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    我愿将心向明月

    时间:2021-03-26 08:17:28 来源:达达文档网 本文已影响 达达文档网手机站


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    专家简介:

    欧阳自远,中国科学院院士,中国探月工程首席科学家,我国天体化学学科的开拓者。先后负责我国地下核试验选场与地质综合效应研究,吉林陨石雨的现场考察与系统研究,月球岩石的综合研究。参与并指导中国月球探测和太阳系探测科学目标与长远规划的指定,具体设计我国首次月球探测科学目标与载荷配置和第二、三期月球探测的方案与科学目标,为我国科学发展与国防事业做出了卓越的贡献。

    1957年10月4日,一颗名叫“斯普特尼克”1号的人造地球卫星从苏联腾空而起奔赴浩瀚宇宙,一时之间,世界目光齐聚天空。那时,22岁的欧阳自远已经从北京地质学院毕业,通过全国第一次研究生统一考试成为中国科学院地质研究所的一名副博士研究生,研究地质的他却敏锐地感觉到了人类“太空”时代的来临……

    我为祖国找宝藏

    时光回到1952年,国家百业待兴,最缺乏矿业资源和能源资源,需要大批地质工作者去“唤醒”地下的宝藏。当时广泛宣传的就是要向苏联学习,要建设工业化的国家,号召年轻人学地质,为国家找资源,这样国家就能够充分利用自己丰富的资源来发展经济,建立强大的工业化国家。

    那时,恰逢新中国第一次高考统考,“唤醒沉睡的高山,寻找祖国的宝藏”,怀揣一颗爱国之心的欧阳自远,义无反顾地报考了北京地质学院矿产资源勘探系金属和非金属矿产勘探专业。

    四年光阴穿梭而过,1956年,欧阳自远大学毕业,学校分配他攻读苏联导师的地球化学副博士研究生。跟随苏联导师拉蒂斯学习了半年后,导师因事回国,学校建议他报名参加中国第一届研究生会考,他以优异的成绩被中科院地质研究所矿床学专业录取,师从以学风严谨著称的涂光炽教授,从事长江中下游矽卡岩型铜、铁矿床成矿规律的研究。

    1959年,研究生毕业的欧阳自远被中科院地质研究所所长侯德封调去做所长学术秘书。所长是做核子地质研究的,却“奇怪”地将专业不相符的欧阳自远找去做秘书,让他着实不明白。

    那时,中国第一次赢得了乒乓球男子单打世界冠军,中科院提出想法,能不能在科学界培养几个乒乓球世界冠军容国团似的人物?便挑选了4个人,其中就有欧阳自远。当时中国科技大学在北京刚成立,研究所送他去进修核物理,他便用一年的时间在科大进修原子核物理系三、四年级的全部课程,随后又在中科院原子能研究所加速器室进修了半年实验核物理。

    在研究生学习的过程中,导师的言传身教对他以后的科研道路和治学态度的形成产生了重大的影响。如“设想要海阔天空,观察要全面细致;实验要准确可靠,分析要客观周到;立论要有根有据,推论要适可而止;结论要留有余地,文字要言简意赅。”“在科学上要敢于标新立异,还要有毅力沿着新的方向坚持下去”……

    地质和核物理这两个完全不同的专业,带给欧阳自远两种不同的思维方式,也为他带来了很多新的思想和创意。

    1964年年初的一天,所长侯德封找到欧阳自远说:“国家交给我们一个任务,是地下核爆炸。你学过地质,又学过核物理,所以由你担当这个任务。”

    欧阳自远这才恍然大悟。他欣然接受了这个重任。

    经过反复酝酿,又在地质所挑选了6个人,组成研究小组,命名为“219”小组,欧阳自远任小组组长。

    欧阳自远面临着巨大的难题!没有资料,没有前辈的经验,如同在一张白纸上绘画的开始,让他感到了巨大的压力。

    地下核试验要选址,在划定好的地域内找出能做地下核试验场的地点。负责地下核试验的程开甲所长对选址的要求很严格,他要求欧阳自远:“你们选址,必须符合这样一些条件:第一,通过超高温高压实验,描绘地下核爆炸的过程与图像;第二,别给山掀顶,要是把山顶掀开了,会造成很大事故;第三,不能让爆炸的气浪从坑道中冲出来;第四,不能让核物质泄漏,山体不能破裂,地下水也不能把放射性物质带走,附近的地下水和河水不能被污染。”

