中國探月工程: 六戰六捷,“嫦娥”書寫人類探月新篇章
來源:科技日報
發布時間:2021-06-15
瀏覽次數:1042
中國探月工程: 六戰六捷,“嫦娥”書寫人類探月新篇章
2021年5月22日,中國航天科普展在江蘇蘇州第二工人文化宮正式麵向公眾開展,現場展出了月球土壤,吸引了大批觀眾前來觀展。視覺中國供圖

  此前,中國探月工程做的很多事情都是別人做過的,我們(men) 是學習(xi) 別人的經驗。現在,我們(men) 也可以拿出點東(dong) 西來,讓別人跟著我們(men) 一起來做一件事情。

  ——葉培建  中國科學院院士、中國航天科技集團五院技術顧問、嫦娥一號衛星總設計師兼總指揮

  

◎本報記者 何 亮 付毅飛

  攬月而歸,踏夢而行。

  2020年12月17日淩晨,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品,采用半彈道跳躍方式再入返回,在內(nei) 蒙古四子王旗預定區域安全著陸。

  隨著嫦娥五號返回器圓滿完成月球“挖土”任務,帶著月球“土特產(chan) ”順利回家,北京航天飛行控製中心嫦娥五號任務飛控現場旋即成為(wei) 一片歡樂(le) 的海洋,大家紛紛歡呼、擁抱,互致祝賀。

  嫦娥五號任務的成功實施,標誌著我國探月工程“繞、落、回”三步走規劃如期完成。

  走一條從(cong) 無到有的闖關(guan) 之路

  20年前,我國啟動探月工程的論證,一條闖關(guan) 之路從(cong) 此開始鋪就。時年55歲的葉培建成為(wei) 首批核心研究人員之一。2004年初,中國探月工程獲批準立項,正式進入實施階段。工程被命名為(wei) 探月工程,分為(wei) “繞、落、回”3個(ge) 階段,葉培建擔任嫦娥一號衛星總設計師兼總指揮。

  現在,中國不但去得了月球,還實現了月背著陸、月麵取樣返回。而在負責嫦娥一號任務時,“如何確保嫦娥一號準確進入環月軌道”就把葉培建愁壞了。當時,中國做軌道研究的人很少,又無法實驗。一個(ge) 嚴(yan) 峻的考驗就在麵前:哪條軌道可行?

  葉培建找到南京大學、國防科技大學、中國科學院,將要去月球的目的、想法和所有條件分別給到3家單位,讓他們(men) “背靠背”進行計算,最後3家算出的結果是一樣的。葉培建說,這個(ge) 軌道就可以了。

  事後,做軌道設計的同誌有點不高興(xing) ,說“葉培建你不信任我啊”。但葉培建的反應是,這不是信任不信任一個(ge) 人的問題,而是搞科研容不得半點差錯,必須小心謹慎一點。

  要知道,當時美國和蘇聯是世界上探月技術最強大的兩(liang) 個(ge) 國家,相比之下,中國探月工程是在多個(ge) 空白領域中從(cong) 零開始摸索前進。

  中國沒有月球探測衛星,中國科學家就想辦法把地球衛星的有效星空体育官网入口网站拿過來,再加上電子技術、無線電技術、材料技術的最新成果,組織隊伍在新技術上進行攻關(guan) 。

  當時國外做月球衛星,都有紫外敏感器,但中國沒有。探月工程就組織了一個(ge) 博士班組從(cong) 頭開始,通過幾年的努力,把紫外敏感器研製了出來,用葉培建的話說,“有這種決(jue) 心才能夠去創新”。在嫦娥一號以前,中國地麵測控天線最大是12米,而國際上做月球探測的最小天線是38米,如何彌補?辦法隻有一個(ge) ,那就是把衛星上各種電子設備做到國際上公認的理論值的最高水平!中國探月工程做到了。

