何晶

“四姐四姐，起床啦～小兔子已經(jīng)都起了！”如果嫦娥四號著陸器會說話，也許它會這樣叫醒自己?！版隙鹚奶枴钡目蒲袌F隊喜歡把它稱作“四妹”，而“月球車月兔二號”則喜歡叫它“四姐”。

“玉兔二號”巡視器則早一天就醒來了——“早安！我醒了，檢查了一下，身體一切正常。抱著同位素‘暖手寶，我在零下190℃的夜里也睡得暖烘烘的?！薄霸虑蜍囋峦枚枴痹谧约旱墓俜轿⒉├锝淮艘幌伦约旱慕鼪r。

1月29日和30日，嫦娥四號著陸器和玉兔二號巡視器相繼完成了自主喚醒。它們倆月夜期間在月球背面成功經(jīng)受住了最低達到零下190℃的極低溫環(huán)境考驗，安全度過了長達14天的首個月夜（月球上的一個晝夜相當于地球上約28天）。我國探月工程首次獲取了月夜溫度的探測數(shù)據(jù)。

此前，在第一個月晝里，嫦娥四號著陸器、巡視器已圓滿完成了工程任務，科學載荷順利開機工作，由多個國家和組織參與的科學探測任務陸續(xù)展開。著陸器地形地貌相機對著陸區(qū)域進行了環(huán)拍，獲得了彩色全景圖。

在第二個月晝里，著陸器和巡視器上的科學載荷將按計劃繼續(xù)開展科學探測。

登陸月球背面難度很大嗎？

答案是難度相當大。至少迄今為止，中國是唯一一個進行月球背面探索的國家。

盡管早在1959年蘇聯(lián)的“月球3號”傳回了第一張月球背面圖片，1966年“月球9號”成為人類第一個成功軟著陸在月表的探測器。美國曾經(jīng)6次登陸月球，包括1969年7月21日02：56（世界時）美國宇航員阿姆斯特朗那次著名的登月——踏上月球表面，并留下了千古金句：“個人的一小步，人類的一大步?！钡羞@一切都是在月球正面的探索，此前從無月球車和探測器在月球背面著陸，更沒有人類的足跡踏上月球的背面。

月球背面的通信和巨大溫差等問題，一直都是困擾人類登陸月球背面的難題。嫦娥四號之所以選擇月背，除了那是一塊人類未曾涉足的凈土，更因為其所承載的科學目標。中國探月工程首任首席科學家、中國科學院院士歐陽自遠介紹說：“知道40億年以前月球經(jīng)歷了哪些歷史變遷，再把月球正面與背面的歷史結合起來，就是一部完整的月球演化歷史。但這些只有到月球背面去才能得到?！?/p>

所以說，中國的嫦娥四號月球車和探測器在月球背面著陸，是人類以不同方向和不同地點探索月宮的劃時代的第一次。美國國家航空航天局（NASA）局長吉姆·布利斯登廷也祝賀了中國技術團隊，并稱贊這一成就令人印象深刻。這既是中國人的一大步，也是人類探月的重要里程碑。

那在月球背面著陸的難度有多大？航天科技集團五院“嫦娥四號”總設計師孫澤洲說，“月球背面基本上都分布著高山、撞擊坑、環(huán)形山等，很難找到一個面積較大的平坦區(qū)域，這樣就使得我們在月背軟著陸的精度要求更高?！边@就包括兩方面，第一是高精度軟著陸，這樣才可能在一個比較崎嶇的地區(qū)里找到一個相對安全的著陸區(qū)作為著陸點選擇。第二就是下降的過程中，通過自身導航精度以及制導精度的提高，從而實現(xiàn)450公里航程上的精確控制，通過這兩個手段來實現(xiàn)這樣的精確著陸。從目前嫦娥四號的著陸效果來看，應該說是實現(xiàn)了預期的著陸精度。

