不仅是月球、火星、木星，中国要探测太阳系的星辰大海 | 子智库

演讲/欧阳自远 整理/涓涓 编辑/杨溪

出品 | 腾讯新闻×子智库

“月球有很多资源，但是开采划不来，成本太高，带上去一瓶矿泉水都得要25000美元！”

12月21日，在腾讯新闻·子智库主办、北京大学光华管理学院联合主办的“请回答2020腾讯风云演讲暨2019经济年会”上，中国科学院院士、中国探月工程首任首席科学家欧阳自远介绍。

欧阳自远详细披露了中国雄心勃勃的太空探测计划首先是探月大计划——包括探测车在月球背面降落、取样、返回，以及载人登月、建设月球基地；然后，2020年实现中国的首次火星探测，2021年初到达火星；再之后的十年，要飞到地外小行星、探测木星；2030年以后，要飞的更远——探测整个太阳系的星辰大海。

欧阳自远提到，这些太空探测的考虑是人类需要找到第二个家园，以防地球环境不断恶化，难以承载人类繁衍和生存。“我们一定要在临近的地方找一个天体去改造，让它变成第二个地球。”

与太空探索高昂的成本相对应，欧阳自远也介绍了可能的“钱”景中国（航天）五院预计，地月经济带每年的产值大概有十万亿美元——小行星有贵金属，开采是有价值的。并且，嫦娥一号明，月球表面有116万吨氦-3——全世界的发电大概需要100吨氦-3，中国只要8吨就够了。而月球土壤里的氦-3资源，至少可以解决全人类未来一万年以上的能源需求！

此外，在月球南极，“假如设置军事基地的话，用光速武器1.3秒可立即摧毁地球空间和地球表面的各种军事设施，而且地球无法反”。

以下是演讲全

中国“两个一百年”的梦想，第一个一百年很快就要到来了，国家批准了我们三项任务（2018年嫦娥四号，2019年嫦娥五号，2020年首次火星探测）。

探月大计划

根据整个中国月球探测的进展，第一步是无人探测，无人探月又分成三步骤一是卫星绕着月球飞，全面性、整体性、综合性地了解月球，这是嫦娥一号和嫦娥二号已经发射完成了的；二是要落月探测，就是要落在月球上发现最关键的科学问题，进行探测，是嫦娥三号、嫦娥四号的任务；三是要取样返回地球，是嫦娥五号、嫦娥六号的任务。现在，嫦娥一二三四号都发射了，2018年国家批准我们发射嫦娥四号着陆到月球的背面，2019年我们取样返回，2020年中国要飞得更远，要去探测火星。

2018年时，我们想去探测月球的背面，嫦娥三号已经落在正面了，这次要落到月球的背面。什么叫做月球的背面呢？大家知道地球跟月球的关系，我们站在地球上月亮时，自古以来只能到半个月亮，背面半个月亮谁也没见过，它永远没有露出来它的真容，因为月球自己转一圈的时间是一个月，绕地球公转也是一个月，它永远以一面朝向地球。当中国宣布要到月球背面着陆时，很多人给我来劝我不要去，说，背面都是外星人，不要去惹祸。我心里有底，绝对不会出现这样的事情。

到月球背面去有一个最大的问题，着陆器在月球背面着陆的时候是不见的，跟地球不能通讯，因为完全隔绝，这就很困难了。月球的背面，高山起伏，地形崎岖，非常险恶。我们的着陆位于一个撞盆地，是40亿年前一个小天体撞出来的，盆地直径2480公里，要降落在那里是非常困难的。此前，全世界着陆月球一共有20次，美国一共着陆了11次，苏联着陆了8次，而中国就是嫦娥三号着陆过一次，这次嫦娥四号选择着陆在月背，人类还从来没有过。

我们怎样解决这个问题呢？幸好200多年以前法国数学家算出来，地球跟月球在某一个位置上引力是平衡的，在距离月球6.5万公里、离地球44.5万公里的地方，假如放置一个中继星的话，既可以到月球背面也可以到地球，借助中继星，既知道它在月球背面的工作情况，又能跟地球通讯，把地球的指令传给月球背面，把月球背面的情景反馈给地球汇报，这样一切问题都解决了。因此，首先得发一个中继星到拉格朗日2上去。

2018年5月，我们发射了这个中继星，到了拉格朗日2以后，我们要它打开天线拍张照片来。最后拍回来了月球的背面，这是我们从来没见过的另外半面月球，照片中也到了远方宇宙中我们最美丽的家园——地球。

