中國探月工程：六戰(zhàn)六捷，“嫦娥”書寫人類探月新篇章

中國探月工程：

 

六戰(zhàn)六捷，“嫦娥”書寫人類探月新篇章

 

此前，中國探月工程做的很多事情都是別人做過的，我們是學(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗?，F(xiàn)在，我們也可以拿出點(diǎn)東西來，讓別人跟著我們一起來做一件事情。

 

——葉培建 中國科學(xué)院院士、中國航天科技集團(tuán)五院技術(shù)顧問、嫦娥一號衛(wèi)星總設(shè)計師兼總指揮

 

◎記者 何 亮 付毅飛

 

攬月而歸，踏夢而行。

 

2020年12月17日凌晨，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(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸。

 

隨著嫦娥五號返回器圓滿完成月球“挖土”任務(wù)，帶著月球“土特產(chǎn)”順利回家，北京航天飛行控制中心嫦娥五號任務(wù)飛控現(xiàn)場旋即成為一片歡樂的海洋，大家紛紛歡呼、擁抱，互致祝賀。

 

嫦娥五號任務(wù)的成功實施，標(biāo)志著我國探月工程“繞、落、回”三步走規(guī)劃如期完成。

 

走一條從無到有的闖關(guān)之路

 

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

 

現(xiàn)在，中國不但去得了月球，還實現(xiàn)了月背著陸、月面取樣返回。而在負(fù)責(zé)嫦娥一號任務(wù)時，“如何確保嫦娥一號準(zhǔn)確進(jìn)入環(huán)月軌道”就把葉培建愁壞了。當(dāng)時，中國做軌道研究的人很少，又無法實驗。一個嚴(yán)峻的考驗就在面前：哪條軌道可行？

 

葉培建找到南京大學(xué)、國防科技大學(xué)、中國科學(xué)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“背靠背”進(jìn)行計算，最后3家算出的結(jié)果是一樣的。葉培建說，這個軌道就可以了。

 

事后，做軌道設(shè)計的同志有點(diǎn)不高興，說“葉培建你不信任我啊”。但葉培建的反應(yīng)是，這不是信任不信任一個人的問題，而是搞科研容不得半點(diǎn)差錯，必須小心謹(jǐn)慎一點(diǎn)。

 

要知道，當(dāng)時美國和蘇聯(lián)是世界上探月技術(shù)最強(qiáng)大的兩個國家，相比之下，中國探月工程是在多個空白領(lǐng)域中從零開始摸索前進(jìn)。

 

中國沒有月球探測衛(wèi)星，中國科學(xué)家就想辦法把地球衛(wèi)星的有效知識拿過來，再加上電子技術(shù)、無線電技術(shù)、材料技術(shù)的最新成果，組織隊伍在新技術(shù)上進(jìn)行攻關(guān)。

 

當(dāng)時國外做月球衛(wèi)星，都有紫外敏感器，但中國沒有。探月工程就組織了一個博士班組從頭開始，通過幾年的努力，把紫外敏感器研制了出來，用葉培建的話說，“有這種決心才能夠去創(chuàng)新”。在嫦娥一號以前，中國地面測控天線最大是12米，而國際上做月球探測的最小天線是38米，如何彌補(bǔ)？辦法只有一個，那就是把衛(wèi)星上各種電子設(shè)備做到國際上公認(rèn)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(wèi)星嫦娥一號在西昌發(fā)射成功，經(jīng)過8次變軌，嫦娥一號進(jìn)入工作軌道，并傳回月面圖像，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。

 

從此不能說中國人只會跟著干了

 

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(wù)圓滿成功后，有一種觀點(diǎn)是，出于節(jié)約不主張繼續(xù)發(fā)射嫦娥二號，但葉培建據(jù)理力爭。

 

“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(jīng)做好了，再花點(diǎn)錢獲得更多的科學(xué)成果、更多的工程經(jīng)驗有什么不好呢？”葉培建的一番解釋讓很多科學(xué)家轉(zhuǎn)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探月二期工程的先導(dǎo)星。

 

事實證明，于2010年國慶節(jié)發(fā)射的嫦娥二號不僅在探月成果上更進(jìn)一步，還為后續(xù)落月任務(wù)奠定了基礎(chǔ)，并且成功開展了多項拓展試驗。它完成了日地拉格朗日L2點(diǎn)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(xué)數(shù)據(jù)；最后飛至一億公里以外，也對我國深空探測能力進(jìn)行了驗證。

 

3年之后的2013年12月，嫦娥三號探測器順利完成落月任務(wù)，其備份星嫦娥四號沒有再陷入是否發(fā)射的爭議，但對其執(zhí)行怎樣的任務(wù)卻存在分歧。

 

當(dāng)時有人認(rèn)為，嫦娥四號無需冒險，落在月球正面更有把握，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，月球的背面是人類著陸月球探測史上的空白。登陸月球背面的難點(diǎn)在于，月球始終是正面朝著地球，它的背面無法和地球建立通訊聯(lián)系，當(dāng)中國探月工程最終決定挑戰(zhàn)月球背面時，首先要在月球背后的地月間拉格朗日L2點(diǎn)設(shè)置一顆通訊中繼衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星的名字叫“鵲橋”。

