將實(shí)現(xiàn)我國“落月”任務(wù)的嫦娥三號已整裝待發(fā)。11月26日，國家國防科技工業(yè)局舉行了嫦娥三號任務(wù)第一次新聞發(fā)布會，對外稱嫦娥三號“進(jìn)展順利”，12月上旬擇機(jī)發(fā)射。

　　此前一周，好萊塢大片《地心引力》殺進(jìn)中國，華麗的3D特效，太空“漫步”、近地軌道俯瞰地球和太空的別樣美景，以及神舟、天宮等鮮明的中國元素，讓國人提前享受了次太空之旅。然而，挑剔的觀眾很快發(fā)現(xiàn)片中的諸多硬傷：失重條件下，宇航員長發(fā)沒有漂浮、衛(wèi)星碎片飛行方向錯(cuò)誤，等等。

　　相比之下，曾在今年6月份給人印象頗深的天宮太空授課，則讓人們對中國航天尤其是嫦娥三號“落月”這一真實(shí)的探索之旅充滿期待。探月工程副總指揮李本正對中國青年報(bào)記者說，一旦嫦娥三號任務(wù)成功，其返回來的影像，將把月球的概貌、環(huán)境介紹得更為翔實(shí)，可讓孩子更直觀地認(rèn)識月球、太陽系乃至更多深空。

　　《地心引力》只是碰上了小概率災(zāi)難，探月才充滿風(fēng)險(xiǎn)

　　《地心引力》被一些人解讀為航天災(zāi)難片，其中一顆衛(wèi)星被炸所致的太空碎片是這一災(zāi)難的始作俑者——每隔90分鐘來一場“流星雨”式的襲擊，大凡近地軌道的太空站、載人飛船、航天飛機(jī)幾乎都難幸免于難。

　　然而，這一災(zāi)難的緣由在現(xiàn)實(shí)航天活動中只是小概率事件。航天專家、《國際太空》雜志執(zhí)行主編龐之浩在接受中國青年報(bào)記者采訪時(shí)說。

　　現(xiàn)實(shí)中曾維修過“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡的是“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的計(jì)算結(jié)果，阿特蘭蒂斯號執(zhí)行維修任務(wù)期間遭太空碎片“災(zāi)難性撞擊”的幾率約為1/185。對于執(zhí)行飛往國際空間站任務(wù)的航天飛機(jī)來說，這一幾率通常為1/300。美國宇航局統(tǒng)計(jì)顯示，“哈勃”自1990年升空以來，尚未因?yàn)樘账槠淖矒舳馐車?yán)重?fù)p傷。

　　相比之下，像嫦娥三號這般肩負(fù)“落月”任務(wù)的探月工程才是真正的高風(fēng)險(xiǎn)。

　　李本正說，據(jù)其掌握的資料統(tǒng)計(jì)，截至目前，不包括嫦娥三號，世界上共進(jìn)行了129次月球探測活動，其中，美國59次，蘇聯(lián)64次，日本和中國各兩次，歐空局和印度各1次。以上共成功或基本成功66次，失敗63次，成功率僅有51%。

　　另一個(gè)對高風(fēng)險(xiǎn)的直觀認(rèn)識，可依據(jù)“工程環(huán)節(jié)、零部件多與少”判斷。科普作家、中國科技館副研究員趙洋告訴中國青年報(bào)記者，環(huán)節(jié)越多，可靠性越差。

　　一架航天飛機(jī)需要數(shù)百萬個(gè)零部件，假設(shè)每個(gè)零部件的可靠性是99%，兩個(gè)零部件的可靠性就是兩者可靠性相乘的結(jié)果，約為98%。以此類推，零件越多，可靠性越小，也因此有了“美國不再發(fā)展航天飛機(jī)因其可靠性差”的說法。

　　至于嫦娥三號，其具體可靠性數(shù)據(jù)尚不得而知，但究其環(huán)節(jié)而言，趙洋說，運(yùn)載火箭將嫦娥三號探測器直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道，探測器在軌飛行幾天，近月制動將被月球捕獲，進(jìn)入環(huán)月圓軌道，運(yùn)行幾天后，嫦娥三號變軌進(jìn)入橢圓軌道，再經(jīng)過一段時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)“落月”。其后，巡視器(俗稱月球車)將從著陸器里“走”出來，并完成在月面上的巡視，如此算下來，“落月”任務(wù)比單純的“繞地”任務(wù)多的“不只一個(gè)兩個(gè)環(huán)節(jié)”。

