临水茶室设计案例:登上月球 中国还有多远?

谁“逼”中国登月？

“为什么我们要尽快把绕月卫星发上去？被逼的！日本、印度已经宣布2007年发射绕月球卫星，我们必须得赶到前面去。”说这句话的，是中国“双星计划”首席科学家刘振兴。

本来，按咱们的规划，从“神一”到“神六”，从绕地飞行到载人航天，一步一个脚印，走得慢却也走得稳稳当当。人类到今天共发射了5000多个航天器，中国才占1%，就算航天员上天了，但距离月球还相当遥远，登月作为中国人深空探测的下一个目标，算是长远规划了，就连两年前宣布的“嫦娥计划”压根儿也没登月的事儿。

可这原本正常的长远规划让咱们的大小邻居忧心忡忡：美国总统布什在“嫦娥计划”公布后，马上宣布美国航空航天局将实施重返月球“新太空计划”。有专家说这是因为美国觉得“没面子”。这么简单？要知道，计划一旦启动，花费将以千亿美元计，拿这么多纳税人的钱买面子，总统可不傻。美国众议院航空航天小组委员会主席肯。卡尔沃特一语道破玄机：“如果在这一领域中国打败了我们，将是十分令人难堪的——我们必须保证在外太空的军事领先地位。”原来，自从多年冷落登月后，美国一直把重心放在航天飞机和国际空间站上，现在要重新搞载人飞船进行登月，这一下就使中美在载人航天领域差距突然缩短了近30年，他能不担心吗？

更不用说近邻印度和日本了，这两个国家的航天一直依赖西方技术，钱花得不少，成就却不大，日本更是接连遭遇火箭发射失败和卫星无法入轨的“惨祸”，“嫦娥计划”让他们慌了神，匆匆发布了各自的探月、登月计划，并且时间“刚好” 比中国提前一年。去年，耗资3亿美元的日本月球和工程探测器“Selene”升空，随后，印度第一个地球轨道外计划“ 迅速”获得go-vern-ment支持。

要想将来有“制天权”，中国的登月计划也得加油才能跟邻居竞争得起。

月球有什么值得“追求”？

“月球是人类未来能源的仓库”——几乎所有发布了登月计划的国家都这么对公众宣传——通过这么多年的“科普” ，大家都知道，哦，月球上有大名鼎鼎的氦-3，是一种新型核聚变燃料，存量够人类用上近万年，看起来这是个不错的理由，联合国月球条约里都说了，谁有能力谁先占有嘛。且慢，这等好事，30年来为啥美国不肯再上月球把这又便宜又清洁的氦 -3带回来几百吨用上几十年，却大费周章地跑去伊拉克打仗争石油？很简单，两个原因：一是用不起。人类登上月球的六艘 “阿波罗”共带回岩石样品不到半吨，里头能不能提炼得出来1克氦-3，谁也不知道，为此却花了300亿美元。第二个是不会用。迄今为止，人类还没有将氦-3蕴含的聚变能量转化为能源的技术。

那这么折腾跑到那个38万公里远的月球到底有什么用？让我们看看“阿波罗计划”：

当年“阿波罗”的多重目标里，最重要的当然是奔月，顺便达到军事目的。有句中国老话：站得高，看得远。月球高于任何太空站，加上它从不以背面示人，如果有谁能在月球背面建立导弹基地，装备各种武器，就可以居高临下控制地球。再说了，38万公里外这个没有大气层的巨大卫星，可是检验航天技术的最好“靶场”呢。

就在不久前，美国宣布有权打击被“疑为”从太空发射武器的卫星，时任国防部长拉姆斯菲尔德要求发展用来打击或保卫轨道卫星的技术——这可是现代军事的“眼睛”，一个人瞎了，还能跟人打架吗？看看刚刚挨打的伊拉克，因为失去了卫星导航和电子信号，军队成了无头苍蝇，而对手美国则调用了100颗卫星“参战”，织成了名副其实的“天罗地网”。

再看看“阿波罗”还做了什么？发展“阿波罗”促成了4000项专利的实现，成果扩展到当时美国国民经济各个领域，今天我们人类能看到、用到以及看不见却又无处不在影响着我们的50年来最重要的科技发展，几乎都经由“阿波罗”工程得以引发：液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、计算机……后来，这些技术向民用转移，有人作过统计，每花在“阿波罗”上面的1美元，就能“赚”回来5美元！纪念登月35周年时，耐克公司专门发表文章，说现在畅销世界的气垫运动鞋得益于公司当年为美国宇航局研制登月靴积累的技术。其实像耐克这样的例子举不胜举，科技在人类生活的应用常常得益于像登月这样看似和普通人没什么关系的项目。

