面要測月，開展近月空間及月表探測，關(guān)注月球的空間環(huán)境；另一方面是測地，把月球作為天然的衛(wèi)星平臺，對地球空間進(jìn)行觀測。這些研究包括：太陽風(fēng)、地球風(fēng)與月球相互作用，粒子與月表的微觀作用過程、月表輻射特征，地球等離子體層結(jié)構(gòu)及其對磁暴和亞暴的響應(yīng)等。
王赤打比方說，過去研究太陽風(fēng)與地球作用、地球磁層等問題，就像盲人摸象，現(xiàn)在站在38萬公里之外，看到全景認(rèn)識也就更全面了。
從嫦娥一號到四號，我國在空間物理研究上取得了豐碩成果，部分為國際首次。未來將聚焦大尺度的地球空間多圈層耦合研究，以及為月球開發(fā)利用提供空間環(huán)境保障支援。
在太空中，宇航員和科學(xué)儀器極易受到太陽耀斑、日冕暴發(fā)等災(zāi)害性空間天氣的傷害。王赤說：“現(xiàn)在空間預(yù)報的水平大概相當(dāng)于地面天氣預(yù)報六七十年代的水平，所以道路還很漫長。”未來將要從三個方面提高：一是對物理規(guī)律的了解；二是要有獨(dú)立自主的探測數(shù)據(jù)；三是要有數(shù)值預(yù)報的模式。（記者 張 曄 金 鳳）
(責(zé)任編輯：陳冬梅)