　　盡管有著高風(fēng)險(xiǎn)，探月工程依然需要“勇敢”地開展。龐之浩說，在沒有大氣層的月球上，可以不間斷地進(jìn)行天文觀測，加之月球上的重力只有地球的1/6，以及其自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)周期相同等因素，在月面上可以持續(xù)進(jìn)行約14個(gè)地球日的夜間觀測。

　　這也就是為什么月球被稱作最佳科研場所的原因。用“嫦娥之父”、中國月球探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)的話說，“月球上不僅礦產(chǎn)資源和能源豐富，而且月球也是人類征服太陽系、開展深空探測的前哨陣地和轉(zhuǎn)運(yùn)站。”

　　近地軌道“中國拯救了世界”，但深空探測中國尚屬第二集團(tuán)

　　在《地心引力》里，主人公最后的救命稻草是中國的“神舟飛船”，當(dāng)影片里開始頻頻出現(xiàn)“神舟”、“天宮”時(shí)，不少影院里的觀眾開始唏噓，也有人在網(wǎng)上戲謔道，“中國又一次拯救了世界。”

　　但從現(xiàn)實(shí)的航天環(huán)境來看，這種情節(jié)的聯(lián)想并非完全臆造。龐之浩說，近地軌道上的載人航天器主要分為空間站、載人飛船和航天飛機(jī)，而后者由于失事過多已經(jīng)停止使用，加之空間站不具備天地往返能力，故載人飛船成了唯一能夠“扭轉(zhuǎn)”女主人公命運(yùn)的航天器。而到目前為止，全世界已經(jīng)具備自主載人航天能力的國家只有俄、美、中三國。

　　不過，這只是近地軌道的太空世界，在深空探測即脫離地球引力場，進(jìn)入太陽系空間和宇宙空間的探測領(lǐng)域，中國航天的位置又是如何呢？

　　“人類共進(jìn)行了上百次月球探測、 42次火星探測和40次金星探測。與先進(jìn)國家相比，中國在科學(xué)認(rèn)識和相關(guān)技術(shù)上還有較大差距。”歐陽自遠(yuǎn)告訴記者。

　　眾所周知，人類探索、開發(fā)和利用月球的活動，可概括為，探月、登月和駐(住)月三個(gè)階段。龐之浩說，美國人已經(jīng)完成了前兩步；蘇聯(lián)人完成了第一步；中國則和歐洲航天局，日本、印度一起，同屬第二集團(tuán)，正在完成第一步，而這一步又分“繞”、“落”、“回”三小步，探月的第二集團(tuán)現(xiàn)都完成了第一小步——繞月，并均準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)第二小步。

　　對于這一步，目前，全球僅有美國、蘇聯(lián)成功實(shí)施了13次無人月球表面軟著陸；只有美國實(shí)現(xiàn)了載人登月，蘇聯(lián)開展了兩次月面無人巡視探測任務(wù)。

　　這意味著，如果嫦娥三號落月順利實(shí)現(xiàn)，中國將在世界探月的第二集團(tuán)中領(lǐng)先一步。龐之浩評價(jià)。

　　然而，不管是嫦娥一號的“撞月”，還是嫦娥三號的“落月”，其所處的世界探月環(huán)境都頗不寧靜，用龐之浩的話說即“趕上了競爭最為激烈的探月高潮期。”

　　上世紀(jì)50年代末到70年代初，人類曾掀起第一輪探月高潮，主角是原蘇聯(lián)和美國。但后來，兩國分別因?yàn)椴煌脑颍Ｖ沽颂皆禄顒印?/p>

　　從1976年到1994年，被歐陽自遠(yuǎn)稱為“寧靜思考期”。期間，僅有日本發(fā)射了一次探測器。

　　最近一次高潮就是當(dāng)下，以2003年歐洲航天局成功發(fā)射“智慧1號”為起點(diǎn)，這是21世紀(jì)人類發(fā)射的第一個(gè)月球探測器，2009年6月，美國兩個(gè)月球探測器升空。

