中國探月10年4戰4捷 征服火星指日可待

  2004年1月,國務院批准繞月探測工程(即探月工程一期)立項實施。

  2007年10月,嫦娥一號衛星成功繞月,標誌中國邁出了深空探測的第一步。

  2010年10月,嫦娥二號衛星獲得世界首幅分辨率為7米的全月圖,目前有望飛到3億公里的深空。

  2013年12月,嫦娥三號探測器披掛出征,成功實現月面軟著陸,中國成為世界上第三個實現月面軟著陸和月面巡視探測的國家。

  2014年11月,探月工程三期再入返回飛行試驗獲得成功,為確保嫦娥五號任務順利實施和探月工程持續推進奠定堅實基礎。

  圖為2013年12月北京飛控中心大屏幕上顯示的嫦娥三號著陸器、巡視器互拍成像照片。

  嫦娥一小步,中國一大步。十年來,中國探月工程四戰四捷。為何能取得如此輝煌戰績?又有哪些經驗?未來還有哪些深空探測計劃?帶著這些問題,記者獨家專訪了中國工程院院士、首任探月工程總指揮欒恩傑和中國科學院院士、首任探月工程總設計師孫家棟。

  在條件不成熟時,如果勉強開展深空探測,是一種浪費

  記者:與美國和俄羅斯相比,我們國家航天發展路徑有何不同?

  孫家棟:美國和俄羅斯航天發展道路都是衛星一上天,馬上就開始進行空間物理探測活動。我國則完全不一樣,第一顆衛星成功發射之後,我們並沒有急於去搞深空探測,而是繼續研製了一系列各種應用衛星,來滿足我們當時國家經濟建設的需要。

  記者:選擇這樣的發展路徑是出於何種考慮?

  孫家棟:這條道路非常符合中國發展的具體情況。這麼決定主要有兩個原因。第一,當初我們在開展衛星的研製時,中央就明確要求要實用,要確實能解決國家經濟建設的急需問題,完全為國家經濟建設服務。第二,當時各方面技術條件都還不太成熟。在這種情況下,如果勉強一定要搞深空探測,這就是浪費國家財產,浪費資源,浪費人力。所以我們從上世紀70年代第一顆星上天之後,緊接著就抓住國家經濟建設需求來開展航天活動。直到20世紀末,中國的經濟發展水平不斷提高,在這種背景下,除了繼續研製國家經濟建設所需的一些衛星之外,我們已經具備能力來開展載人航天和深空探測活動。而深空探測第一步就是先往月球上發展,我國的探月工程也由此正式立項開啟。

  充分利用成熟技術和現有裝備,並進行適應性改進和創新

  記者:探月工程的整個技術路線,現在看來非常正確。可當初決定起來並不是那麼容易吧?

  欒恩傑:月球探測是我國首次開展對地球以外天體的直接探測,在衛星設計、軌道設計、地月空間環境適應、遠距離測控通信、科學數據處理與反演等諸多方面,較之以往的人造地球衛星和航天飛行技術不同,是我們從未涉及的全新領域,極具創新性、挑戰性和風險性。怎樣在我國當時現有的技術水平和有限的經費條件下,實施複雜的多學科、高技術集成的創新工程?怎樣選擇正確的技術路線使科學目標通過工程的實施變成現實?這的確不容易。

  縱觀人類探月曆程,分“探、登、駐”三大步。基於上世紀末、本世紀初我國經濟條件和技術能力,我們反覆梳理、分析了當時現有的資源和能力,在多次權衡利弊之後,最終確定以“探”為主攻方向,分“繞、落、回”三步實施,突破無人探測基本技術。每一步之間,前一步是後一步的基礎,後一步是前一步的跨越。每次的任務安排,要承前啟後,盡可能用好前一次的成果,為後一次任務開展驗證。

  這條技術路線後來被實踐證明十分正確。這就是充分利用成熟的技術,充分利用現有的條件和裝備,經過可靠的適應性改進,在有限的資金支持下、在確定的週期內有把握地完成工程任務。比如,嫦娥一號衛星的平台就選擇了我國東方紅三號通信衛星的公用平台,當時該平台已經成功用於7顆國產通信衛星,是一個成熟可靠的平台,只要進行適應性的改進、設計,就可以滿足嫦娥一號衛星的需要。

  這條路線在立足降低風險和提高工程可靠性的同時,也在各系統的適應性改進中大力推進了集成創新和原始創新,使我們突破並掌握了一大批具有自主知識產權的核心技術和關鍵技術,把深空探測的主動權牢牢地掌握在自己手裡。

  將來任務中,備份問題值得好好研究

  記者:十年四戰四捷,成功背後的原因是什麼?