紧接着2018年12月，我们发射了嫦娥四号。嫦娥四号是一个着陆器，带着一个月球车，共同着陆到月球的背面。虽然不到，但我们有通讯可以联络上，它行程要走五天左右。去月球背面，最大的难题是什么？飞到月球后，嫦娥四号要自动调整轨道到着陆区的上空，朝着着陆降落下去。嫦娥三号降落时是斜着降的，因为地面平坦。但嫦娥四降落的山势很高，比珠穆朗玛山还要高，斜着降落必然会撞得粉碎，所以我们让它垂直降落，着陆到月球背面巨大的撞盆地的一个坑里，这个坑的深度大概12.8公里，很深的一个坑。

着陆了以后，大家可以到月球车从着陆器上走下来，为什么月球车要拐个弯到了着陆器另外一边呢？因为着陆器和月球车要相互拍照，月球车的国旗在前面，我们可以印到邮票上向全世界公布，着陆器的国旗在另一头，月球车得绕个弯过去到那头给着陆器拍照，拍了照以后按照我们的指示，一路慢慢地完成它的任务。

到底到月球背面干什么呢？干吗非得到月球背面去？

有几件事情是人类一直想知道的，我们的宇宙，我们的银河系经常发出各种波长的特殊科学息，我们基本上都可以收到，但是波长比较长的收不到。地球有个电离层，给我们做了很多好事，比如说无线电通靠它，我要打电话到美国，一按就接通了。但是长波通讯，长波的各种息被这个电离层捣乱、搅的不清了，我们就得不到这些息。连月球的正面，也被地球的电离层干扰了。我们只有一个办法，跑到月球背面去——月亮的正面挡住了地球的电离层——那个地方是科学家们梦寐以求的好地方，可以安安静静地获得宇宙当中各种长波的电磁波息。所以我们必须到月球背面去，在我们的着陆器上有一个低频射电频谱仪，专门接收这种长波息。

还有一个因非到月球背面去不可。大家知道，在月球正面已经着陆了很多探测器，但是月球正面空间有限，月球正面大片都被玄武岩覆盖了，月球最古老的东西全部被盖住了。所以要想知道月球的整个历史，在正面只能得到40亿年到今天的全部样本和证据。就像中国的历史，从秦始皇一直到汉唐宋元明清、民国、中华人民共和国的历史我们都知道，但是秦始皇以前的夏商周、春秋战国没有详细记录，我们并不确切知道。所以，要知道月球的全部历史，只有到月球背面去，到那个40亿年前撞的大盆地里头去探索。因为40亿年前小行星撞后，把底下全部的石头翻出来了，更古老的息全在那个坑里头。所以，嫦娥四号只有一个选择，要降落到那些最古老的石头里去，要把月球的历史从头到尾最完整地呈现出来。

第三，月球背面人类从来没有降落过，它的环境怎么样，它的空间怎么样，要知道这些，就非得到月球背面去不可。

嫦娥四号现在已经工作一年了，也就是说在月球上已经工作了“12天”，因为月亮的一天是地球一个月，白天半个月，晚上半个月长，漫漫长夜，零下190度，冷极了，我们在它的屋子里面安了暖气，是子能电池发热，否则电子仪器一下就崩溃了。我们一直工作地很完美，到现在，嫦娥四号还在工作，而且获得了大量人类从来没有得到过的科学数据。今年按照计划，我们要到月球上采样返回，我们选择了一个，离阿波罗采样一千多公里以外，在那里有很多新发现，我们一定要采到那个地方的样品，准备着陆在那。着陆以后，用电铲采取土壤样品，还要打钻取样，把所有样品装回锥形返回舱里面，由月面起飞离开，因为没有那么多动力，返回舱自己回不来。幸好我们有一个飞船绕着月球飞，返回舱可以跟飞船交汇对接，整个过程完全自动的，人工没办法干预，对接后飞船会带着返回舱返回地球。我们要求它一定要降落在内蒙古四子王旗，回到四子王旗后，它会立即通知我们去接它。

等中国完成了嫦娥四号、嫦娥五号之后，就做到了第一我们能够到月球，第二我们能够落下去，还能安全地回来，我们就有能力把中国的航天员送上月球。载人登月实现的第二个步骤，是去建设月球基地。这就是我们整个的探月大计划。但很遗憾，2019年我们的长征五号火箭还不能完成它的任务，所以把嫦娥五号的任务挪到2020年去火星之后。