    欧阳自远的压力也正在于此,从地质图上看,那个划定好的地方,地形很低,周围的高山都是石灰岩。石灰岩不利于地下核爆炸,美国都是在硅酸盐的岩石中做地下核试验。二氧化硅和硅酸盐有一个好处,就是爆炸以后变成硅酸盐玻璃,会把那些放射性物质裹在里面。而我们所圈定的地方是石灰岩,地下核爆炸之后,石灰岩只能烧成熟石灰,水一进去,就稀了,只能用来刷墙。

    怎么办呢?!任务重大,时间紧迫,没有前人的经验借鉴,欧阳自远一头扎进了图书馆,在书海中翻阅极少的资料……

    验证再验证,实验再实验。日复一日的单调重复,不知不觉,所有的难题逐步解决了,所有的目标有把握实现,几年光阴……

    验收成果的日子终于到了!

    第一次地下核试验选定在1969年9月23日0点15分进行。指挥部设在离核爆心几十公里的地方,试验地点是一座约500米高的山峰之内。欧阳自远内心焦急、忐忑不安,借助望远镜紧紧地盯着在地下核试验山顶耸起的十字架。那一瞬间,没有火球凌空,没有升腾的蘑菇云,只看到十字架蹦上天空,又掉下来,只感到脚下的大地在颤抖,接着听到黑漆漆的大地深处传来一种沉闷的响声和哗啦啦的石头坍塌声。

    山没有掀顶,地没有裂开。一年后,部队从地下核试验爆炸区的地面向爆心打钻取样。两年后,重新开挖平洞至爆心位置,欧阳自远等再次进入爆心。核爆炸的能量还没有散尽,洞里很闷热,更令人惊讶的是,洞壁上挂着一条条黄的、绿的、黑的彩带,如同庆祝胜利的彩带一般,那是爆炸时岩石熔融形成的岩浆把炸开的裂缝都填补起来了,填得那么严实,欧阳自远感到自己像钻入了火山口一样。

    取样化验结果,指标都达到要求。地下核试验的成功完全证实了“219”小组原来的预报。

    享受成功喜悦的他们,俨然忘记了戈壁滩上年复一年,日复一日冰雪与热日的煎熬!

    “这是个神圣的使命,我们为国家强盛干了些事情!”每逢回忆起这段往事,欧阳院士总是这样说。

    随后,欧阳自远还参加了高空核爆炸、触地核爆炸的相关工作。他在十多年的核试验及其有关的研究工作中,撰写并提交了“地下核试验地质效应总结”等10余篇研究报告,为世界上第一次在石灰岩介质中进行地下核试验的可行性、科学性、工程设计和安全防护措施以及爆后的地质效应提供了科学依据。

    预搭纵云梯

    1957年10月4日,人类成功地开启了通往浩瀚宇宙的直通车——苏联发射了第一颗人造地球卫星。

    当全人类都在凝望迷茫深邃的星空时,欧阳自远受到很大启示:人造地球卫星成功发射,开辟了人类向地球外层空间进军的新前景。30年甚至50年以后的地质学,必然与人类探测太阳系的成果相联系,将在更大的时空尺度里整体性地加深对地球的认识,这是地球科学发展的新生长点。

    “有什么吸引人类,吸引美苏两个超级大国?后来我慢慢理解了,月球是地球的一个卫星,人类对它一无所知,只能用望远镜看看,上面什么样子大概知道,实际是什么,都不知道的。当时我受到一个启发,月球其实也是一个小地球,完全可以用我们地质学研究地球的思路、理论和方法来思考它的问题。在月亮上没有必要去研究数理化,也没有必要研究天文学,也没有生命,只有一门科学在月球上可以发挥很大的作用,就是地质学。它的地形地貌,石头是什么成分和成因,它有没有矿产,人类能不能以后加以利用,月球内部是什么结构,月球的起源与演化等。这件事情激发我应该为我们国家未来航天科技的发展和月球、行星的探测做一些准备。总有一天,不管十年、二十年、三十年,中国一定会有这一天。也许我这辈子看不到,没关系,至少为后人做了点准备。”欧阳院士回忆道。

