科学工程是设计和实验的产物，机械和电子工程是如此，建筑和道桥工程是如此，航天科技工程更是如此。中国的航天探月工程是一项浩大的系统工程，绝对属于“大项目”和“大国重器”的范畴，在探月工程取得令国人自豪和世人瞩目的巨大成功的背后，我们终于可以了解到在“嫦娥3号”一揽子工程的背后充满了科学设计和试验精神。嫦娥3号探测器在14日的21时11分成功登月，通过央视的直播节目，我们的心也是“千万里追寻着你”，以非常好奇的心境观看飞行器在月球表面实现“软着陆”的每一个预定的步骤。可以提到的激动人心的消息有很多，诸如：中国成为世界上第三个有能力独立自主实施月球软着陆的国家；这是1976年到现在将近40年之后，人类再次将月球车以软着陆的方式投放到月球的表面，美国和前苏联做到的，中国也做到了；中国有资格分享月球丰富资源的开采；在月球的虹湾，中国的月球漫步者首次在月球的土壤上留下车轮的痕迹；中国的“嫦娥和玉兔”已经在月球的表面享受温暖的阳光，黑夜的日子是“广寒宫”；白天的日子则是“火炉宫”。

月球探测工程有怎样的科学意义？与我们的日常生活有怎样的联系？这是网友和观众都非常关注的事情。按照中国空间科学院和中国航天工程总公司以及国外同行专家的解读，从科学价值上看，探测月球的最终目标是建立月球基地，将月球建成地球的一个“跳板”，从月球低重力的环境中发射深空探测器，在月球上建立“月基天文台”，利用月球无大气的特性，用肉眼和望远镜来观测优美而深邃的天空，至于国外媒体强调的中国可以在月球上建立导弹基地，形成一种中国版的“月球威胁论”，实在是缺乏依据的“奇思妙想”。从资源利用的价值上看，月球上的氦—3是一种氦的同位素，比地球上的存量丰富得多，探明的储量至少在1百万公吨，足够人类在地球上使用1万年，考虑到中国由于大量的煤炭燃烧会产生雾霾的恶劣天气，全球由于石油和天然气的燃烧会产生气候变暖的灾难效应，用完美的核燃料氦—3替代油和气体肯定是一种完美的选择。当然前途光明，道路崎岖，中国的无人探月工程分“三步走”，嫦娥3号是第二步，嫦娥5号是第三步，嫦娥5号的发射时间定在了2017年，发射地点定在了海南的文昌，它的一项使命就是在月球的表面钻洞取土，将月球的物质样本带回地球。

月球探测工程经过了长时间、多次反复的设计，拿嫦娥3号携带的月球车玉兔来说，它的质量约为140公斤，以太阳能为能源动力，在月球表面巡视时，采取自主导航和地面遥控的组合模式，通过相机的“眼睛”，识别周围的障碍，自动规划行走的路迹，遇到超过20度的斜坡，高于20厘米的石块，直径大于2米的撞击坑时，能够自主判断，进行安全避让。月球车的设计考虑到了月球土壤扬起的灰尘，避免仪器的损坏。由于月球的昼夜温差很大，白昼时温度高达150摄氏度，黑夜时温度低至零下180度，因此在“玉兔”的设计中必须采用隔热和散热的技术，材料的选择能够耐受300摄氏度以上的温差。由于月球绕地球一圈需要28天，月球的自转也是28天，月球上的一昼夜相当于地球上的28天，因此科研人员为“玉兔”设计了两种模式，一种工作模式选择在白天，一个白天相当于地球的14天；另一种休眠模式选择在黑夜，一个晚上相当于地球的14天。“玉兔”号的设计使用寿命是3个月，在工作模式时，太阳能电池板是伸开的，而在休眠模式时，电池板则是收起的。至于媒体和网民担心的3个月之后，美国人等去“收拾残局”，窃取“玉兔”的国家机密，我们的看法是这就像目前不可能在月球上开采资源一样，成本大得令人“望而却步”。

月球探测工程经过了长时间、多次反复的试验，拿嫦娥3号携带的月球车玉兔来说，中国的科研人员在北京的实验控制室模拟了月球的地形地貌，从长白山运回了与月球表面物质相似的火山灰，通过钢丝吊挂月球车，模拟了月球的重力环境，对不同齿轮类型的刚性车轮进行了牵引特性的实验，分析了齿轮在人工月球表面的行驶阻力，确保了“玉兔”，或者是科技人员称之为的“月面巡视探测器”的平稳运行。不用说嫦娥3号的着陆器已经在巨大的室内月球场进行了成千上万次的模拟月球重力环境的撞击实验，央视在12月14日星期六晚9时嫦娥3号着陆过程中对精彩画面的直播只有短短的720秒，也就是直播7500牛顿的主发动机点火到熄灭后3米高的“自由落体”运动，而科研人员为了这3米高“自由落体”的撞击实验整整用去了6年时间。月球车“玉兔”还在离敦煌200公里的一个人迹罕至的沙漠地带进行了“实战训练”，那里的环境最接近月球的表面。

至于说“玉兔”“浑身是宝”，是一个智能的机器，或者是网民称之为的“机器人葫芦娃”，不太像一只“兔子”，我们说“玉兔”携带的高科技设备已经在地球的环境中得到充分的应用，比如：巡视器和着陆器相互拍照所用的照相机，月球车底部安装的测月雷达，可以对月表以下上百米的深度进行土壤结构的测量，红外线光谱仪对月球表面的物质进行化学元素的现场分析，国家天文台用射电望远镜接受着陆器和巡视器传回的图像信息等等，已经是成熟的技术。中国的科技人员并没有躺在嫦娥3号成功着陆后赢得的鲜花和掌声之中，困难和挑战是巨大的，即使在发射中出现了一些故障，人们也是完全可以理解的，毕竟美国和前苏联的探月成功率只有60%左右，2017年发射的嫦娥5号会更加复杂，除了着陆器以外，增加了上升器、轨道器和返回器，现有的火箭和发射场都不够用了，必须研制新的大功率长征火箭，建设新的发射场等等，未来的载人登月还是后续的事情，可以留给媒体和网民去争议和讨论。科学工程之所以是设计和试验的产物，就是因为始终存在工程中的各种风险，没有什么工程的风险能够比得上航天科技工程所具有的风险，反复的、多次的试验就是为了提升安全保障的水平，最大程度地减少故障的发生，哪怕是一个小的故障也会导致航天工程难以想象的灾难。

（邓如山2013-12-17）

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