此次嫦娥四號著巡組合體著陸區(qū)，位于月球背面的艾特肯盆地。中國科學院月球與深空探測總體部主任鄒永廖介紹，月球分為三大地體，即克里普巖地體、斜長高地巖地體、艾特肯盆地地體。“前兩個地體都已經(jīng)被巡視探測過，只有艾特肯盆地地體沒有被近距離巡視探測，在科學上會有很多新發(fā)現(xiàn)。而且月球背面的巖石更加古老，如果能夠獲取更古老的巖石類型等物質成分信息，對我們了解月球的化學成分演化過程有很大幫助?！?/p>

艾特肯盆地是目前發(fā)現(xiàn)的太陽系固體天體中最大最深的盆地，直徑大約2500公里，深度約12公里。其90%的面積都分布在月球背面，只有一小部分在月球正面，具有很高的科研價值。

中國探月工程總設計師、中國工程院院士吳偉仁說：“一般認為這個盆地有可能是當時宇宙大爆炸或者后來小天體撞擊形成的，隱含著宇宙最早的一些信息。而且這個盆地的深度有12公里，有助于我們獲取月球深部物質的信息?！?據(jù)介紹，嫦娥四號對月球背面地形地貌、礦物組分、巡視區(qū)淺層結構、地幔物質等進行科學探測與研究，將為月球資源的開發(fā)利用提供極具價值的第一手資料。

更讓科學家們感興趣的是，月球背面獨特的電磁場環(huán)境和地質特征，非常適合開展低頻射電探測等空間天文學研究和月球物質成分探測等科學研究。“由于屏蔽作用，在地面上無法開展低頻射電的觀測。而月球背面的磁環(huán)境非常干凈，到月球背面開展低頻射電天文觀測，這一目標應該說是天文學家夢寐以求的，可以填補射電天文領域在低頻觀測段的空白。”鄒永廖說。

開展國際合作，大家好才是真的好

當嫦娥四號順利登上月球后，竟然有些西方輿論認為中國登月的圖片和視頻是偽造的，整個著陸月球的計劃就是一個噱頭。結果，就連美國NASA都出面幫中國進行澄清。

要知道，中國國家航天局在嫦娥四號任務的論證過程當中，就高度重視航天國際合作與交流。國家航天局秘書長、新聞發(fā)言人李國平說，“我們也希望給國際同行和科學家們提供開展月球探測的機會?！?/p>

2015年4月，中國國家航天局正式向國際社會征集搭載載荷，一共收集到了10多個國家近20臺搭載申請建議。經(jīng)過遴選以后，我們最終確定德國、荷蘭、瑞典和沙特四國的載荷，分別搭載在嫦娥四號著陸器、巡視器、中繼衛(wèi)星和“龍江二號”上。針對這些載荷，中國將與這些載荷的研制單位一起組建國際科學家團隊，共同開展對這些載荷所獲取數(shù)據(jù)的科學研究工作。

李國平還介紹說，另外，我們在嫦娥四號上，除了這4臺國外載荷以外，還配置了9臺中國自主研制的科學載荷。中國國家航天局愿意同各國航天機構、科研院所，以及空間探測愛好者分享我們這些載荷所獲取的科學數(shù)據(jù)。

在本次嫦娥四號任務中，美國NASA提出希望利用美國月球軌道上月球觀測衛(wèi)星LRO，來觀測嫦娥四號著陸時月塵信息，供科學家研究。雙方科學家通過電視電話會議進行了密切溝通。美方將他們衛(wèi)星有關信息告訴了中方，中方也及時把嫦娥四號著陸經(jīng)緯度、著陸時間告訴了美方。由于嫦娥四號著陸的時候，LRO不在上空，不能實時監(jiān)測。后來LRO過頂時，進行了監(jiān)測，美國NASA也在網(wǎng)上公布了有關照片。

美國航天局1月18日還發(fā)布公報表示，正就嫦娥四號任務與中方展開合作，于1月31日利用美國“月球勘測軌道器”對嫦娥四號著陸點進行成像。過去一個月，美國航天局與中國國家航天局討論了對嫦娥四號著陸時掀起煙塵的跡象進行觀測的可能性。而且，中美兩家航天機構已達成協(xié)議，合作產(chǎn)生的任何重要發(fā)現(xiàn)都將于2月在維也納召開的聯(lián)合國和平利用外層空間委員會科學和技術小組委員會會議上分享。

