導讀

嫦娥五號在技術方面花幾十個億值，這為我們國家未來的更大的載人登月工程奠定了一個很好的基礎。很多年輕人在這裡面都是得到了非常好的鍛鍊，它能夠取得百分百的成功是非常不容易的。

本影片是對中國科學院國家空間科學中心周炳紅研究員的獨家採訪

影片連結：

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本影片釋出於2020年12月22日，播放量已超四百萬

精彩呈現：

問：您可以簡單介紹一下自己嗎？

周炳紅：我大學本科的話，是跟袁嵐峰老師讀的同一個大學，也就是中國科學技術大學。但我是在力學系。那麼後來回國我就有十來年，都是從事火箭儲箱裡面推進劑的流動與傳熱的研究。那麼現在我在做小天體撞擊地球的災害效應以及防禦。

問：您和袁嵐峰老師是怎麼認識的呢？

過了幾天，當時是12月27號，長征五號復飛。當時我提前了四天，在網上就跟袁嵐峰老師建議，說我們能不能搞一個復飛的直播，因為我的特長就是做火箭研究，所以非常有緣分。他也就同意了。

應該說見面和認識，都是在12月27號，長征五號復飛成功的那一天，也是很有紀念意義。

問：您在得知嫦娥五號成功落地後，當時什麼心情呢？

周炳紅：落地的時候的心情應該說，跟嫦娥五號升空的時候大不一樣。嫦娥五號發射的時候我在現場。我是第一次看火箭發射，雖然研究了十幾年。當時我是嚇傻了，我就想跑。但是又沒地方躲，因為整個雲都是通紅的。我當時很害怕。那火箭在我頭頂上拐彎，我真的是擔心它掉下來，但是後面我就，應該說就是波瀾不驚了。它成功了我是非常高興的。很不容易，因為嫦娥五號，在長征五號延期的幾年，儲存了幾年，我們還是很擔心它在儲存過程中可靠性會下降。最後應該是得了一個非常漂亮的，應該是100分加。大家都非常地高興，我也是很高興的。

周炳紅：同事們都很開心，因為我們單位的同事，參加了一些載荷的研製。然後我們科學院的話，還有很多人是負責，相關的科學研究，他們應該說是最高興的。因為只有樣品拿到了，他們才能開展後面的太陽系起源演化，特別是月球形成過程的研究。

周炳紅：我覺得值得說的有兩個方面，先說一個比較好玩的。

一個就是，大家很關心的 “美國人到底是不是真的登上了月球？”大家就覺得這是一次很好的機會。我們的登月的方案跟美國阿波羅當時登月方案很接近。應該利用這次機會，做一個很好的面向全中國，甚至全世界的科普。我覺得這是非常好的一個機會，大家都想利用好機會，進行科學的宣傳，這是一方面。

第二方面就是大家也注意到了，這是我們國家第一次能夠第一手地站在科學的前沿，直接地拿到月球的樣本。我們國家很多科學研究也開始站在人類的最前沿了。因為這是幾十年後我們國家才拿到了樣本。大家都開始來看我們國家的科學家是不是提出了什麼新的科學假說。其中大家就注意到一個是國家天文臺的李春來研究員，他們已經在《自然》雜誌上發表文章，說我們國家在嫦娥四號專案中是看到了可能是橄欖石，那是在月球上千公里深處，應該是撞出來的。如果是這樣的話，那就證明了月球是經歷了月幔的分異，也就是它會分層。跟我以前的分層流動研究有一定的關係。就是它會把月球深部的石頭給撞出來了。我們國家找到了證據。

還有一個就是也提出了一些猜測。這次我們嫦娥五號拿出來的樣品它其實是大概在20億年前左右形成的。如果是樣品分析證實了這一點，那應該說我們國家是補足了我們人類對月球演化過程研究的一個非常重大的一個空白。對檢驗西方國家提出的一些理論假說都具有非常重大的科學意義。所以我們國家的科研已經是站在對人類的知識做貢獻的層面上來了，大家都非常地期待。

問：您有參與過嫦娥五號的相關的工作嗎？

周炳紅：直接的嫦娥五號我是沒參加。我參加的是長征五號的研製。

有兩點。

第一點就是長征五號火箭一級和二級之間分離。它現在是冷分離。什麼叫冷分離？

就是一二級分離的時候，二級還沒有點火，分離過幾秒後它開始點火。那麼這幾秒就是我的專業，叫微重力。這時候沒有點火，它進入一個微重力狀態。要保證點火成功，這個微重力、級間分離時序的設計我是參加了。

第二個就是火箭飛行的過程中，它會在中間經歷一個微重力滑行段。也就是二級發動機要關一下。然後過了大概1000秒，對準了月球以後再二次點火。那麼這一段時間的流動以及壓力下降規律，是我帶著我們的研究生一塊完成的。

