欧阳自远:听“嫦娥之父”讲述中国人的探月之路(6)

摘要:我国正处在实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的“中国梦”的过程中,为了全面建成小康社会、构建和谐社会,还需要解决很多问题。在这种时候我们为什么要坚持去探索几十万千米以外的月球呢?探月对国家的科技进步、经济发展甚至老百姓生活水平的提高究竟有什么影响,能产生多大作用?本期报告中,中国月球探测工程首席科学家欧阳自远将为您详细介绍中国的探月工程,您或许能从中找到这些疑问的答案。

第二个原因,月球上有丰富的能源。这一点在过去还不太明朗,随着研究的深入,我们逐渐可以断定。都有什么能源呢?首先是太阳能。月亮上没有任何建筑物和气候变化,就是真空环境,太阳直照在月表,能量密度本身就比地球上要大得多,更何况月亮总有一面能照到太阳,并且一照就是半个月,因此月球上的太阳能非常丰富。我们认为以现在的世界科技水平,在月球上架设太阳能发电设备并把电传输到地球是可行的。于是现在很多科学家设计建议在月球的赤道上系一条长11000公里、宽400公里的“腰带”,这条“腰带”得靠机器人去做,“腰带”收集太阳能传输到地球。假如做好了,地球上的人类子孙万代都不再需要其他任何能源了,因为太阳能是已知能源里最清洁、最安全的。还有一种能源是人们受到太阳活动的启发之后发现的。太阳光芒万丈,地球接受到的为人类提供光和热的太阳能量仅占其总能量的二十亿分之一。太阳为何能爆发出如此巨大的能量?经过人们的研究发现,太阳内部一直在进行大规模、长时间的氢弹爆炸。这一原理在军事上得到利用的直接产物是氢弹,一种杀伤性极强的武器。当然也有和平的利用方式,科学家们模仿太阳氢弹爆炸的活动在世界范围内制造了二百多台人工小太阳,中国有两台,一台在安徽合肥,一台在四川成都。我们期望将来可以利用人工小太阳发电,但这种发电方式面临着一个比较大的难处,就是要求点火温度(能使可燃混合物点燃的最低温度)必须达到一亿度到两亿度之间,现在我们可以做到的是让它的温度达到五千万度左右,还没有达到点火标准。我们所熟知的原子弹、核电站等,都是靠核裂变来实现的,目前世界上还没有哪个国家能达到用氢弹聚变原理来发电的技术水平,但人类一直朝着这个目标前进,相信在不久的将来定会实现。

中国每年要使用三亿吨石油、十几亿吨煤、几十亿方天然气,化石能源的巨大消耗同时也会造成严重的环境污染。虽然也有太阳能、风能等清洁能源可以利用,但它们解决不了根本问题。如果氢弹聚变的原理可以用来发电,就能完全替代化石能源,极大改善人类生活。

“氢”有两个同位素,一个叫“氘”,一个叫“氚”。其中“氚”在海水里就有很多,“氘”在地球上则十分稀少且具放射性,很不安全,于是科学家就建议能不能找个东西替代“氚”。后来大家找到了周期表中的第二个元素“氦”,决定用氦-3替代氢-3。因为氦-3和氘反应之后会释放出一个质子,整个过程是比较安全、稳定的,对发电来说安全尤为重要。但是还有一个问题,地球上没有氦-3要怎么办呢?科学家们最后琢磨来琢磨去,一致认为要去月球上找。其实太阳一直有把氦-3输送到地球,不仅地球,月球、火星等等都能接收到来自太阳的氦-3。但是地球有大气层啊,里面有对流层、平流层、臭氧层、电离层还有磁层,这样一层一层的大气保护着地球表面的万物生灵,同时也把氦-3隔绝在外。反观月亮上光秃秃的什么也没有,因此氦-3可以长期注入到月球表面的土壤里去。

2006年,在一次闲聊中,我问过俄罗斯的探月首席科学家加里莫夫院士,俄罗斯为什么要探月。他回答我说“为了解决全人类的能源问题”。于是我就回应他说:“嫦娥一号就要发射了,我可能会得到月球上氦-3如何分布,总量是多少等数据。”他大吃一惊,说:“你们居然已经做这件事情了。”我说:“是的,假如有结果我一定告诉你,这应该是全人类共享的数据。”

那么月球上有多少氦-3呢?估算下来大概在一百万到五百万吨之间。这个百万吨级的数量听起来比地球上亿吨级的煤和石油要少得多,但是只需运回一百吨的氦-3就足以解决全人类一整年的能源需求。如果这个数据是准确的,那么月球上的氦-3足以解决人类未来上万年的能源需求,所以对月球的探索很有必要。

责任编辑:杨雪校对:李天翼最后修改:
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