独家采访中国航天人：上万工程人员研制十年，换2公斤月壤，非常值得！| 科技袁人

本视频是对中国科学院国家空间科学中心周炳红研究员的独家采访

问：您可以简单介绍一下自己吗？

周炳红：我大学本科的话，是跟袁岚峰老师读的同一个大学，也就是中国科学技术大学。但我是在力学系。那么后来回国我就有十来年，都是从事火箭储箱里面推进剂的流动与传热的研究。那么现在我在做小天体撞击地球的灾害效应以及防御。

问：您和袁岚峰老师是怎么认识的呢？

周炳红：我跟他认识是有两个阶段。第一个阶段是通过微信群的介绍。他们风云学会当时很有名，我就被介绍加入了他们风云学会的科技群，认识了袁老师和陈经老师。这算相识。这个时间是在2019年的12月20号左右。

过了几天，当时是12月27号，长征五号复飞。当时我提前了四天，在网上就跟袁岚峰老师建议，说我们能不能搞一个复飞的直播，因为我的特长就是做火箭研究，所以非常有缘分。他也就同意了。

应该说见面和认识，都是在12月27号，长征五号复飞成功的那一天，也是很有纪念意义。

问：您在得知嫦娥五号成功落地后，当时什么心情呢？

周炳红：落地的时候的心情应该说，跟嫦娥五号升空的时候大不一样。嫦娥五号发射的时候我在现场。我是第一次看火箭发射，虽然研究了十几年。当时我是吓傻了，我就想跑。但是又没地方躲，因为整个云都是通红的。我当时很害怕。那火箭在我头顶上拐弯，我真的是担心它掉下来，但是后面我就，应该说就是波澜不惊了。它成功了我是非常高兴的。很不容易，因为嫦娥五号，在长征五号延期的几年，储存了几年，我们还是很担心它在储存过程中可靠性会下降。最后应该是得了一个非常漂亮的，应该是100分加。大家都非常地高兴，我也是很高兴的。

问：那您的同事们在朋友圈里，会有怎样的一个反应呢？

周炳红：同事们都很开心，因为我们单位的同事，参加了一些载荷的研制。然后我们科学院的话，还有很多人是负责，相关的科学研究，他们应该说是最高兴的。因为只有样品拿到了，他们才能开展后面的太阳系起源演化，特别是月球形成过程的研究。

问：这段时间，你们在微信群聊的内容是什么呢？

周炳红：我觉得值得说的有两个方面，先说一个比较好玩的。

一个就是，大家很关心的 “美国人到底是不是真的登上了月球？”大家就觉得这是一次很好的机会。我们的登月的方案跟美国阿波罗当时登月方案很接近。应该利用这次机会，做一个很好的面向全中国，甚至全世界的科普。我觉得这是非常好的一个机会，大家都想利用好机会，进行科学的宣传，这是一方面。

第二方面就是大家也注意到了，这是我们国家第一次能够第一手地站在科学的前沿，直接地拿到月球的样本。我们国家很多科学研究也开始站在人类的最前沿了。因为这是几十年后我们国家才拿到了样本。大家都开始来看我们国家的科学家是不是提出了什么新的科学假说。其中大家就注意到一个是国家天文台的李春来研究员，他们已经在《自然》杂志上发表文章，说我们国家在嫦娥四号项目中是看到了可能是橄榄石，那是在月球上千公里深处，应该是撞出来的。如果是这样的话，那就证明了月球是经历了月幔的分异，也就是它会分层。跟我以前的分层流动研究有一定的关系。就是它会把月球深部的石头给撞出来了。我们国家找到了证据。

还有一个就是也提出了一些猜测。这次我们嫦娥五号拿出来的样品它其实是大概在20亿年前左右形成的。如果是样品分析证实了这一点，那应该说我们国家是补足了我们人类对月球演化过程研究的一个非常重大的一个空白。对检验西方国家提出的一些理论假说都具有非常重大的科学意义。所以我们国家的科研已经是站在对人类的知识做贡献的层面上来了，大家都非常地期待。

问：您有参与过嫦娥五号的相关的工作吗？

周炳红：直接的嫦娥五号我是没参加。我参加的是长征五号的研制。

有两点。

第一点就是长征五号火箭一级和二级之间分离。它现在是冷分离。什么叫冷分离？ 

就是一二级分离的时候，二级还没有点火，分离过几秒后它开始点火。那么这几秒就是我的专业，叫微重力。这时候没有点火，它进入一个微重力状态。要保证点火成功，这个微重力、级间分离时序的设计我是参加了。

第二个就是火箭飞行的过程中，它会在中间经历一个微重力滑行段。也就是二级发动机要关一下。然后过了大概1000秒，对准了月球以后再二次点火。那么这一段时间的流动以及压力下降规律，是我带着我们的研究生一块完成的。