2020要实现首次火星探测

2020年，我们要实现中国的首次火星探测。火星不是想什么时候去就能去的，两年零两个月有一次机会。为什么这么难呢？因为地球和火星都绕着太阳转，地球转一圈365天，火星在外面转一圈678天，有时候地球在太阳这边，火星在太阳那边，地球离火星最近的距离3600万公里，而最远的距离将近4亿公里，一定要在一个非常合适的条件下，地球发射的探测器大概要飞七个月左右才能飞到火星。

到火星主要探测什么问题呢？我们最关心的是火星有没有生命，美国关于火星的大片太多了，火星人大战地球人等等，其实这些全是科幻，是假的。所以，我们第一要探测火星究竟有没有生命活动，另外火星本身还有很多的科学问题，它的磁层、它的电离层、它的空间、它的表面是什么东西，它的内部结构，我们中国都将去探测。

探测火星我们大概准备了这样一个方案发射一个火星的卫星绕火星飞，全面了解火星；一个着陆器着陆在火星上，走下一个着陆车，天上地上联合探测火星。我们将获得人类从来没有获得过的关于火星的一些新知识，比如火星有没有地下水，地下水怎么分布的；火星究竟有没有生命，火星的环境怎么样，火星是哪些物质构成，火星内部的结构等等。

我们大概明年发射，2021年初到达火星。在第一个“一百年”到来之前，我们一定要完成这个任务，来祝贺祖国第一个伟大的“一百年”。

深空探测太阳系的星辰大海

2020年以后，中国还要飞得更远，我们已经向国家报告了未来的计划，我们还要探测整个太阳系。

有几个问题大家始终很难理解，第一，为什么浩瀚的太阳系里那么多天体，只有地球有生命，别的星球为什么没有？现在太阳系里，是不是有最初等的生命呢？第二，假如探测太阳系，我们就能知道地球的起源、太阳系的起源，对太阳系的了解就比较完美和系统化了。第三，地球受到了很多潜在的威胁，太阳系里有两件事情对地球造成很大威胁，特别是小天体撞地球，说不定啥时候给撞一次。

6500万前就有一个直径10公里大小的小天体撞上地球，导致地球整个生态系统崩溃，恐龙就是那个时候灭绝的，地球上100多万个物种70%被灭绝了，我们今天不详细谈这些过程。我得到了全部的证据，那是在西藏拉萨附近，那个时候还没有喜马拉雅山，西藏还是个海洋，撞产生的各种各样的产物都沉降在海底。后来，喜马拉雅山上升露出陆地上来，而且形成高山。修青藏公路削山头那一层可以得清清楚楚，通过剖析知道那个时候地球变得黑暗、寒冷，植物几乎都灭绝了，恐龙的食物链中断了，所以恐龙是饿死的、冻死的，绝对不是小天体一个个砸死的。

还有一个更重要的问题，地球以外的资源、能源，能不能帮助地球上的人类社会今后持续发展、生活更幸福美满？一定会有用处的。

地球人口增加，环境恶化，生态破坏，我们很担心由于人类的错误加上自然灾害，我们的地球难以持续承载。所以，我们一定要在临近找一个天体，去改造它，让它变成第二个地球。月亮太糟糕了，没法改造，最好改造的对象是火星。所以，我们要进一步去研究火星。

另外，地球外面有将近2万个小行星，它们分布在地球外面，轨道又不一样，走起来挺乱的，搞不好又有一个跟你撞一下，很危险。现在，我们已经找到了大概1万8千多个，直径大于一公里的有800个。我们中国已经选好了三个小天体作为目标，要跟它同时飞行，要降落在上面，取样返回。此外，地球除了一个大月亮以外，我们发现还有六个小月亮，它怎么来的？它会不会对地球产生威胁？我们正在想办法要探测这些小月亮。

我们还要到小行星带去取样返回。下一个十年，还要在火星上采样返回。我们还要飞得更远，要飞七年才飞到木星，它也叫“太岁星”。有句古话叫“谁敢在太岁头上动土”，我们就要去木星这个“太岁星”。它有79个“月亮”，我们要去探测木星，在79个月亮里面选了两个。一个是木卫四，可能有生命；还有一个木卫二，表面都是冰，零下220度，冰上有很多裂缝，冰下面是海洋，经常有水柱喷出来，海底有火山喷发。生命的诞生只要有液态水、有能量、有构成生命的一些初始的碳氢氧氮的物质，就有可能诞生生命。所以，科学家们坚，在木卫二的海底可能有生命。