 

2018年5月，“鵲橋”發(fā)射成功。7個月后，嫦娥四號月球探測器成為人類第一個著陸月球背面的探測器。

 

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

 

“此前，中國探月工程做的很多事情都是別人做過的，我們是學(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗。現(xiàn)在，我們也可以拿出點(diǎn)東西來，讓別人跟著我們一起來做一件事情。”葉培建說。

 

對于嫦娥四號任務(wù)的成功，美國國家航空航天局一位專家感嘆道：“從此以后，我們不能說中國人只會跟著干了，他們也干了我們沒干過的事情。”

 

數(shù)萬名科技工作者共同托舉“嫦娥”飛天

 

嫦娥五號任務(wù)立項之初，在一次探測器方案評審時，有專家提出了反對意見：“機(jī)構(gòu)運(yùn)動太多，環(huán)節(jié)也太多，每一個動作都是瓶頸式的風(fēng)險點(diǎn)，一個環(huán)節(jié)不行，后面的都不行了。任務(wù)風(fēng)險太大。”

 

專家的意見，讓國家航天局探月工程三期總設(shè)計師胡浩感到壓力山大。他很清楚，中國航天此前從未有過如此復(fù)雜的任務(wù)，而這次要經(jīng)歷11個重大階段和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可謂環(huán)環(huán)相扣，步步驚心。

 

中國航天科技集團(tuán)八院探月工程負(fù)責(zé)人張玉花有著同樣的感受。她帶領(lǐng)的團(tuán)隊負(fù)責(zé)嫦娥五號軌道器的研制，這是她在多次探月任務(wù)中經(jīng)歷時間最長、研制最艱苦的航天器。“嫦娥五號探測器由4個部分組合而成，多器分工合作的狀態(tài)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有。”她說。

 

2020年11月24日4時30分，長征五號遙五運(yùn)載火箭尾焰噴薄而出，全力托舉嫦娥五號向著月球飛馳而去。23天后的12月17日凌晨，在闖過月面著陸、自動采樣、月面起飛、月軌交會對接、再入返回等多個難關(guān)后，歷經(jīng)重重考驗的嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，成功返回地面。

 

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(xué)家來說，是交考卷的時候。此前，因為種種原因，嫦娥五號的發(fā)射時間經(jīng)歷了多次變化，探測器研制好以后也經(jīng)歷了3年的儲存等待。

 

嫦娥五號任務(wù)成功后，習(xí)近平總書記在賀電中指出：嫦娥五號任務(wù)作為我國復(fù)雜度最高、技術(shù)跨度最大的航天系統(tǒng)工程，首次實現(xiàn)了我國地外天體采樣返回。這是發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)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艷華表示，中國探月工程自2004年立項以來，“一張藍(lán)圖繪到底”，“一條龍”攻關(guān)攻堅，“一盤棋”協(xié)同推進(jìn)，“一體化”迭代提升，實現(xiàn)了“六戰(zhàn)六捷”。探月工程匯聚了全國包括港澳地區(qū)數(shù)千家單位、數(shù)萬名科技工作者，技術(shù)的每一次突破、工程的每一步跨越，都是團(tuán)結(jié)協(xié)作的結(jié)果。

 

無論是白發(fā)蒼蒼的院士專家、伴隨探月工程成長的科技領(lǐng)軍人物，還是初出茅廬的科研“新兵”，是他們共同伸出的雙手，托舉了“嫦娥”一次次成功飛天。

 

為人類和平利用太空提供中國方案

 

嫦娥五號任務(wù)的成功，不僅讓國人振奮，歐洲航天局(以下簡稱歐空局)地面控制中心跟蹤站網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)人比利格也向媒體表示，他很高興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(lǐng)域的合作還能走得更遠(yuǎn)。

 

在嫦娥五號發(fā)射和返回階段，位于德國達(dá)姆施塔特的歐空局地面控制中心協(xié)調(diào)其跟蹤站網(wǎng)絡(luò)與合作單位的地面站，通過接收遙測信號對嫦娥五號實施追蹤，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給北京飛控中心，這一系列操作由比利格團(tuán)隊主導(dǎo)完成。作為提供技術(shù)支持的一線人員，比利格說：“這次任務(wù)取得了很大的成就，這么多年以來沒有人做到過，完成此次任務(wù)就是向前邁進(jìn)了一大步。”

 

據(jù)吳艷華介紹，在嫦娥五號任務(wù)實施中，我國與歐空局、阿根廷、納米比亞、巴基斯坦等開展了測控領(lǐng)域的協(xié)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，幫助搭載了多個國家的科學(xué)儀器設(shè)備，又將獲得的寶貴原始探測數(shù)據(jù)向全世界開放，充分體現(xiàn)了大國擔(dān)當(dāng)和大國胸懷。

 

吳艷華表示，對于規(guī)劃中的嫦娥七號和八號任務(wù)，我國也準(zhǔn)備以此為契機(jī)，與有關(guān)國家和國際組織開展合作，共同論證初步建設(shè)月球科研站的基本能力，或者驗證核心技術(shù)。

 

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