  欒恩傑:我想是有四方面原因:首先它是改革開放的重大成果。改革開放使得我國經濟和科技水平飛速發展,才有財力和技術能力去開展探月等深空探測活動。同時也離不開中央領導集體的英明決策和鼎力支持。二是剛才所說的正確的技術路線,以及完善配套的工程體系。三是航天人的努力奮鬥,他們頂住國外技術封鎖壓力,以最短的時間、最低的成本、最高的效率、最穩的質量出色完成了工程任務。四是全國上下通力合作,“萬人一桿槍”。

  孫家棟:最重要的一點就是中央的鼎力支持,同時我們也選擇了一條非常符合中國國情的發展道路,一步一步,穩紮穩打。積極發展的同時,也安排了合理的投入比例。

  記者:探月工程接下來還需在哪些方面注意和改進?

  孫家棟:經過之前嫦娥系列這四次任務,將來備份怎麼搞,是值得好好研究一下。因為只研製一發會擔心,萬一不成功怎麼辦?可是如果一次打成了,又要臨時想備份如何不重複和浪費。這個問題解決起來的確是挺難的。所以我建議,大家在接下來的探月任務執行過程中是不是可以一起好好地研究這個問題,起碼提前就得考慮。

  探月工程與民生一定有關,深空探測要把凱歌奏在應用上

  記者:大家更關心的是,探月工程到底對老百姓有什麼好處?

  欒恩傑:科學技術的發展,往往都不會很快轉化成日常的應用,但是將來一定會。科學進步與人們的生活一定是相關的,只是一個時間問題。所以,探月工程對未來民生的好處,不是現階段的成果能完全體現清楚的。如果用能不能得到眼前的應用來判斷該不該進行科學探測,往往會貽誤科學技術的發展。

  反過來,如果我們的深空探測活動最終不能讓太空資源為人類造福,那麼這項事業發展是不會長久的,也是沒有動力的。在新的大航天概念裡面,有一個非常重要的內容叫空間應用。所以,我們航天不能僅滿足於每次的發射成功,而要進一步思考,我們這個發射成功將和國民經濟建設與老百姓的生活怎樣發生聯繫、做了哪些貢獻、起了什麼作用,也就是說深空探測要把凱歌奏在應用上。

  其實,現在人類社會和生活的很多領域已經離不開太空技術,比如手機通訊、天氣預報、導航定位、遠程教育醫療等。在通過“繞、落、回”掌握月球到達和返回技術後,我們應著眼於未來開發利用月球開展後續探測活動。相信一定還會有更多更廣的應用不斷在人們的生活當中體現出來。

  月球探測只是起步,中國將向更遠的深空進發

  記者:在深空探測方面,中國未來還有哪些計劃?

  孫家棟:我們的深空探測絕對不僅限於月球探測。月球探測實際上是深空探測的起步。嚴格來講,月球還沒有完全脫離地球的影響。現在把它歸為深空探測的領域,是因為它距離比較遠,屬於三體運動。先去探測月球,為整個深空探測打下基礎。

  月球這個任務完成以後,我們肯定會向深空更遠的地方發展,目前可能大家比較統一的一點是向火星,國防科工局現在正在抓這件事情。我希望主管部門能根據我們國家的實際情況,把這項工作進行合理的安排,不能急躁。

  欒恩傑:從深空探測來看,中國剛剛起步。我個人認為,1998年以前是討論、研究的過程。2004年國家立項批復後,我們的深空探測才開始,到現在整整10年,中國人深空探測之路還很長。國家如果下決心推動深空探測的話,就一定要把運載能力搞上去,這是基礎條件。我相信,經過10年或者更長時間的努力,我們有能力盡快擁有超強運載能力的火箭,為更遠深空探索提供技術支撐和保證。我堅信中國人是有能力的!





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