    可这第一步从哪里迈起呢?能不能比别人先走一步,能不能找到一些不是地球的物质来研究,如太空里落下的陨石、宇宙尘的样品来开展研究,这些东西都是地球和太阳系起源的最基本的物料。

    天遂人愿。1960年,在内蒙古自治区境内,一块陨石从天空惊心动魄地撞击地球落下来。这个遥远的天外来客,仿佛是太空送来的礼物,开启了欧阳自远对天体化学的研究,也让他成为中国第一个研究陨石的人。相继,他系统开展了中国的铁陨石和其他类型陨石的研究。

    1974年,河北省出土了两件商朝青铜武器——钺。考古学家们惊喜地发现钺的刃部竟是铁制的。这一发现震惊了世界。如果证实这两块铁刃是人工冶炼的,那么,中国炼铁的历史将大大提前1000多年,中国的历史篇章也随即会改写。

    怀揣着激动的揣测,欧阳自远对样品进行研究分析,后证实,铁刃是典型的铁陨石。古人将铁陨石加温后锻制成薄片状,嵌入青铜钺前部,是商朝最锋利的武器。

    1976年3月8日下午,世界上规模最大的一次陨石雨降落又一次为欧阳自远带来了最好的研究机会。通过多方面的协作考察,他取得了大量的研究数据,发现吉林陨石雨降落地范围:东西长72千米,南北宽8.5千米,面积约500平方千米;搜集到大小陨石标本138块,碎片3000多块;吉林陨石总重量2700多千克,其中最大的1号陨石重1770千克,2号陨石重400多千克,3号陨石重123.5千克,4号陨石重80千克,最小的那块只有1克。

    1号陨石是世界最大的石陨石!美国的“诺顿”石陨石,才1078千克。

    吉林陨石雨创下了三个世界第一:单块陨石重量第一;分布面积第一;陨石雨分布最完美。欧阳自远率领科考队在吉林考察了一个多月。陨石雨现场调查结束后,中国科学院把“吉林陨石的综合研究”列为院级项目,指定由中国科学院地球化学研究所主持研究,并确定由欧阳自远负责。

    他立即组织了全国30多个单位、各学科的百余名科技人员对吉林陨石进行了综合研究。

    欧阳自远对吉林陨石中十余种宇宙成因核素进行了精细测定,发现吉林陨石母体在行星际空间运行过程中,在800万年前和40万年前经历了两次碰撞破碎,并恢复了散落在地面的陨石在母体中的埋藏部位。

    科学家们得出结论:吉林陨石母体年龄已经有46亿岁了,略大于地球和月球的年龄。通过系统研究,证明大约800万年前,在一次剧烈的小行星撞击事件中,从小行星表面约10米深处被撞击出一块碎块,形成了吉林陨石原始母体,在行星际空间运行。通过对吉林陨石宇宙成因核素的系统研究,确定在距今40万年前,吉林陨石原始母体又遭受到一次小天体的撞击,吉林陨石的原始母体破裂后,其中一块直径约4米的碎块,形成了吉林陨石的母体。吉林陨石第二阶段母体以椭圆轨道在行星际空间运行,近日点约1.4亿千米,远日点约4.1亿千米,由于吉林陨石第二阶段母体的轨道与地球轨道交叉,有可能与地球相撞。1976年3月8日,吉林陨石第二阶段母体追上地球,在高速穿过大气层时与空气分子摩擦燃烧,形成了一个耀眼的火球,受到高温高压气流的冲击,吉林陨石第二阶段母体在行星际空间漫游了40万年,在距离地面17-23公里的高空曾发生过多次小爆裂,使陨石的边缘部分不断剥落,大约在19公里的高度发生过一次主爆裂,使陨石母体崩解成许多碎片。陨石在坠落地面的过程中,有足够的时间有秩序地调整飞行方向,最大的一块跑得最远,剩下的,按照重量的秩序,排列得非常有规律,陨石雨的落地点像筛子筛过的一样,成为人类历史上保留下的最完美、最经典的一张陨石雨分布图。

    在陨石中科学家们找到了39种矿物,其中25种透明矿物和14种不透明矿物。它们是在不同的演化阶段形成的,大致可划分为5种成因类型。

    欧阳自远等提出了世界上最为完整细致的陨石形成演化模式,为研究太阳星云凝聚过程提供了新证据,对了解太阳系的早期演化过程具有重要意义,并为太阳系形成后的行星演化过程提供了对比标准。

