科學無悔|歐陽自遠:這塊來自月球的小石頭,撞出他的“月球夢”

出品:科普中國

製作:之遙科普

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

2014年11月,國際小行星命名委員會將一顆由國家天文臺發現、並獲得國際永久編號的第8919號小行星正式命名爲“歐陽自遠星”,以表彰歐陽自遠對中國月球探測事業所做出的傑出貢獻。

歐陽自遠,是我國著名天體化學與地球化學家,中國月球探測工程首席科學家,中國科學院院士、第三世界科學院院士,國際宇航科學院院士。他歷時11年,把中國人的航天探月夢想變爲現實。

然而,卻很少有人知道,這位發起中國探月工程的科學家,卻是從我們腳下的大地上,開啓了他的科研生涯。

到祖國最需要的地方去

1935年10月9日,歐陽自遠出生於江西吉安的一個醫藥世家,自此顛沛流離。在抗戰獲得勝利後,才隨父母定居永新縣。

時值新中國建立,各行各業百廢俱興。隨着工業化目標的提出,國家需要一大批地質工作者去探索我國地下的礦產資源。1952年,歐陽自遠高中畢業,他違背了家中希望他承繼醫學祖業、將家族企業發揚光大的意願,毅然決然地報考了北京地質大學,立志“到國家最需要的地方去”。

△北京地質大學錄取名單與歐陽自遠(圖源:CCTV10《人物》)

在學期間,歐陽自遠先後獲得了全校優秀學生、北京市三好學生、優秀畢業生等榮譽,並於1956年3月加入中國共產黨。隨後,歐陽自遠師從著名礦牀地球化學家塗光熾,進入中國科學院地質研究所攻讀博士。讀書期間,他常常天未亮就帶着一壺水、兩個饅頭,揹着地質袋子,下到礦坑道里近距離觀察礦脈與岩層。並在畢業後留任中科院繼續科研工作,成爲了我國新生代的代表性地質學研究者之一。

1964年,歐陽自遠受國防科委之託,從地質所挑選了6個人,組成 “219”研究小組,以開展中國地下核試驗場的選取、原子彈試爆選址、以及核爆導致的地質變化等多項綜合性研究。在選址項目開展之初,歐陽自遠基於我國的地質圖參考與大批次的野外實地考察,最終選取南山作爲地下核試驗基地。同時,他耗費近兩年時間,突破國外的科技封鎖,通過一次又一次的實驗,解決了核爆可能產生的石灰溶解問題,從而確保我國開展的兩次地下核爆炸實驗均無任何核廢料的擴散與污染。直到現在,這些地方仍然十分安全。

△新中國第一顆原子彈爆炸(圖源:中國軍網)

將地質研究做到天上去

1976年3月8日15時,一顆來自宇宙的隕石衝入大氣層,並在吉林市郊區形成了世界罕見的隕石雨。中科院組織了以歐陽自遠爲首的全國性聯合科學考察組,對吉林隕石進行了全方位的深入研究。

△吉林隕石雨中最大的一號隕石(圖源:央廣網)

經過長期的探索,歐陽自遠首次提出吉林隕石多階段宇宙線暴露模式與吉林隕石形成演化模式。後來,這一經典模式爲各國科學家廣泛引用。隨後,歐陽自遠將他的研究範圍擴大至高空、海底與岩石地層中的地外物質,並將歷史中宇宙物體撞擊與氣候環境大災變及生物滅絕過程相結合,探討了全球構造演化與礦物形成過程的變化。這一系列涉及岩石學、礦物學、化學組成、有機質、年代學、同位素、熱、宇宙線輻射、天體力學、碰撞演化史等方面的多樣化研究,最終創作出中國天體化學領域的開山之作——《天體化學》。

隨後,一塊來自月球的小石頭,撞出了歐陽自遠的“月球夢”。

在阿波羅登月成功後,1978年,美國國家安全事務顧問布熱津斯基在訪華時,贈送給中方一份1克重的月球岩石樣品。作爲中國僅有的對天體地質有所瞭解的研究者,歐陽自遠獲得了0.5克的月岩樣品來做研究。經過四個月的全面解剖與分析,他陸續發表了14篇學術論文。這是我國首次對月球地表的岩土狀況進行深入剖析。