研究中国空间问题的美国专家琼。约翰逊。弗里兹也巧妙地将中国的“嫦娥计划”比喻成中国未来20年内发展的“ 技术引擎”：“无法估算这笔投资会带来多少回报，高科技航天方面的工作会使大批中国人获得就业机会，而促进就业对当前中国来说是重中之重的事情。”

加把劲中国就能登月？

既然这么重要，既然“神五”“神六”都走了一趟回来了，“再加把劲儿不就到月球了吗？”很多人都这么想。得加多大劲？咱们不妨比较一下看看登月之前，我们还有多少“艰难的台阶”要去登——四个台阶，还有“发射场”的问题。

第一个艰难台阶就是火箭运载能力。咱们的火箭送几吨重的东西到太空没问题，长征系列火箭现在最大能送20吨（ 同期美国宇航局制造中的阿瑞斯一号火箭计划运载力125吨），目前能到达的距地球最远距离为7万公里，而月球距地球3 8万公里。让登月飞船能往返将近80万公里，必须有更多燃料、更大推动力，光抵达月球轨道就需要好几级火箭，如果要登月，还必须考虑返回……以“长征3号”甲目前的能力，恐怕是不可能之任务。正在研制的“长征5号”目标是70吨“货物 ”，那个时候，也许才能说我们距离月球更近了一些。

当飞过去的问题解决后，还要面对“刹车问题”，进入月球引力区时，要及时踩“刹车”，“刹”晚了就会撞到月球上，而“刹”早了就会失控飘向太空。飞过去了，也“刹”住了，就算是第一期“绕月飞行”，找轨道也是难题之一，既不能碰着月球，也不能飞过去。

第二个台阶就是测控——观测和监控。1958年咱们第一枚火箭上天的时候，专家拿着天线站在野外，用望远镜观察，勇气值得敬佩，回头路可不能走。飞往月球的探测器一刻中断与地面联系都将处于极度危险中。地球24小时自转一圈，同时月亮27天绕地球公转一周。当中国国土所在的那部分地球转到背向月球的时候怎么办？那时候不仅无法观测到探测器，连发送指令也不可能。美国在全球建了三座测控站：本土加州、澳大利亚堪培拉和西班牙马德里，每隔120°建一座，无论怎么转，总有一个站能观测到，除了这三个，它还有数座直径为70米、36米和26米的接收天线，别说月球，都能探测太阳系了。咱们的天线在哪儿？上海佘山一个，乌鲁木齐一个，直径都只有25米。（新增加的没说，现在这个问题有进展了。）

除此之外，38.44万公里即使无线电波来回要走2秒多的时间，怎么保证指令在延迟后还是准确的？

第三个台阶是“衣服”，也是最难的一个：探测卫星也好，航天员也好，都要穿一件特殊“衣服”才可能探月、登月，这衣服得热的时候不热，冷的时候不冷，这衣服可不像咱们普通人穿着那么简单，卫星绕着月球转，月球绕着地球转，地球又带着月球和月球旁的卫星绕着太阳转，这么复杂的邻里关系造成的一个结果就是冷热变化巨大，（相差600℃！）搞不好，不但卫星上所有设备会得“感冒”，宇航员也会面临巨大生命危险！在中国月球探测计划首席科学家欧阳自远看来，“现在咱们杨立伟、费俊龙、聂海胜等航天员所穿的宇航服根本就满足不了月面上的要求，这个问题不解决，中国的登月宇航员根本就不能在月球上生存。”

让登月宇航员绝对安全返回更是不小的挑战，任何一个小小的失误都将导致致命的灾难——1969年7月16日， “阿波罗11号”载着三名美国宇航员第一次成功登月。但这个举世闻名的登月行动差一点毁于灾难：当宇航员结束两小时的月球行走之后，竟然发现登月舱引擎开关损坏。原来，在狭小的登月舱里，宇航服刮断了启动引擎的极为关键的一个电路开关。如果没有开关，他们将永远留在月球上。当时尼克松总统准备了一份演讲稿：“命运注定这些和平探索月球的人，永远安息在月球上。”这一“备用悼文”差点成为现实，万幸的是，宇航员用圆珠笔接通电源，成功化解危机，最终逃过了劫难。