問：嫦娥五號落地地址為什麼要選在內蒙古四子王旗這個地方？

周炳紅：其實說為什麼選在這呢，我們要回答為什麼不選擇別的地方的問題。

這有兩個點。

第一個就是為什麼不選擇海上。美國就選擇海上回收。因為美國他海岸線長，它的發射場也都在海邊，所以他回來的時候在海上是很方便的。另外就是他們有航母，惡劣的海況他們應對起來也很有經驗。那麼我們國家不是不可以去海上？去海上的話應對惡劣的海況成本太高了。所以我們沒選擇海上。

第二個就是其實我們在陸上還是有其他的回收場。比如上次長征五號B發射的我們國家新一代飛船，其實就落在叫東風回收場。那個回收場其實離火箭發射場還更近。那麼為什麼選擇四子王旗呢？主要是因為那個地方它有個優勢。就是比較大，人口也稀少。另外我們國家以前的神州飛船都是在那回收的。我們的測控裝置、人員、經驗都是在那。所以一般情況下我們還是會選擇在那。其實是理論上是可以有備用的回收場。

問：嫦娥五號剛落地的時候立馬有人上來給它貼暖寶寶。為什麼要貼暖寶寶呢？如果嫦娥五號被凍住了會怎麼樣呢？

周炳紅：嫦娥五號返回艙它其實是有姿態控制器的。因為它要精確地控制它再入大氣層。那麼這個控制系統裡面要用到化學的推進劑。這個推進劑一般來說是叫無水肼，是一種有毒的化學物質。它有毒，這是第一個。第二就是它跟水的化學性質很接近，密度也差不多，冰點也差不多，它在1.4度左右就會結冰。結冰以後需要把有毒的無水肼排空不容易。第二個就是怕它在運輸過程中結冰。結冰以後膨脹把一些裝置給弄壞了。它運到我們北京以後，我們要把推進劑排空，再運到航天城以及國家天文臺進行樣品的處理。所以給推進劑保溫的原因主要是怕推進劑結冰。

問：為什麼中方表示，是否把樣品分享給NASA，取決於美國政府的態度呢？

周炳紅：那是這個原因。就是因為前幾年，應該說是快十年前了，美國出臺了這麼一個政策，就是它禁止它們NASA跟中國進行航天合作。所以我們中國的意思是，在你這種航天政策下，我們給他樣品違反了他們美國人制定的政策。大概就這個意思。相當於我們國家在這方面，其實是一個反問，一個政策上的主動吧。

問：您估算一下成本，那我們一千克的月壤大概要花費多少錢呢？

周炳紅：就是它不兩公斤嘛，按兩公斤算。根據我們一般衛星的研製成本以及火箭的成本，每公斤大概是不會少於一億美元。一公斤的成本大概要合個小十億人民幣了。就是很大的一個成本。因為它涉及研製人員將近上萬人，而且研製了將近十年的時間，所以投入的成本還是很高。

問：您覺得值得嗎？

周炳紅：我覺得是非常值得的。為什麼非常值得呢？從兩方面看。

第一個方面剛才前面也說了，就是我們中國開始從整體上，應該說在這個上首先突破，向全人類提供新的科學知識。我覺得這是一個轉折點。這個科學意義非常重大。就是它提供關於月球形成演化以及太陽系幾十億年前到底發生了什麼的科學知識。這有非常大的科學意義。

第二方面就是工程技術上的意義。要組織這麼大一個工程，而且費時十年。最後整個系統的複雜度跟阿波羅工程其實是相差不大的。它整個的流程跟阿波羅工程是基本上是一樣，只不過它沒載人。那麼能做到現在很漂亮的一百分是什麼意思呢？就是我們國家航天人才隊伍得到了非常好的鍛鍊。我們國家的系統工程方法也得到很好的檢驗。這對於我們國家以後組織來進行大的工程建設，甚至是國家的管理，都是有非常重大的意義的。這些方法都是值得社會方方面面一起來學習。一個是科學方法，一個是技術方法，都是值得所有行行業業的人來借鑑。

問：那如果您有機會拿到一部分嫦娥五號帶回來的月壤，您會想拿它來做什麼呢？

周炳紅：我直接去從事嫦娥五號土壤研究應該說是太晚了。因為其實這個都是很多的專家研究了一輩子的事。我們剛才提到李春來研究員，以及地球地質物理所的林楊挺研究員，以及我們國家空間科學中心的鄒永廖研究員，他們是專門研究這個的。這個科學研究它是一個要準備很長時間的一個過程。雖然最後他們的研究你看起來好像是幾個月、一年就研究完了。其實是準備時間，真的是一輩子的事情。

那麼如果要問我，我現在關心什麼？我們是做那個小天體的。其實我關心的是能不能在月球上找到地球的石頭。就是我們地球的石頭有沒有到月球上去？有沒有到火星上去？或者說地球6500萬年前恐龍滅絕的那個石頭能不能在外太空找到？或者是將來把它抓回來，實證確實有6500萬年前的地球石頭飛出去了。在月球、火星或者在太空，我們能夠抓到它。以後如果有機會，這是我會努力去做的地方。而對於月壤的研究，相對來說，就是我跟大家一樣，是個門外漢。