这就是我们下一个十年准备要做的，这是我们中国的计划，做到2030年。现在，中国有能力飞得更远，也应该飞得更远。我们要探测整个太阳系的星辰大海，要为人类未来发展做出贡献。

太空资源开发“钱”景

我特别想提出一，当前全世界都热衷于太空资源的开发和利用。美国前总统奥巴马曾批准了美国的商业太空发射，他还批准了一些私人公司去开发太空资源。欧洲的卢森堡制定了一个法律，保障私人企业开发太空资源的权利，也就是谁开采谁得益，这在法律上引起争议。

但目前这个趋势越来越得到人们的支持，中国也召开了首届地月空间经济高峰论坛，关系到太空资源的利用。而且，我们国家的（航天）五院宣布，这个经济带每年的产值大概有十万亿美元。这是一个很重要的发展方向。

太空的资源分成几部分，一部分是矿产资源。月球有很多资源，但是开采划不来，成本太高，带上去一瓶矿泉水都得要25000美元。所以，在那采的矿物，一定要非常值钱才行。月球上的水冰也没有太大开发价值。但是小行星有贵金属，开采是有价值的。还有太空的能源，能不能开发月球的旅游等等，这都是太空的资源。

现在美国已经计划2025年到2030年要抵达一个叫“灵神号”的小行星，准备开采它。这个小行星的资源价值大约是一千亿亿美元，每年的产值相当于全世界的GDP。一个小行星得到它的成分很容易，因为我们研究了一万多块天上掉下来的石头，我们完全有资料做出判断和分析。

假如说在月球上让机器人3D打印，利用月球的土壤做成太阳能发电板，在它的赤道上围一圈，宽400公里，这一圈长11000公里，做好这根“腰带”的话，它始终有一半被太阳照着，它所发的电在月球上利用微波或激光传输到地球，以后地球子孙万代，子孙万万代，只用月球的太阳能就足够了。

另外，嫦娥一号还干了一件对人类具有重大意义的事情。人类终极的能源，大家都公认是核聚变发电，而核聚变发电里有一种料叫氚，地球上很少，有放射性，科学家想找氦-3替代它，而地球上没有氦-3。嫦娥一号帮助我们明，月球表面有116万吨氦-3，全世界的发电大概需要100吨，中国只要8吨就够了，月球土壤里面氦-3的资源至少可以解决全人类未来一万年以上的能源需求。这是大家都公认的事情。

月球的资源、能力、环境的开发利用，支撑着人类社会永续健康幸福的发展需求。它的环境也很重要，特别是在月球南极，假如设置军事基地的话，用光速武器1.3秒可立即摧毁地球空间和地球表面的各种军事设施，而且地球无法反。

现在有些国家就在月球上占到有利地形。来美国和中国一样，计划大概2030年后载人登月，突然特朗普总统宣布2020年美国要载人登月，准备送一男一女登上月球，把月球作为去火星、去小行星的跳板，利用月球的环境直接奔火星，要方便多了。

通过人类的智慧和努力，能不能逐渐去改造火星，让它再现“青山绿水”，成为人类的第二个家园？也许，通过我们人类卓越的努力，将火星这个贫瘠的行星改造成一个拥有蔚蓝色天空、绿色平、蓝色湖泊和生态环境友好的新世界，地球、火星将成为人类社会持续发展的姐妹共同体，人类社会将永远幸福美满的、持续地发展下去。科学家们有责任要规避各种灾难，为人类的未来创造更优美的、更好的环境。我们一定要为第一个“一百年”到来做贡献，要建设好一个强国，要为中华人民共和国的伟大复兴做出更大贡献，也要为人类社会的持续发展做出无愧于中华民族的伟大贡献。太空资源的开发利用将成为未来争夺主要战场，是一个非常有前景的新兴领域。

