欧阳自远,天体化学与地球化学家、中国月球探测工程首任首席科学家,中国科学院院士、发展中国家科学院院士、国际宇航科学院院士。2014年11月4日,国际小行星命名委员会将由中国国家天文台发现并获得国际永久编号的第 8919 号小行星正式命名为“欧阳自远星”,以表彰欧阳自远为中国月球探测事业所作出的杰出贡献。
欧阳自远院士近照
1935年,欧阳自远出生在江西古城吉安。有着强烈求知欲和好奇心的欧阳自远,从小就对星空产生了浓厚的兴趣。1952年报考大学时,恰逢新中国提出实现国家工业化,号召广大青年“唤醒沉睡的高山,献出无穷的宝藏”,这让他热血沸腾,毅然决然响应国家号召,报考了当时国家最需要的地质学专业。从北京地质学院(现中国地质大学)毕业后,他又报考了中国科学院地质研究所,成为研究矿床成因与找矿方向的副博士研究生。
1957年苏联发射第一颗人造地球卫星,宣告了人类空间时代的到来。1958年,苏联和美国开始探测月球,1960年又开始探测火星。这些消息使当时还在矿洞里观察矿脉和岩石的欧阳自远为之一振。他认识到,要更系统、更全面地认识地球,就必须“跳出”地球,从更宏观的“太阳系家族”角度去进行研究。他说:“我们做地质成天像蚂蚁一样在地球上‘爬’,假如有一颗卫星绕地球运行,它能够全面精细地观测地球的气象变化与环境、地形与地质构造、岩石类型与分布等,那必将是另一番景象。对月球与火星的探测,意味着人类对地球和太阳系的研究进入一个全新的整体性认识阶段。中国如果在这个崭新领域落后于人,必将成为民族最大的憾事。”欧阳自远坚信地质学必将与探测地球、月球与行星的结果相关联,中国也必将进入空间时代。于是,他把精力放到了陨石、月球和行星地质研究上,要为中国空间时代的早日到来做准备。
欧阳自远利用一切机会开始自学天文学、月球科学和行星科学等方面的专业知识。他一方面收集整理、综合分析研究美苏两国探测月球与行星的科学目标、技术路线、载荷性能和探测成果;另一方面开始研究各类地外的物质,如陨石、宇宙尘埃、月球和火星的岩石等,建立相关的实验室,并结合国情,着手梳理中国开展月球和火星探测的战略目标、发展步骤和规划。历经35年的不懈努力,1993年,欧阳自远正式请求国家组织专家对开展月球探测进行评审论证:首先是对“中国开展月球探测的必要性与可行性研究”进行论证;继而是对“中国开展月球探测的发展战略与长远规划研究”的论证;最后进行“中国首次月球探测的科学目标、载荷配置和可实现性研究”的专家论证。1994—2003年,历次论证都得到了各个专家委员会的一致同意和支持。
2004年1月,“嫦娥一号”探月计划正式获批,已近古稀之年的欧阳自远成为这项计划的首席科学家,肩负起制定中国首次月球探测科学目标设计的重任。
2007年,中国发射了第一个月球探测器“嫦娥一号”,成功绕月探测16个月,取得了月球空间环境、全球性地形地貌、地质构造、土壤厚度分布与氦-3资源量、岩石与矿产的类型和分布等方面的一系列科学探测重大成果。
2010年,中国发射了“嫦娥二号”探测器,绕月运行8个月,首次绘制了全月球最高分辨率为7米的地形图和三维立体图,全面提高了“嫦娥一号”各项探测数据的精度等。在完成月球探测任务后,“嫦娥二号”又受控飞往距离地球150万千米的日地引力平衡的L2轨道,连续工作235天,取得了人类首次完备的太阳爆发和太阳活动的记录。此后,“嫦娥二号”再立新功,飞往700万千米之外的图塔蒂斯小行星进行交会探测,首次取得了小行星形状、大小与表面特征图像。当前,“嫦娥二号”已成为一颗绕太阳运行的人造小天体。
2013年,“嫦娥三号”首次实现了中国探测器软着陆月球风暴洋虹湾地区,进行着陆器的就位探测和月球车的巡视探测。这是国际上首次开展“观天、看地和测月”探测:着陆器在月面用月基望远镜观测天文,发现了一批新型双星和新天体;极紫外相机监测地球等离子体层的结构、密度与变化,研究地球环境变化;“玉兔一号”月球车拍摄月球地形、测定岩石和土壤成分,携带的测月雷达实现人类首次探测月面下浅层结构与变化。