    14个国家近30个实验室也对吉林陨石作了较深入的研究。在吉林陨石研究的十余年中,欧阳自远发表了50余篇研究论文,在多次全国性和国际性的学术会议上报告和介绍了吉林陨石的研究成果,并被国内外的教科书、专著、大百科全书等引用。美国科学院院士安德斯对该项成果十分赞赏,认为“中国的陨石研究已达到国际先进水平。”

    奏响“嫦娥奔月”

    这个普通人称为月亮,科学家称为月球的天体早就占据着欧阳自远的心灵。还在儿时,他就喜欢皎洁的月光、朦胧的月色,尤其喜欢在朗朗的月光下听奶奶讲月亮的故事。稍大他读过许多有关月亮的文章和诗词,他知道月亮有许多美丽的名字:玉蟾、玉盘、冰壶、飞镜、婵娟,而他最喜欢的名字是婵娟,大概是那句“千里共婵娟”意愿太美好。

    1978年,美国总统卡特的安全事务顾问布热津斯基先生来中国访问,卡特总统送给中国领导人两件礼物,一面中国国旗,那是由“阿波罗”登月飞船带上过月球的中国国旗,另一件是最新科技成果的猎物——一块由“阿波罗”宇航员从月球上取回来的只有1克重的岩石样品,样品被浇铸在一块有机玻璃内。

    “阿波罗”曾经6次成功登月取回岩石,这块岩石是哪一次登月,在月球上哪一个地方采集的?为了研究清楚这些疑问,这块珍贵的月球岩石样品交到欧阳自远研究团队的手中。

    欧阳自远把这块极小的岩石一分为二,一半珍藏在北京天文馆让公众参观,另一半用于科学研究。随后,他将需要对这块岩石进行分析鉴定的项目一一列出,并严格规定流程,组织了国内8个研究单位的几十名科研人员,对这个只有0.5克重的月球岩石进行了多项研究,发表了14篇论文,确认这块岩石样品是由“阿波罗”17号的宇航员登月时采集的70017-291号样品,而且确认了岩石的采集地点。

    这些研究为我国实施登月计划奠定了坚实的基础。

    月球,这个地球唯一的卫星,也是离地球最近的星球,对人类有着太多的诱惑。

    中国要自立于世界民族之林,当然不能置身于这场空间探测的竞争战之外。

    1970年中国成功地发射了第一颗人造卫星,开创了中国航天历史的新纪元,成为世界第五个有能力发射卫星的国家。几十年来,我们用自己研制的长征系列火箭向浩瀚的太空发射了一枚又一枚用途不一的卫星。

    欧阳自远除了一直在追踪自己研究领域的国际前沿外,一直在关注世界深空探测进展与成果,一直在关注中国航天领域的进展。到1994年他觉得中国可以做探月的准备工作了,于是找到“863”计划领导小组,递交了一个报告,要求给中国探月以支持,将其列入“863”计划。他的建议与航天领域首席科学家闵桂荣院士不谋而合,他也提出了中国要搞月球卫星的建议。1997年4月,中国科学院的杨嘉墀、王大珩、陈允芳三位院士以“863”计划的名义发表了“我国月球探测技术发展的建议”。

    从1994年起,欧阳自远就带领一批科研人员开始对中国探月工程开展预研性工作。1994-1995,进行了我国月球探测必要性和可行性研究;1995-1997,进行了我国月球探测发展战略与长远规划研究;1998-2000,进行了我国月球探测卫星的科学目标与有效载荷配置、我国月球探测关键科学技术问题研究;2000-2002,参加了我国月球探测工程综合立项论证。2004年年初批准立项,开始实施中国月球探测计划。

    前后光论证花费了十年。这是难熬的十年,没有坚定的信念,漫漫十年,如何度过?

    项目批准后,国家立即任命了绕月探测工程总指挥栾恩杰、总设计师孙家栋和首席科学家欧阳自远。孙家栋曾这样开玩笑说:“欧阳,我是给你打工的,我把你的眼睛和手伸到月亮上,至于你看什么拿什么我不管,这是你的事,但是送不上去,是我的责任。” “铁三角”精诚团结,从2004年年初立项,只用了3年多一点的时间,“嫦娥一号”奔月成功!