问：嫦娥五号落地地址为什么要选在内蒙古四子王旗这个地方？

周炳红：其实说为什么选在这呢，我们要回答为什么不选择别的地方的问题。

这有两个点。

第一个就是为什么不选择海上。美国就选择海上回收。因为美国他海岸线长，它的发射场也都在海边，所以他回来的时候在海上是很方便的。另外就是他们有航母，恶劣的海况他们应对起来也很有经验。那么我们国家不是不可以去海上？去海上的话应对恶劣的海况成本太高了。所以我们没选择海上。

第二个就是其实我们在陆上还是有其他的回收场。比如上次长征五号B发射的我们国家新一代飞船，其实就落在叫东风回收场。那个回收场其实离火箭发射场还更近。那么为什么选择四子王旗呢？主要是因为那个地方它有个优势。就是比较大，人口也稀少。另外我们国家以前的神州飞船都是在那回收的。我们的测控设备、人员、经验都是在那。所以一般情况下我们还是会选择在那。其实是理论上是可以有备用的回收场。

问：嫦娥五号刚落地的时候立马有人上来给它贴暖宝宝。为什么要贴暖宝宝呢？如果嫦娥五号被冻住了会怎么样呢？

周炳红：嫦娥五号返回舱它其实是有姿态控制器的。因为它要精确地控制它再入大气层。那么这个控制系统里面要用到化学的推进剂。这个推进剂一般来说是叫无水肼，是一种有毒的化学物质。它有毒，这是第一个。第二就是它跟水的化学性质很接近，密度也差不多，冰点也差不多，它在1.4度左右就会结冰。结冰以后需要把有毒的无水肼排空不容易。第二个就是怕它在运输过程中结冰。结冰以后膨胀把一些设备给弄坏了。它运到我们北京以后，我们要把推进剂排空，再运到航天城以及国家天文台进行样品的处理。所以给推进剂保温的原因主要是怕推进剂结冰。

问：为什么中方表示，是否把样品分享给NASA，取决于美国政府的态度呢？

周炳红：那是这个原因。就是因为前几年，应该说是快十年前了，美国出台了这么一个政策，就是它禁止它们NASA跟中国进行航天合作。所以我们中国的意思是，在你这种航天政策下，我们给他样品违反了他们美国人制定的政策。大概就这个意思。相当于我们国家在这方面，其实是一个反问，一个政策上的主动吧。

问：您估算一下成本，那我们一千克的月壤大概要花费多少钱呢？

周炳红：就是它不两公斤嘛，按两公斤算。根据我们一般卫星的研制成本以及火箭的成本，每公斤大概是不会少于一亿美元。一公斤的成本大概要合个小十亿人民币了。就是很大的一个成本。因为它涉及研制人员将近上万人，而且研制了将近十年的时间，所以投入的成本还是很高。

问：您觉得值得吗？

周炳红：我觉得是非常值得的。为什么非常值得呢？从两方面看。

第一个方面刚才前面也说了，就是我们中国开始从整体上，应该说在这个上首先突破，向全人类提供新的科学知识。我觉得这是一个转折点。这个科学意义非常重大。就是它提供关于月球形成演化以及太阳系几十亿年前到底发生了什么的科学知识。这有非常大的科学意义。

第二方面就是工程技术上的意义。要组织这么大一个工程，而且费时十年。最后整个系统的复杂度跟阿波罗工程其实是相差不大的。它整个的流程跟阿波罗工程是基本上是一样，只不过它没载人。那么能做到现在很漂亮的一百分是什么意思呢？就是我们国家航天人才队伍得到了非常好的锻炼。我们国家的系统工程方法也得到很好的检验。这对于我们国家以后组织来进行大的工程建设，甚至是国家的管理，都是有非常重大的意义的。这些方法都是值得社会方方面面一起来学习。一个是科学方法，一个是技术方法，都是值得所有行行业业的人来借鉴。

问：那如果您有机会拿到一部分嫦娥五号带回来的月壤，您会想拿它来做什么呢？

周炳红：我直接去从事嫦娥五号土壤研究应该说是太晚了。因为其实这个都是很多的专家研究了一辈子的事。我们刚才提到李春来研究员，以及地球地质物理所的林杨挺研究员，以及我们国家空间科学中心的邹永廖研究员，他们是专门研究这个的。这个科学研究它是一个要准备很长时间的一个过程。虽然最后他们的研究你看起来好像是几个月、一年就研究完了。其实是准备时间，真的是一辈子的事情。

那么如果要问我，我现在关心什么？我们是做那个小天体的。其实我关心的是能不能在月球上找到地球的石头。就是我们地球的石头有没有到月球上去？有没有到火星上去？或者说地球6500万年前恐龙灭绝的那个石头能不能在外太空找到？或者是将来把它抓回来，实证确实有6500万年前的地球石头飞出去了。在月球、火星或者在太空，我们能够抓到它。以后如果有机会，这是我会努力去做的地方。而对于月壤的研究，相对来说，就是我跟大家一样，是个门外汉。