問：嫦娥五號帶回來的一部分月壤，它將儲存在湖南以告慰毛主席，那這部分的月壤它會以怎樣技術進行儲存呢？

周炳紅：它其實主要一個是紀念我們國家的歷史上的人物偉人毛澤東，這是第一個。因為他們那時候就有飛天的夢想，代表了我們整個民族對太空的嚮往。第二個方面就是它其實在技術上是有意義的，叫災備備份。什麼意思呢？你如果只放在一個地點，萬一這個地點發生了地震災害或者是其他的災害，樣品毀壞了，就很麻煩。這也是系統工程的一個思想：就是說我在湖南放一份，在別的地方放一份，這兩個地方同時發生災難的機率就是非常小。這有點像我們那個載人航天需要有一個那個逃逸塔。逃逸塔的可靠性是百分之九十幾，下面兩級火箭的可靠性也是百分之九十幾。這樣兩個安全措施它其實不會同時失效的。這樣整個就能做到基本上萬無一失了。這樣對樣品的長期儲存就很有價值。那麼具體怎麼儲存？應該是跟美國差不多，就是用各種密封材料。月壤被分割好以後，密封材料可以把它封裝起來。這樣就不會受地球上大氣的影響。

問：如果嫦娥五號這次返回失敗了，您認為會對您和您的航天朋友們會有怎樣的一個影響？你們會有怎樣的感受，然後您認為這對中國的航天事業 會有怎樣的一個影響呢？

周炳紅：如果失敗了，我覺得肯定是有很多人會很難受的。因為確實是研究了十年。我們這次也看到新聞，在航天城的慶祝儀式舉行到了十點。那些參與研製的年輕人都在那裡是徹夜的歡呼和慶祝。如果是沒有成功，我想他們是非常傷心的。現在網上其實也可以看到各種節目和影片，他們在指揮控制室，都是年輕人，可能三十歲上下。他們都是非常專注地盯著自己的螢幕，一直在等待著這個訊息，非常專注地投入。我看到他們的精神面貌，是覺得很有信心。

對我來說我覺得失敗了也沒什麼。因為我年紀其實就是跟袁老師差不多，我們確實經歷的事情可能更多一點，我們一般也更看重過程。我覺得這最後一下應該是水到渠成的一個結果。如果它沒來，對我個人來說也會比較淡定。但對那些年輕人，我覺得是很需要這個成果激勵他們以後更加努力地投入到航天事業中去。我在中央電視臺看到他們聚精會神地看著螢幕，看著嫦娥五號的資料。看到他們的精神狀態我就知道這個未來是沒問題的，是有希望的。所以對我來說我就覺得不是很擔心。而且我們其實還有一個嫦娥六號的備份。這樣我們嫦娥六號現在就不用去月球現在這個地方，可以去南極或者是背面，去找有水冰的地方再去採其他的樣品。

咱們國家公佈的載人登月計劃在進行關鍵技術研究。其實網上也說了我們國家那個480噸推力的液氧煤油發動機，以及200多噸的液氫液氧發動機，也都已經冷試車完成。估計過兩年就能聽到熱試車，也就是點火的訊息。那麼點火以後，關鍵技術攻關以後，國家如果需要，就會進入載人登月的正式立項階段。

問：那嫦娥五號的成功對於中國的載人登月有什麼意義呢？

周炳紅：我覺得首先就是嫦娥五號的技術，這個技術流程跟將來載人登月的技術流程基本上是一致的。所以它奠定了一個很好的基礎。這也是為什麼我們嫦娥五號一個三百多公斤的返回艙只帶回來兩公斤樣品。它獲取的再入大氣層的方法，特別是再入大氣層的熱流的資料，對以後載人登月返回都是有直接的借鑑意義的。還有就是它整個的從月面起飛、在環月軌道對接，這些技術以後都可以拓展，可以繼承到我們的載人登月之中。所以說它花幾十個億值，也就是在技術方面。這為我們國家未來的更大的載人登月工程奠定了一個很好的基礎，也培養了人才。很多年輕人在這裡面都是得到了非常好的鍛鍊。它能夠取得百分百的成功是非常不容易的。

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作者簡介：袁嵐峰，中國科學技術大學化學博士，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心副研究員，科技與戰略風雲學會會長，“科技袁人”節目主講人，安徽省科學技術協會常務委員，中國青少年新媒體協會常務理事，入選“典贊·2018科普中國”十大科學傳播人物，微博@中科大胡不歸，知乎@袁嵐峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

背景簡介：影片釋出於2020年12月22日《獨家採訪中國航天人：20億人民幣換2公斤月壤，非常值得！》（https://www.ixigua.com/6909037335862575620）。