逼上月球——国际月球俱乐部的中国角色

在你追我赶的压力下，各国的探月选择不尽相同。中国的探月计划并不是重复别人走过的路，许多研究方向是其他国家探月计划所没有涉及的

向月球投上第一瞥
    11月26日，“嫦娥一号”经过33天的入轨探测设备休眠后，终于睁开惺忪睡眼，向月球投上第一瞥。这一瞥，清晰而完美，让等待第一张照片的科学家和国人为之激动和欣慰。
    之后的两天，“嫦娥一号”逐步全面苏醒。她所搭载的八件科学仪器都陆续成功开机，正式亮出了观测月球的八种武器。“嫦娥一号”传回第一张月球图片，仅仅是一个开始。
    “嫦娥一号”第一幅月面图像的亮相，标志着中国首次月球探测工程取得圆满成功。工程的设计测控人员松了一口气。要知道“嫦娥一号”奔月可并不容易——至今人类一共发射了114个月球探测器，才成功或部分成功了57个，成功率仅仅为50%。
    日本1990年发射的首颗月球探测器“飞天号”最终成为一块环绕月球的“废铜烂铁”，没有传回任何数据。接着日本卧薪尝胆，制定持续十多年的“月亮-A”计划，但由于工程过于复杂而被迫取消。最后，转而发展“辉夜姬”计划，并抢在中国之前一个月发射。相形而言，“嫦娥一号”步履稳健，一举成功，使中国步入第五个进行月球探测的国家行列。
    美国宇航局负责公共事务的官员迈克尔·布鲁克斯说，中国探月工程取得的成功是一项非常重要的成就，全世界科学家都会对“嫦娥一号”从月球获取的新数据非常感兴趣。
    在“嫦娥一号”升空后不久，众多国内媒体和“嫦娥一号”爱好者也将“嫦娥一号”和欧洲的SMART-1以及日本的探月卫星“辉夜姬”进行了对比。这次月球图像传回后，国内媒体和广大公众借着“真假华南虎”的图片考据热潮，认真地咀嚼比对“嫦娥照片”和日本“辉夜姬”甚至google　moon的在线月球影像（数据源来自1994年客串月球探测器的美国克莱门汀探测器）。很多人惊奇地发现，“嫦娥一号”（一台CCD照相机，单镜头，分辨率120米）的照片分辨率，远远低于“辉夜姬”（一台CCD照相机，两个镜头，分辨率10米）。再和13年前的克莱门汀探测器（两台CCD照相机，分辨率分别是30米和200米）对比，竟然产生了“真假李逵”的争吵——“嫦娥一号”和Google　moon图像太相似了!

“嫦娥”PK“辉夜姬”
    “嫦娥一号”探月卫星使用东方红三号卫星平台，总重2.35吨，有效载荷135千克，挂载8种观测设备。而欧空局四年前发射的SMART-1探月卫星，总重366.5千克，使用离子推进器，消耗燃料到达月球后总重为305千克，有效载荷（仪器重量）为19千克，但包含用于完成激光通讯等十多项技术试验和科学研究的7套观测器设备，总功耗不过百瓦；相比而言“嫦娥一号”就是个庞然大物了，每套设备功耗都远大于SMART-1。打个简略的比方，欧空局发射一颗SMART卫星，其科研和技术效果，相当于我国发射7次“嫦娥一号”。
    再对比日本的月球探测器“辉夜姬”，她早于“嫦娥一号”数周发射，抢了亚洲第一的名头。如今，10米分辨率照片已经向全球公布。“辉夜姬”和“嫦娥一号”重量相近（3吨），不过是“三星一体”，主卫星12个有效载荷，子卫星各一个载荷，共14个，有效载荷三百多千克。
    这些技术指标的对比，显得“嫦娥一号”有点像个“傻大个”，并不完美。虽然作为首颗到达月球的“中国制造”产品，“嫦娥一号”和世界先进的航天技术有一定差距，但我们同时有自己的优势和特色。“嫦娥一号”最为骄傲的任务就是要完成月球全球三维立体影像。尽管人类已经向月球抛出五六十颗探测卫星，但是没有一颗绘出过月球的三维全图。
    “嫦娥一号”的月图任务是世界上绝无仅有的。而完成测绘使命的立体相机，分辨率120米，能够在月球南北纬75度间成像观测（高纬度地区太阳高度角较小，有阴影遮挡）。同时在月球和“嫦娥一号”做伴的日本探测器“辉夜姬”的CCD相机分辨率有10米，但只能够在月球南北纬60度间成像观测。“嫦娥一号”搭载的激光高度计身高17厘米，体重15.7千克，比“辉夜姬”的激光高度计还要轻几千克。“嫦娥一号”激光高度计分辨率为1米，高于日本“辉夜姬”激光高度计5米的精度，要知道200公里的轨道要比“辉夜姬”100公里的轨道高一倍。“嫦娥一号”可以对包括月球高纬度地区的全球进行详细测绘，科学目标超过了以往的探测。其探测的14种元素数量，也超过别国探测器探测元素种类一倍之多。此外，“嫦娥一号”用微波的方法探测月壤也是世界上首次使用。在探月的竞技场上，“嫦娥一号”可以说是闪亮登场。