    “嫦娥一号”担负的是“4+5行动”任务——完成4项科学任务:拍摄三维立体月球地形图,探测月球上元素、矿物和岩石的分布,评估月壤厚度和氦-3的资源量,探测距离地球40万公里的空间环境;实现5项工程目标:研制和发射中国第一颗探月卫星,初步掌握绕月探测基本技术,开展首次月球科学探测,初步构建月球探测航天工程系统,为月球探测后续工程积累经验。

    探月工程触动了我们民族文化中一块温暖的软膜,“嫦娥一号”的成功,带给国人的不仅是豪情满怀,还有一种期盼千年、宛若与华夏嫁去月宫的女儿终于打了一回亲切的照面……

    在中国航天领域里,经过几代人艰苦卓绝的奋斗努力,无疑取得了举世瞩目的成就。但无论是我们的卫星,还是飞船,都在围绕地球运转,中国还没有离开过地球。中国的宇航员们还没有看到地球在飞船外急速退去,从似乎能触手可及,退为足球那么大,最后小到如身在地球的夏夜星空上最飘渺的一颗不知名的星子。

    中国的宇航员们也远没有美国宇航员到地球之外的另一个世界旅行的经历,尚难体验“我这是在哪里”“我还能回去吗”的无助感乃至无根感……

    发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是航天活动的三部曲,“神舟”系列载人飞船的成功发射,标志着我国已经初步完成前两个阶段的基础任务,而“嫦娥”绕月探测工程的启动,是中国实现深空探测零的突破的最佳选择,这意味着中国的目光已经投向月球以及更深远的外太空。

    若从1969年7月16日“阿波罗”11号登上月球算起,“中国的目光”比起“美国的目光”晚了近四十年。

    在经过十几年的偃旗息鼓后,从1989年时任总统的老布什宣布美国要重返月球算起,“中国的目光”也比“美国的目光”晚了近二十年。

    “嫦娥工程”的成功,如闪电般追上了“美国的目光”,已有美国、欧洲、俄罗斯、日本的国际深空探测俱乐部里,中国总算有了一把椅子,可与中国前后脚要挤进来的还有印度。

    如今作为月球探测首席科学家的欧阳自远经常会面对这样的疑问:“你一个学地质的,怎么会来研究‘嫦娥’?”对此,欧阳院士有很多话想说:“我参加很多国际月球会议,首席科学家几乎都是从事地球科学研究的科学家,是我过去曾经的好朋友和同行。我很庆幸,我的一生好像都是为了探月这一件事在做准备。”“我们正在积极努力、加快步伐,要全面探测太阳系,让中国飞得更远。”

    “更多的时候是艰难的,成功往往是瞬间的,而再要往前迈一步又是艰难的。耐得住没有希望的时候,才能取得最后的成功。”如同陨石一般坚实,如同月亮一样皎洁,这就是一个优秀科学家的品德!

    链接:

    “嫦娥奔月”是中国家喻户晓的神话故事,相传嫦娥吞下灵药后飞上月亮。2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。

    发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。重返月球,开发月球资源,建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源,月球上特有的矿产和能源,是对地球资源的重要补充和储备,将对人类社会的可持续发展产生深远影响。国务院正式批准绕月探测工程立项后,绕月探测工程领导小组将工程命名为“嫦娥工程”、将第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”。“嫦娥一号”卫星由中国空间技术研究院承担研制,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。

    北京时间2009年3月1日16时13分10秒,“嫦娥一号”卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确落于月球东经52.36度、南纬1.50度的预定撞击点。至此,在经历了长达494天的飞行后,静谧、遥远的月球土地终于成为这位中国首个“月球使者”的生命归宿。而随着此次“受控撞月”的准确实施,中国探月一期工程也宣布完美落幕。

    “嫦娥二号”于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空,并获得了圆满成功。“嫦娥二号”主要任务是获得更清晰、更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据,因此卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将更高,其他探测设备也将有所改进。为“嫦娥三号”实现月球软着陆进行部分关键技术试验,并对“嫦娥三号”着陆区进行高精度成像。进一步探测月球表面元素分布、月壤厚度、地月空间环境等。当前,“嫦娥二号”已经从月球转移到距离地球150万千米的拉格朗日2点,开展对太阳的探测。

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