　　11月5日，就在中國的嫦娥三號運(yùn)載火箭赴西昌發(fā)射場后的一周，印度發(fā)射了首顆火星探測器，將目光投向比月球更遠(yuǎn)的深空。而按照計(jì)劃，印度今年還將發(fā)射由該國和俄羅斯共同研制的“月船2號”探測器。針對月球競爭之激烈可見一斑。

　　“嫦娥”和“玉兔”將度過的每一道難關(guān)都是科普大餐

　　其實(shí)，不必對一部科幻片苛求太多，趙洋說，通過電影，能讓青少年對太空產(chǎn)生興趣足矣。而現(xiàn)實(shí)中的嫦娥三號及其整個(gè)作業(yè)過程，才是一場更“真實(shí)”且“經(jīng)得住刨根問底”的科普大戲。

　　國防科工局對外稱，嫦娥三號任務(wù)需突破地面試驗(yàn)驗(yàn)證，多窗口、窄寬度準(zhǔn)時(shí)發(fā)射，月面軟著陸，兩器分離，月地間遙操作，月面生存，測控通信等七大關(guān)鍵技術(shù)。在趙洋眼中，其中每一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，都是一道豐盛的科普大餐。

　　以月面軟著陸為例，由于月球上沒有大氣層，嫦娥三號的“落月”無法像《地心引力》里被一團(tuán)火焰包裹著的神舟飛船那樣“落地”，只能依靠科研人員采用的變推力發(fā)動機(jī)、自主導(dǎo)航控制技術(shù)和研發(fā)緩沖吸能部件來實(shí)現(xiàn)“落月”。

　　這其中運(yùn)用到的原理就有中學(xué)生物理課本涉及的“相對運(yùn)動”，以及“作用力與反作用力”，趙洋說，“看似和我們很遙遠(yuǎn)的‘嫦娥’，那樣一個(gè)龐然大物，對孩子們而言，也可以通過自己所熟知的科學(xué)理論，來拉近彼此的距離。”

　　在人們的想象中，“玉兔”號漫步虹灣，是件十分浪漫的事情，但現(xiàn)實(shí)的環(huán)境是，月球晝夜溫差達(dá)330℃，而“玉兔”走得也遠(yuǎn)比人們想象得慢，時(shí)速僅約200米。

　　這就是月面生存問題，必須保證在寒冷的月夜下著陸器和探測器不被凍壞，太陽出來時(shí)再自動喚醒開始工作。

　　從國防科工局對外發(fā)布的信息看，“玉兔號”月球車?yán)脤?dǎo)熱流體回路、隔熱組件、散熱面設(shè)計(jì)、電加熱器、同位素?zé)嵩矗赡褪?30℃的溫差。其中一個(gè)關(guān)鍵的內(nèi)容就是“同位素?zé)嵩?rdquo;，而這“拗口”的專業(yè)術(shù)語在中學(xué)階段的課本里也有體現(xiàn)，即“放射性同位素”。

　　趙洋說，嫦娥三號所攜帶放射性同位素電池的熱源就是放射性同位素，放射性同位素在衰變過程中會不斷向外放出具有熱能的射線。由于其衰變時(shí)間很長，也決定了放射性同位素電池可長期使用。

　　一旦踏上月球，人們還要習(xí)慣使用天文單位。趙洋告訴記者，以地月38萬公里的距離來計(jì)算，光速距離不到兩秒鐘，但就在這么“短短”的天文單位里，如何讓“玉兔”號行走，即實(shí)現(xiàn)月地間遙操作，將用到包括人工智能、計(jì)算機(jī)、電子學(xué)等在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域的原理，這些都值得中學(xué)生關(guān)注。

　　雖然現(xiàn)實(shí)中的航天活動，無法像電影那樣過多展現(xiàn)太空美景和驚心動魄的生死情節(jié)，但在趙洋看來，對中國青少年的科普，點(diǎn)燃興趣只是第一步，如果知其然而不知其所以然，則只是一場娛樂而不能稱之為科普。從這個(gè)角度來說，嫦娥三號這場科普大戲很值得期待。