竞争白热化
    “全世界现在对于月球探测的竞争已经到了白热化的程度，中国如果无动于衷的话就会在竞争中落后、丧失发言权。”在各种场合，中科院院士、中国探月工程首席科学家欧阳自远如是说。
    这种紧迫感，从10月24日“嫦娥一号”成功发射后的一个奇怪现象中凸显出来——大国宇航局“替嫦娥‘吹牛’”。欧洲宇航局的负责人多尔戴恩半开玩笑地向媒体说：“到了美国人再次将星条旗插在月球上的时候，他们会发现上面已经有了中餐馆。”美国宇航局局长格里芬也认为，“中国人会在美国重返月球之前登月成功……到那个时候，美国人会不高兴，但他们只能不高兴。”
    各个航天大国纷纷对毫不构成威胁的中国探月计划如此过誉，其目的在于向本国政府施压，向公众敲边鼓，从而增加对本国月球计划的更多支持。——为什么各国对月球探测如此趋之若鹜呢？
    众所周知，美国人是登月的赢家。阿波罗计划，历时10年，共有2万家企业、200多所大学和研究机构参与，所创造的不仅是38万公里的旅行，而是培养出了一大批高水平科学家和一系列科研成果。成功的范例，让各国也都看着探月这块肥肉流口水，就连美国人也认为应该再去一次月球，于是提出了2020重返月球的计划。
    “为什么我们要尽快把绕月卫星发上去呢？”刘振兴说，“这是被逼的！”作为中国“双星计划”首席科学家，他在“嫦娥计划”立项时的这句回答，其实道出了上马探月计划在国际环境中的紧迫感。
    国防科工委月球探测中心副主任郝希凡剖析了各个国家掀起月球探测热潮的原因：以月球探测为起步的深空探测工程，集成了大量高精尖技术成果，需要大量资金支持和科学的管理方法。不仅可以极大地鼓舞和振奋民族精神，同时也是对一个国家技术水平和经济实力的一次集中检验。
    仅在“嫦娥计划”刚刚开始的三年中，就有了数十家科研院所和高等学校参加，已经有了四千多项创新，如此这般的各种实力和技术优势，正在不断地渗透到国民经济的血管中去。此外，中国载人航天和探月工程涉及的数十家科研院所、高校和单位分别承担不同的任务，有着蜘蛛网般错综复杂的工程关系，也检验了中国大型项目的管理水平。
    从这个意义上说，“嫦娥一号”被逼上的不是38万千米远的那块两倍于亚洲面积的冰冷岩石，而是政治、经济和科技实力的竞技之路。

突破技术壁垒
    “逼”上月球的不仅仅中国一家。不过，在这种你追我赶的技术高压下，各国的选择也各不相同。技术强国自不用说，印度明年也准备发射“自己的”探月卫星，总重量将为525千克，有效载荷为30千克，携带10件科学探测仪器。印度的探月卫星设备大多是国外研制，甚至直接是他国搭载的。虽然在粗略的技术指标上超过了“嫦娥一号”，但那还能说是印度人的探月工程吗？
    自2004年中国低调宣布“嫦娥探月计划”起，科研队伍就在诸多技术攻坚上面临着两难的境地——如果高价购买国外精简设备，不仅简单方便而且性能优良，但是卖出来的是产品不是技术，难以摆脱技术依赖；自主研发虽然周期较长，有诸多不可预见的困难，但是自身技术可以不断积累提高。俄罗斯曾经在学术会议上提出高价转卖原子能电池，欧洲科学家也曾想出售曾用在SMART-1号月球探测器上的近红外光谱仪，但中国都没有选用。为了长远的进步，“嫦娥一号”的科研人员依据自己的情况制定科学目标，毅然走上自主研发的道路。
    获取月球表面三维图像的CCD立体相机由西安光机所研制。初次承担航天遥感设备研制工作的科研人员奋战两年半，仪器设备各项性能指标完全达到了设计要求，采用的单镜头相机和大面阵CCD探测器实现三维影像获取技术在国内外尚属首次。这种采用1台相机取代3台相机的方式，大大简化了结构，减轻了重量。
    激光高度计在地面上是相当成熟的技术，然而中国还没有进入太空的先例。在没有经验借鉴的情况下，中科院上海技术物理研究所的科研设计人员克服重重困难，成功研制在太空环境下长寿命高可靠性的“太空激光眼”，性能指标优于日本。“嫦娥一号”坚持中国制造，积累提高技术经验的同时，也为下一步航天事业的发展储备了大量的人才。但我们必须看到的是，中国目前还缺乏核心技术，部分器件仍受制于人，如这次CCD立体相机的核心器件CCD芯片使用的是法国商用线阵CCD。中国的科技发展仍然任重而道远。
    正如俄罗斯探月工程总设计师格奥尔吉·波利修克所说，“嫦娥一号”项目成功，开辟了中国宇航事业新纪元。中国绕月计划并不是重复别人走过的路，许多研究方向是其他国家探月计划所没有涉及的。
    随着“嫦娥一号”的入轨，国人的自豪感也渐渐增强。大门户网络“竞猜中国人登上月球的第一句话是什么？”的活动参与者络绎不绝。“嫦娥一号”发射后，北京天文馆的参观人数也是暴增。
    但对于“嫦娥工程”的科研人员，绝对不像赏月那么轻松有趣。虽说“嫦娥一号”已经发回图像数据，标志着中国首次月球探测工程取得成功，但是如不能在月球俱乐部站稳脚跟，中国仍将可能丧失一系列的机遇。竞争与合作，拿来主义或自力更生，中国的探月工程仍然面临着抉择。
    （《科学世界》杂志李珊珊对本文亦有贡献）