以下是精彩问答

提问您说到火星是最好被改造的行星，请问我们人类可以将火星改造成像地球这样适宜生存的星球吗？如果能做到，大概需要多长时间？

欧阳自远你的问题太好了。我们现在思考的问题是，人类当前能够去改造的，我们只能在太阳系里面找。为什么？首先，如果要飞出太阳的管辖范围，到另外一个太阳的管辖范围，它也有行星。但是太遥远了，我们隔壁的那个太阳叫比邻星，离我们4个光年。从地球乘坐现在最高级的、最快的火箭，要飞过去大概要飞四万年，根本不可能。当然不能用光速飞，因为要用光速飞有一个基本要求，就是质量要接近于零。那你得瓦解，瓦解成有机分子，太重飞不了，瓦解成子飞不了，子核飞不了，电子就只能达到70%的光速，咱们没法实现，就算你有办法，用魔术全部变成光子飞个四年就到了，你怎么回来呢？这些我们现在都不知道。所以，我们现在考虑的范围是，在太阳系里面谁合适。

其次，地球需要一个伙伴，因为地球受到各种潜在的威胁，自然界的威胁、还有超新星，离得太近爆炸，还有太阳的爆发等等。还有地球的地震、火山活动万一都来了，这些都很难，自然灾害是一个方面。另一方面，我们人类愚蠢的行为，把地球搞的糟透了，生态环境完全破坏了，自己也不能居住。科学家设想，我们能不能在太阳系里面找一个天体去改造它，最后找来找去，月球是最糟糕的，第一太小，第二它表面一空气都没有，是超高真空，而且月球太小了抓不住，不像地球那么大。另外，月球就是一块大石头，自己转，绕着地球转，它没有磁场，就不能保护地球，要去造一个磁场根本造不出来。第三，月球白天零上二三百度，晚上零下190度，不刮风、不下雨，没有云，没有雾。你要是真到月亮上去住，在里面挖个洞，把里面完全造成地球的环境，制造氧气，一个大气压，还得把温度调整好，那多难，而且住不了几个人。虽然月球离的很近，但被放弃了。

水星靠近地球近，但快400度了，永远改造不了。金星也不行。我们到西藏去，气压一低，都觉得喘不过气来，金星90多个大气压，人都得压扁了；而且热极了，温室效应很重，390度，也很难改造。

科学家开过多少世界级的会议，大家一致认为，火星就在地球边上，七个月可以飞到。火星有大气，而且表面也有四季，夏天的温度在赤道附近可以达到15度左右，有时候也会出现一液态水，但是年平均温度零下60度，冷极了。所以，火星上全是冰，南极、北极很厚的冰，能不能让冰融化变成水，能不能让火星表面温度变高？有一个办法，我们地球上严格碳排放，因为会产生温室效应。但火星可以鼓励大家碳排放，排放的越多越好，把大气密度提高，把地表温度升高，这样的话让它表面的温度达到零度以上，让南极北极的冰融化以后还有干冰，又增加了二氧化碳，使火星表面温度提高，让它一步一步出现液态水。再引种地球的低等植物，让它发芽、成长，也可以增加氧气。吸收地球的经验，慢慢改造。目前已经有一套程序了，大概有七八条的过程。大约百年左右，可以把火星从一个红色的星球变成绿色的星球，变成蓝色的星球，让它变成人类可以选择的第二个栖息地。至少，我们可以迁一半人上去，这样的话基本上能够达到地球的环境。这需要100年甚至一百年以上，但人类要下决心。这样，人类就有两个栖息地了，人类太重要了。

地球上38亿年前出现了始生命，一直慢慢演化，越来越复杂一，以后各种物种出来了，经过了38亿年，最后200万年出现了猿人，然后慢慢直立，慢慢变成智能，最后创造了五千年光辉灿烂的明。所以对人类来说，哪怕就保护人种这个角度来说，万一毁了一个地方还保存了另一个地方可以栖息。所以科学家们全身心地就想一定要保护人类。人类是在一起的，有共同的命运，有不同的要求，未来共同幸福生活。我们一定要确保，让人类能够永续的地发展，让人类社会持续不断地越来越好，使人类未来幸福是健康

所以，科学家们想到的在太阳系里唯一可以改造的就是火星，而且现在步骤已经定出来了。我也写了一本科普书叫《再造一个地球》。努力吧，怎么也得要改造一个，让我们有两个栖息地。是为了人类未来的设想，为人类社会确保能够持续、永续发展下去，这也是全世界科学家的责任，要为人类创造美好的未来。

（根据现场录音整理，未经作者审核，标题为编者所加

子智库·腾讯小满工作室出品 | 第336期

实习运营编辑赵家宁

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