美航天局在公告中強調，與中國的合作“透明、互惠、互利”，符合美國政府和國會的規(guī)定，并表示美國計劃重回月球，與國際伙伴持續(xù)展開合作至關重要。

1月11日，當嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器在“鵲橋”中繼星支持下順利完成互拍時，遠在波羅的海之濱的德國基爾大學里，也有許多科學家正熱切關注著這一切?！版隙鹚奶枴甭湓潞蟮谝慌_機測試的儀器中有一臺全名為月表中子及輻射劑量探測儀（LND），這是一臺中德合作的載荷探測儀，由德國基爾大學地外物理系研制，中方參與設備測試，雙方共同擁有科學數(shù)據(jù)并開展科學研究。

德國科學載荷項目組負責人、基爾大學教授羅伯特·維默爾-施魏因格魯伯對中國航天的開放表示贊賞，“中國正與許多國際伙伴進行合作，而且合作越來越多”，“我不認同那種因為擔心技術外流而拒絕合作的做法。在我看來，技術只會因為拒絕分享而消亡?！?/p>

維默爾-施魏因格魯伯還說：“我對中國與歐洲之間的航天合作充滿樂觀，近年來它們開展了一系列合作項目。當我申請參與嫦娥四號國際載荷項目獲得中方批準后，我向德國航天部門申請的項目資金很快便得到支持?！彼€將與中國合作的目光投向了嫦娥四號之后的更多航天項目，“我期待著能與中方進行長期的合作。”

據(jù)李國平介紹，后續(xù)航天活動里，中國將積極踐行2018年聯(lián)合國UNISPACE+50高級別會議做出的“在和平利用外空領域加強國際合作，以實現(xiàn)命運共同體愿景”的決議。中國國家航天局歡迎各國同行參與到中國后續(xù)的探月工程和深空探測工程，包括聯(lián)合研制、載荷搭載、共同開展科學研究等多種方式，特別是即將啟動的在月球南極著陸任務，我們將向國際社會在軌道器和著陸器上分別提供10公斤的載荷搭載機會。另外，“我們在軌運營的鵲橋中繼衛(wèi)星，后續(xù)還有3到5年的壽命，歡迎國際社會利用我們鵲橋號中繼衛(wèi)星繼續(xù)開展科學研究工作。”

“實施這次任務花的錢，可能跟我們修一公里的地鐵差不多”

西方媒體對于嫦娥四號的關注不僅僅停留在其取得的偉大成績上，他們也同樣關注嫦娥四號工程的花費。

在國務院新聞辦公室于1月14日舉行的新聞發(fā)布會上路透社記者就詢問在嫦娥四號工程方面總共投入是多少？

國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華顯然也是有備而來，他回答這位記者說，我們經(jīng)過論證，按照月球背面探測的新目標實施這次任務，花的錢不多，形象地說，可能跟我們修一公里的地鐵也差不多。中國政府對航天的投入，特別是探月和深空的投入，是跟國家經(jīng)濟社會發(fā)展總體水平相適應的。

吳艷華還解釋道，嫦娥四號探測器是嫦娥三號的備份產(chǎn)品。嫦娥三號早已取得了成功，我國也在此之前成功發(fā)射了嫦娥一號、二號，因此，嫦娥四號作為探月工程的一個部分，真正的花費要比一、二、三號要少。

那么，吳總師所說的花費具體是多少呢？有媒體算了一筆賬：以南寧地鐵1號線為例，其全長大約32公里，造價約為199億元，相當于每公里造價約6億元人民幣，而在當前情況下，我國修建1公里地鐵的平均造價則大約是5億元。

航天科技集團五院深空探測和空間科學首席專家葉培建，當時擔任嫦娥一號衛(wèi)星總設計師兼總指揮，他回憶說，2004年初探月一期工程立項的時候，國務院批下的工程經(jīng)費是14億元，僅相當于在北京修兩公里地鐵的費用。當時工程團隊把一分錢掰成兩半花，精打細算地鋪筑出奔月之路。