我们准备好自己的“圆珠笔”了吗？时间表上的“硝烟”

发令枪响后，从各国“登月时间表”上你就能嗅到硝烟的味道：

2006年年初，美国总统布什宣布2015年重返月球，并在月球建立科研基地。为这个目标研制的新型载人航天工具也将在2008年完成测试。欧洲航天局也不甘示弱，打算在美国完成火箭测试的时刻向月球发射一颗卫星，2020年将宇航员送上月球。俄罗斯更快，宣布自己已经研制了新式登月飞船，刚刚过去的夏天已经完成首次试飞。日本规划很长，野心也不小：五年内研制出能在月球进行探险的机器人（以日本一向领先的智能技术做到这一点不会有太大困难）；十年内开发出能够使人类在月球长期停留的技术！印度呢，别看这个国家搞核试验悄没声的，登月计划倒是高调宣传：2008年发射第一艘无人登月飞船“月球飞船-Ⅰ号”，2015年前载人登月……

形势不容乐观，至少中国目前对何时登月还没个明确的说法呢，可是人家别的都全齐了，计划都定了，实施也早开始了，各自埋头忙活很久了。说不准，中国宇航员到时候登上月球，发现好地方都让美国人、俄罗斯人、印度人给占了，甚至还有日本人的基地——那时候，就算“成功登月”让咱们民族自豪心大大增强了一把，恐怕也得咽下迟到的苦果。

目前，我们已知的官方文件中，对“嫦娥计划”的实施时间表能作出的判断就是明年开始“绕月”，2012年“可能”进行无人登月，也许在这之后，五年或更久，中国人能把红旗插上月球……

中国登月计划

2006年10月12日，北京，国务院新闻办公室发表《2006年中国的航天》白皮书。中国国家航天局局长孙来燕在国新办新闻发布会上表示，中国是一个发展中国家，发展航天事业就是为了国家的经济建设、社会发展服务，要带动中国的科技发展水平。

根据中国已经确定的探月工程的计划，整个探月工程分为三个阶段，一期工程为“绕”，二期工程为“落”，201 7年进行的三期工程为“回”。

在外界看来，“嫦娥一号”卫星升空实际上只是中国整个探月工程的一个序曲。尽管目前国防科工委仅仅启动了“嫦娥工程一期”“绕月探测工程”，二期和三期计划尚未正式立项，但是没有人怀疑它们已经是“箭在弦上”。

2007年4月“嫦娥一号”顺利升空以后，接下来“嫦娥工程二期”就将很快进入实质性的阶段。有消息表明，2 009年～2015年，中国将进入“嫦娥工程二期”，届时将进行两到三次的软着陆巡视勘察，其中2012年向月面发射一个软着陆器的计划已经基本确定，按照这一计划，软着陆器将携带载有摄像机和多种探测仪器的月球车，在月球表面巡视勘察，为建立月球基地收集基本数据资料。目前中国进行此项任务的技术、物资条件和经济实力都已基本具备。

在此之后，中国将进行就是2017年“嫦娥工程三期”行动，即发射一颗月球软着陆器，这个软着陆器不仅要采集月壤和岩石的样本，还要搭乘返回舱重返地球。在这个阶段，空间机器人将会充当主要角色，在卫星维修、太空科学实验等活动中发挥重要作用。据悉，为了尽快实施机器人登月计划，国家早已成立了第一个空间机器人的专门研究机构，即国家高技术航天领域空间机器人工程研究中心，目前空间机器人已经进入研制程序。

“嫦娥工程三期”完成以后，中国将进入载人登月阶段，那时中国的载人登月计划就会全部浮出水面。有分析人士认为，中国的载人登月计划将会成为“嫦娥工程四期”。在这一期工程中，中国将如何载人登月呢？根据中国科学家的设计，我国所计划采用的方式是先用运载火箭将飞船送上地球轨道，随后，飞船自行移动至月球轨道，释放出登陆舱，降落在月球表面，宇航员登陆月球。活动完成后，宇航员返回登陆舱，飞离月球，与在月球轨道上等待的飞船重新对接，至此登月过程结束。