  2007年10月,中國探月工程中的第一顆繞月人造衛星嫦娥一號在西昌發射成功,經過8次變軌,嫦娥一號進入工作軌道,並傳(chuan) 回月麵圖像,中國航天在飛向月球探索深空的道路上邁出了堅實的第一步。

  從(cong) 此不能說中國人隻會(hui) 跟著幹了

  在探月工程中,單號星是主星,雙號星是備份星。嫦娥一號的任務圓滿成功後,有一種觀點是,出於(yu) 節約不主張繼續發射嫦娥二號,但葉培建據理力爭(zheng) 。

  “要讓中國探月工程走下去,還有很多事情要做。嫦娥一號都已經做好了,再花點錢獲得更多的科學成果、更多的工程經驗有什麽(me) 不好呢?”葉培建的一番解釋讓很多科學家轉變了想法,他的堅持也讓嫦娥一號的備份星即嫦娥二號成為(wei) 探月二期工程的先導星。

  事實證明,於(yu) 2010年國慶節發射的嫦娥二號不僅(jin) 在探月成果上更進一步,還為(wei) 後續落月任務奠定了基礎,並且成功開展了多項拓展試驗。它完成了日地拉格朗日L2點探測,以及對圖塔蒂斯小行星的飛越探測,取得了珍貴的科學數據;最後飛至一億(yi) 公裏以外,也對我國深空探測能力進行了驗證。

  3年之後的2013年12月,嫦娥三號探測器順利完成落月任務,其備份星嫦娥四號沒有再陷入是否發射的爭(zheng) 議,但對其執行怎樣的任務卻存在分歧。

  當時有人認為(wei) ,嫦娥四號無需冒險,落在月球正麵更有把握,而葉培建則主張嫦娥四號要邁出人類尚未邁出的那一步——落到月背。

  嫦娥四號之前,月球的背麵是人類著陸月球探測史上的空白。登陸月球背麵的難點在於(yu) ,月球始終是正麵朝著地球,它的背麵無法和地球建立通訊聯係,當中國探月工程最終決(jue) 定挑戰月球背麵時,首先要在月球背後的地月間拉格朗日L2點設置一顆通訊中繼衛星,這顆衛星的名字叫“鵲橋”。

  2018年5月,“鵲橋”發射成功。7個(ge) 月後,嫦娥四號月球探測器成為(wei) 人類第一個(ge) 著陸月球背麵的探測器。

  因為(wei) 降落月背,中國掌握了月球中繼衛星技術與(yu) 能力,如果中繼衛星壽命夠長,很可能將為(wei) 國際提供服務,這正是葉培建極為(wei) 看重的地方。

  “此前,中國探月工程做的很多事情都是別人做過的,我們(men) 是學習(xi) 別人的經驗。現在,我們(men) 也可以拿出點東(dong) 西來,讓別人跟著我們(men) 一起來做一件事情。”葉培建說。

  對於(yu) 嫦娥四號任務的成功,美國國家航空航天局一位專(zhuan) 家感歎道:“從(cong) 此以後,我們(men) 不能說中國人隻會(hui) 跟著幹了,他們(men) 也幹了我們(men) 沒幹過的事情。”

  數萬(wan) 名科技工作者共同托舉(ju) “嫦娥”飛天

  嫦娥五號任務立項之初,在一次探測器方案評審時,有專(zhuan) 家提出了反對意見:“機構運動太多,環節也太多,每一個(ge) 動作都是瓶頸式的風險點,一個(ge) 環節不行,後麵的都不行了。任務風險太大。”

  專(zhuan) 家的意見,讓國家航天局探月工程三期總設計師胡浩感到壓力山大。他很清楚,中國航天此前從(cong) 未有過如此複雜的任務,而這次要經曆11個(ge) 重大階段和關(guan) 鍵環節,可謂環環相扣,步步驚心。

  中國航天科技集團八院探月工程負責人張玉花有著同樣的感受。她帶領的團隊負責嫦娥五號軌道器的研製,這是她在多次探月任務中經曆時間最長、研製最艱苦的航天器。“嫦娥五號探測器由4個(ge) 部分組合而成,多器分工合作的狀態造就了探測器在太空中不斷分離組合、再分離再組合的變形過程,這在我國航天器中絕無僅(jin) 有。”她說。