问：嫦娥五号带回来的一部分月壤，它将保存在湖南以告慰毛主席，那这部分的月壤它会以怎样技术进行保存呢？

周炳红：它其实主要一个是纪念我们国家的历史上的人物伟人毛泽东，这是第一个。因为他们那时候就有飞天的梦想，代表了我们整个民族对太空的向往。第二个方面就是它其实在技术上是有意义的，叫灾备备份。什么意思呢？你如果只放在一个地点，万一这个地点发生了地震灾害或者是其他的灾害，样品毁坏了，就很麻烦。这也是系统工程的一个思想：就是说我在湖南放一份，在别的地方放一份，这两个地方同时发生灾难的概率就是非常小。这有点像我们那个载人航天需要有一个那个逃逸塔。逃逸塔的可靠性是百分之九十几，下面两级火箭的可靠性也是百分之九十几。这样两个安全措施它其实不会同时失效的。这样整个就能做到基本上万无一失了。这样对样品的长期保存就很有价值。那么具体怎么保存？应该是跟美国差不多，就是用各种密封材料。月壤被分割好以后，密封材料可以把它封装起来。这样就不会受地球上大气的影响。

问：如果嫦娥五号这次返回失败了，您认为会对您和您的航天朋友们会有怎样的一个影响？你们会有怎样的感受，然后您认为这对中国的航天事业 会有怎样的一个影响呢？

周炳红：如果失败了，我觉得肯定是有很多人会很难受的。因为确实是研究了十年。我们这次也看到新闻，在航天城的庆祝仪式举行到了十点。那些参与研制的年轻人都在那里是彻夜的欢呼和庆祝。如果是没有成功，我想他们是非常伤心的。现在网上其实也可以看到各种节目和视频，他们在指挥控制室，都是年轻人，可能三十岁上下。他们都是非常专注地盯着自己的屏幕，一直在等待着这个消息，非常专注地投入。我看到他们的精神面貌，是觉得很有信心。

对我来说我觉得失败了也没什么。因为我年纪其实就是跟袁老师差不多，我们确实经历的事情可能更多一点，我们一般也更看重过程。我觉得这最后一下应该是水到渠成的一个结果。如果它没来，对我个人来说也会比较淡定。但对那些年轻人，我觉得是很需要这个成果激励他们以后更加努力地投入到航天事业中去。我在中央电视台看到他们聚精会神地看着屏幕，看着嫦娥五号的数据。看到他们的精神状态我就知道这个未来是没问题的，是有希望的。所以对我来说我就觉得不是很担心。而且我们其实还有一个嫦娥六号的备份。这样我们嫦娥六号现在就不用去月球现在这个地方，可以去南极或者是背面，去找有水冰的地方再去采其他的样品。

咱们航天局的负责人在答记者问上公布了以后国家的很多航天计划。对于我们来说，其实以前就知道那些计划，因为那计划在新闻上报道过，但是很零散，可能一般的公众没注意。但是这次是很正式地在新闻媒体记者答问中系统地公布。包括以后的载人登月计划、嫦娥六号、七号、八号都说了。

咱们国家公布的载人登月计划在进行关键技术研究。其实网上也说了我们国家那个480吨推力的液氧煤油发动机，以及200多吨的液氢液氧发动机，也都已经冷试车完成。估计过两年就能听到热试车，也就是点火的消息。那么点火以后，关键技术攻关以后，国家如果需要，就会进入载人登月的正式立项阶段。

问：那嫦娥五号的成功对于中国的载人登月有什么意义呢？

周炳红：我觉得首先就是嫦娥五号的技术，这个技术流程跟将来载人登月的技术流程基本上是一致的。所以它奠定了一个很好的基础。这也是为什么我们嫦娥五号一个三百多公斤的返回舱只带回来两公斤样品。它获取的再入大气层的方法，特别是再入大气层的热流的数据，对以后载人登月返回都是有直接的借鉴意义的。还有就是它整个的从月面起飞、在环月轨道对接，这些技术以后都可以拓展，可以继承到我们的载人登月之中。所以说它花几十个亿值，也就是在技术方面。这为我们国家未来的更大的载人登月工程奠定了一个很好的基础，也培养了人才。很多年轻人在这里面都是得到了非常好的锻炼。它能够取得百分百的成功是非常不容易的。

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作者简介：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

背景简介：视频发布于2020年12月22日《独家采访中国航天人：20亿人民币换2公斤月壤，非常值得！》（https://www.ixigua.com/6909037335862575620）。

责任编辑：杨娜