2006年，中国go-vern-ment制定的《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》，将发展载人航天、月球探测、高分辨率对地观测系统、新一代运载火箭等重大航天科技工程置于重要地位。

“中国将在2024年把人送上月球。”2006年6月，路透社等外国媒体对中国的登月时间更是作出了非常肯定的报道，据悉西方媒体报道的依据是香港文汇报的一条消息：2024年的“嫦娥工程四期”，中国宇航员将可能执行登月任务。官方对这种声音未置可否，倒是国内航空航天界的一些专家认为西方媒体的这种说法完全忽略了“预测”，有炒作的嫌疑。一位中国航天专家指出，这种炒作反映出西方对中国航天迅速发展的矛盾心态，一方面既有特殊兴趣，同时又存在一定程度的担心。

中国启动的探月工程也引起了国人的广泛兴趣。尽管中国官方目前所公布的只是一个初步探月计划，但还是有人将它和载人登月、建立月球基地联系在了一起，并产生一些丰富的联想。在互联网上，不时就可以发现有关中国载人登月方面的科幻作品出现。有网友曾作出了如下生动的描述：“20年后，我们大家坐着‘快船’型宇宙飞船来到了月球基地……由于月球上的引力比地球上的引力小很多，我们在植物园里见到了西瓜般大小的西红柿，微型轿车般大小的西瓜，棒球棍长短的黄瓜，一粒粒如足球大小的葡萄……”

月球对于我们有什么意义？

这是许多中国的普通老百姓所追问的问题。中国科学界也不乏反对的声音。月球探索真的对我们毫无意义吗？事实并非如此，它所带来的七大利益可以看得见。

一、是维护我国月球权益的需要

尽管1984年联合国通过的《指导各国在月球和其他天体上活动的协定》简称《月球条约》中规定，月球及其自然资源是人类共同财产，任何国家、团体和个人不得据为己有。但是，当前，主要航天国家和组织正加紧实施月球探测计划。作为联合国外空委员会的成员国，我国开展月球探测，并取得一定成果，才具有履行《月球条约》和分享开发月球权益的实力，维护我国的合法权益。

二、月球是人类研究宇宙和地球本身的最佳平台

科学家认为，通过利用月面上没有人为改造和破坏的某些本来面目研究月球，了解月球的成因、演变和构造等诸方面的信息，有助于了解地球的远古状态、太阳系乃至整个宇宙的起源和演变，有助于搞清空间现象和地球自然现象之间的关系，可以极大地丰富人们对地球、太阳系以至整个宇宙起源和演变及其特性的认识，从中寻求有关地球上生命起源和进化的线索。

三、是促进科技的进步和发展的重要载体

开发月球是空前艰巨的事业，需要解决一系列难题，这必然会带动诸如大推力火箭、巨型航天器、高速飞行、人工智能、计算机、机器人、加工自动化、精密仪器、遥感作业、通信、材料、建筑、能源等工程技术以及空间生物、空间物理、空间天文等科学技术的突飞猛进。

四、为开发利用月球资源作准备

据探测，月岩中含有地壳中的全部物质元素，约有60种矿藏。在月球岩土中，具有丰富的氧、铁、镁、钙、硅、钛、钠、钾、锰等物质，初步估计共含有8万亿吨铁。此外，月球上有丰富的能源，尤其是月球上的氦-3，是地球上所没有的核聚变反应的高效燃料，据估计，在月壤中氦-3的资源总量可以达到100万～500万吨，能够支持地球7000年的需电量。

五、促进深空探测

月球表面的引力只有地球表面的六分之一，因此，航天器从月球上起飞，可大大节省能源。月岩土壤中氧占40%，可以就地生产推进剂和作为受控生态环境和生命保障系统的氧气来源。硅占20%，可以为航天器制作太阳电池阵，其他金属可以为航天器制作各种部件设备。还可以用月球做中转站，为过往的航天器进行检修和补充燃料。

六、进行天文观测和研究的平台

月球表面的地质构造极其稳定，月球直接承受太阳的辐射，没有大气层对光线和电波的吸收、散射和折射等干扰，没有尘埃污染，没有磁场，月球的背面没有人造光源和射电的干扰，地震很微小。同时，月球有漫长的黑夜，黑夜温度极低。这种环境为建造高精度天文观测台提供了理想的场所。

七、推动经济发展

开发月球，可以产生难以估量的经济效益，而且其他技术的二次开发应用，势必促进工业的发展与提升。