自此,歐陽自遠開始在心中醞釀獨屬於中國人的“月球夢”。

中國探月計劃:從“是否必要”到“完全可能”

從1993年起,歐陽自遠就開始積極呼籲中國政府啓動探月工程項目,以期望能夠在月球上找到幫助人類社會持續發展的資源。然而,這一項目卻遭到了許多人的反對:“中國是發展中國家,不具備相應的研究資源”、“美國蘇聯已經進行了近百次研究,(我國)沒有必要進行研究”。

儘管困難重重,歐陽自遠仍然堅持對登月項目的信心,並通過大量演講與撰寫科普書籍的方式,來向公衆科普我國登月項目的必要性。此外,歐陽自遠還起草了我國第一份探月計劃的發展戰略與長期規劃,從太空地質情況、航天技術現狀到具體登月流程,都進行了極爲詳細的研究與論證。

在數十年的持續努力之後,“863計劃”專家組認爲歐陽自遠的探月科研報告“十分可行”。2003年底,這份歷經重重修改的探月計劃報告被送入中南海;2004年1月24日,“嫦娥一號”探月計劃被正式批准,歐陽自遠成爲了這項計劃的首席科學家,並擔負起制定中國首次月球探測科學目標設計,以及規劃第二、三期月球探測的方案與科學目標的重任。

△嫦娥一號發射(圖源:人民網科技頻道)

2007年10月24日18時05分,“嫦娥一號”成功發射升空。隨着“嫦娥二號”、“三號”、“四號”以及“玉兔號月球車”的成功發射與月表登陸,我國完成了對月球地表結構構造、化學組成、可利用資源分佈等多項地質參數的採集與分析。

2020年11月24日4時30分,“嫦娥五號”順利升空,在月球正面預選區着陸,成功完成了對月球地表岩土的採集與封裝,並於12月17日返回地球。

“嫦娥一號”的成功升空到“嫦娥五號”的順利採樣,打破了我國探月工程“是否必要”的質疑,歐陽自遠院士的“完全可能”被透徹地詮釋。

△嫦娥五號帶回的月球土壤 (圖源:央廣網)

小結

從研究地下礦物的形成到探索宇宙的奧秘;從提出構想追趕美蘇到完成登月目標;從“探索深山寶藏”的地質工作者,到“仰望星空”的中國探月工程首席科學家,歐陽自遠院士已經爲我國的探月事業燃燒了近60年。多年來的一線科研工作,讓他見證了中國從百廢俱興到重整山河的冉冉升起,也見證了中國民族探月工程從零起步到世界頂尖的發展水平。

在他眼中,中國的地外探索事業裡,“月球是起點,火星是重點,小行星是亮點,而星際穿越纔是終極目標”。從70年代起,他就陸續培養了碩士、博士和博士後50名。這些人將力證什麼是“薪火相傳”,他們必定高舉大旗,成爲新時代中國研究、教學和生產的骨幹力量與學科帶頭人。適時,中國的“一小步”將升級成爲世界的“一大步”。

人物百科

歐陽自遠(1935.10.9—),天體化學與地球化學家,中國月球探測工程首席科學家,中國科學院院士、第三世界科學院院士,國際宇航科學院院士,北京師範大學-香港浸會大學聯合國際學院榮譽院士,中國科學院地球化學研究所研究員,國際院士聯合體第一主席。

歐陽自遠1956年畢業於北京地質學院(現中國地質大學),1960年中國科學院地質研究所礦牀學研究生畢業,先後任中國科學院地球化學研究所助理研究員、副研究員、研究員、副所長,中國科學院資源環境科學局局長、貴州省人大常委會副主任、黨組成員、貴州省科學技術協會主席等職。

歐陽自遠長期從事地球化學、天體化學、比較行星學、地外物體撞擊地球誘發生態環境災變與生物滅絕等研究,其學術成果獲得全國科學大會獎、國家與中國科學院自然科學三等與一等獎、中國科學院自然科學一等獎等。