2019年初,“嫦娥四号”成为人类首次成功登陆月球背面的探测器。除正常开展月球背面的地形地貌、岩石成分、表面环境探测外,“嫦娥四号”充分利用月球背面特殊条件,首次探测来自深空的低频和甚低频信息、月球背面中子和辐射剂量、中性原子等,首次发现了月球深部古老的月幔岩石,揭开了古老月背的神秘面纱。
2020年,“嫦娥五号”先后经历了两次发射起飞(地球与月球)、两次着陆(月球与重返地球)、近月空间无人自动交会对接、在月面铲取和钻孔取样品、首次将月壤和月岩碎块(1731克)带回地球等操作环节,完成了迄今中国月球探测最复杂、最艰巨的一次任务,并成功收官。有国外媒体评价说这是“中国迄今为止最雄心勃勃的探月使命”,是“风险最大的太空任务之一”。
2020年12月17日,“嫦娥五号”返回器带着1731克月球土壤和陨石碎块样本,稳稳降落在内蒙古四子王旗着陆场。国家立即组织全国各相关高等院校和研究院所,开展实验室的系统测试与研究。在短短的几个月内,研究成果相继在《科学》《自然》等国际国内重要科学杂志上发表,计有研究论文16篇。
60多年来,对于月球在45亿年前形成之后的演化历史,人类100多次月球探测的研究成果只能揭示其中距今40亿年到30亿年的部分。40亿年之前和30亿年以来的历史进程,给全世界留下了“月球演化的‘一老’和‘一新’难题”。而“嫦娥五号”采回的样品确证,距今20亿年前,月球仍然有玄武岩的火山喷发,形成大面积玄武岩熔岩流覆盖,将人类对月球演化的生命历程的认知延长约10亿年。中国的研究成果得到国际同行的称赞,引起强烈反响。
从“嫦娥一号”到“嫦娥五号”,欧阳自远院士见证了中国探月工程的每一个环节。
1978年,美国赠送给中国1克月球土壤,欧阳自远协同相关实验室,只用其中0.5克进行研究就发表了14篇论文,加深了对月球演化历史的理解。40多年后,我们自主采回了1731克的月球土壤和月岩碎块,并取得了举世瞩目的研究成果。
欧阳自远表示:“我们的宗旨是:别人做过的基础性科学探测,我们也必须要做,而且一定要比别人做得好;别人没有做过的、又具有重大科学意义的项目,我们每次探月都有1—2项,并做出创新性的重大成果。”
“深空探测,探月只是一个起点,我们的目光已朝向更广阔的太阳系空间。”欧阳自远说,“嫦娥五号”成功“挖土”归来,让中国未来更有底气去火星、小行星等地外天体探测并采样返回,更有信心去探索太阳系的星辰大海。
他认为,探月精神是对中国“两弹一星”精神、载人航天精神的继承。“我负责过中国地下核试验场选场与防止地下水污染,爆后验证成功。”“有多少当年参与‘两弹一星’的科学家,默默无闻地奋斗了一辈子,最后怀揣着科学理想走到生命的尽头,直到埋骨戈壁滩都没能看到自己的梦想实现。而我已经能看到梦想在遥远的太空深处展现的淡淡轮廓。”作为我国天体化学学科的开创者、月球探测工程的首任首席科学家,欧阳自远始终强调,“是国家的发展与重大需求,引导和培育我成长。”
在欧阳自远看来,中国的载人登月“肯定会有,但必须与无人月球探测阶段相衔接”。“2035年前,我国将建成月球科研站,择机实施载人登月探测以及建设有人驻留的月球基地,开发利用月球能源、资源与环境。月球不仅太阳能非常丰富,还有很多矿产资源。月球没有大气、没有磁场,这一特殊环境可用于生产一些生物制品和新材料。月球还将成为载人登陆火星的转运站。我们还将进行火星与小行星取样返回,还要开展行星际穿越探测,探测木星及其卫星系统。中国要向太阳系的星辰大海挺进,这是我们的目标。”欧阳自远说。
(采访对象:欧阳自远 天体化学与地球化学家,中国科学院院士)