  2020年11月24日4時30分,長征五號遙五運載火箭尾焰噴薄而出,全力托舉(ju) 嫦娥五號向著月球飛馳而去。23天後的12月17日淩晨,在闖過月麵著陸、自動采樣、月麵起飛、月軌交會(hui) 對接、再入返回等多個(ge) 難關(guan) 後,曆經重重考驗的嫦娥五號返回器攜帶月球樣品,成功返回地麵。

  23天是對嫦娥五號10年研究的檢驗。探月“繞、落、回”三步走能夠順利完成,對中國探月工程的科學家來說,是交考卷的時候。此前,因為(wei) 種種原因,嫦娥五號的發射時間經曆了多次變化,探測器研製好以後也經曆了3年的儲(chu) 存等待。

  嫦娥五號任務成功後,習(xi) 近平總書(shu) 記在賀電中指出:嫦娥五號任務作為(wei) 我國複雜度最高、技術跨度最大的航天係統工程,首次實現了我國地外天體(ti) 采樣返回。這是發揮新型舉(ju) 國體(ti) 製優(you) 勢攻堅克難取得的又一重大成就。

  國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華表示,中國探月工程自2004年立項以來,“一張藍圖繪到底”,“一條龍”攻關(guan) 攻堅,“一盤棋”協同推進,“一體(ti) 化”迭代提升,實現了“六戰六捷”。探月工程匯聚了全國包括港澳地區數千家單位、數萬(wan) 名科技工作者,技術的每一次突破、工程的每一步跨越,都是團結協作的結果。

  無論是白發蒼蒼的院士專(zhuan) 家、伴隨探月工程成長的科技領軍(jun) 人物,還是初出茅廬的科研“新兵”,是他們(men) 共同伸出的雙手,托舉(ju) 了“嫦娥”一次次成功飛天。

  為(wei) 人類和平利用太空提供中國方案

  嫦娥五號任務的成功,不僅(jin) 讓國人振奮,歐洲航天局(以下簡稱歐空局)地麵控製中心跟蹤站網絡負責人比利格也向媒體(ti) 表示,他很高興(xing) 能夠見證嫦娥五號取得的探月重大成就,相信中歐在航天領域的合作還能走得更遠。

  在嫦娥五號發射和返回階段,位於(yu) 德國達姆施塔特的歐空局地麵控製中心協調其跟蹤站網絡與(yu) 合作單位的地麵站,通過接收遙測信號對嫦娥五號實施追蹤,並將相關(guan) 數據傳(chuan) 遞給北京飛控中心,這一係列操作由比利格團隊主導完成。作為(wei) 提供技術支持的一線人員,比利格說:“這次任務取得了很大的成就,這麽(me) 多年以來沒有人做到過,完成此次任務就是向前邁進了一大步。”

  據吳豔華介紹,在嫦娥五號任務實施中,我國與(yu) 歐空局、阿根廷、納米比亞(ya) 、巴基斯坦等開展了測控領域的協同合作。

  一直以來,中國探月工程堅持和平利用、合作共贏的基本原則,主動開放部分資源,幫助搭載了多個(ge) 國家的科學儀(yi) 器設備,又將獲得的寶貴原始探測數據向全世界開放,充分體(ti) 現了大國擔當和大國胸懷。

  吳豔華表示,對於(yu) 規劃中的嫦娥七號和八號任務,我國也準備以此為(wei) 契機,與(yu) 有關(guan) 國家和國際組織開展合作,共同論證初步建設月球科研站的基本能力,或者驗證核心技術。

  未來,中國的行星探測計劃將向著月球、火星乃至更遙遠的深空邁進,“合作共贏”將永遠是中國航天為(wei) 人類和平利用太空提供的中國方案。


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】,了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】,了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】,了解更多博物學院活動詳情

聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。