而當年美國的阿波羅登月計劃，前后總計發(fā)射了約38艘飛船，花費高達255億美金，占到了美國當年GDP的0.57%，相當于每發(fā)射一艘飛船就需要6.7億美金（上世紀60年代的幣值）。

探月下一步：建立科考站

葉培建是改革開放之后的首批留學生，1980年他前往瑞士留學，他第一次近距離接觸月球探測成果，也就是在上世紀80年代初。有一次，他去到聯(lián)合國世界知識產(chǎn)權總部，參觀各國最高知識水平代表作?！爱斈暝蹅冋钩龅氖莻€景泰藍花瓶，代表中國工藝水平。而美國的展品要在放大鏡底下才能看清楚，是一塊來自月球的巖石，名為《A piece of the moon》。”讓他覺得“人家的水平確實不一樣”。

隨著中國探月“三步走”計劃——2007年實現(xiàn)繞月飛行、2015年落月、2020年采樣返回——的穩(wěn)步實施，葉培建對取回月壤的執(zhí)念也越來越強烈。

2008年他去瑞士開會，借機重游世界知識產(chǎn)權總部，想看看美國的展品換了沒有。走近展柜，那塊月巖依然陳列在那兒，30多年來無人超越。他拍下照片，回國后放大打印出來，送給嫦娥五號設計師每人一張，“這是美國人引以為豪的東西，下一次取回它的就是中國人?！?/p>

上世紀六七十年代，美國從月球共取回370.3公斤月壤，其中除了幾次無人采樣任務，絕大部分由阿波羅任務宇航員帶回。1978年，美國送給中國1克月壤，0.5克展覽，0.5克用于研究，取得了不少成果。葉培建則說嫦娥五號任務計劃取回2公斤月壤，將為我國科學家提供足夠多的樣本進行研究。這讓他魂牽夢繞。

當然，中國探月工程不會止步于此。葉培建透露，完成“繞落回”三步走之后，后續(xù)任務是建立月球科考站的初步模式。如果嫦娥五號任務圓滿成功，作為備份的嫦娥六號將被納入下一階段任務，或將前往月球兩極取樣返回，為在月球建站探路。

1月15日，重慶大學在其官網(wǎng)上公布了經(jīng)歷月球高真空、寬溫差、強輻射等嚴峻環(huán)境考驗后，生物科普試驗載荷罐主相機鏡頭記錄下的植物種子在月球萌芽的全過程?！斑@是人類第一次在月面上做生物生長試驗?！弊鳛榭破蛰d荷總設計師的教育部深空探測聯(lián)合研究中心副主任、重慶大學先進技術研究院院長謝更新介紹，“生物科普試驗載荷已在荒蕪的月球上培育出第一株植物嫩芽，隨著時間的推移，成功實現(xiàn)有史以來第一片在月球生長的綠葉，這對人類今后建立月球基地提供研究基礎和經(jīng)驗具有重大意義。”

國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華在新聞發(fā)布會上還透露，國家航天局也正在組織國內(nèi)專家對后續(xù)規(guī)劃進行論證，基本明確還有三次任務：一是嫦娥六號計劃在月球南極進行采樣返回，到底是月背還是正面，要根據(jù)嫦娥五號的采樣情況來確定。嫦娥七號的任務是在月球南極包括對月球的地形地貌、物質成分、空間環(huán)境進行一次綜合探測。嫦娥八號除了繼續(xù)進行科學探測試驗以外，還要進行一些關鍵技術的月面試驗。中國、美國、俄羅斯和歐洲等國家都在論證，要不要在月球建立一個科研基地，或者科研站，比如說采用3D打印技術，能不能在月亮上利用月壤建房子等，我們要通過嫦娥八號驗證部分技術，為以后各國一起共同構建月球科研基地，做一些前期探索。

資料來源：新華網(wǎng)、國新辦網(wǎng)站、《科技日報》、中國青年網(wǎng)、“中國探月工程”官方微博、環(huán)球網(wǎng)