2004年2月13日,时任国防科学工业委员会秘书长兼国家航天局副局长的孙来燕向世人公布,中国月球探测计划已经进入实施阶段,3年过后,一颗属于中国的卫星将开始绕月飞行。为了等到这一天,中国探月事业已走过了40多个春秋。
在“嫦娥”即将升空之际,我国探月计划“嫦娥一号”工程首席科学家、中科院院士欧阳自远在接受记者采访时,回顾了中国探月事业的数十年艰辛历程。
1962开始月球研究
“从1962年,我国学者特别是中国科学院相关单位的研究人员就开始了对‘月球号’、‘徘徊者’、‘勘测者’、‘月球轨道’和‘阿波罗’等月球系列探测器进行跟踪性与综合性研究。”
欧阳自远院士说起那段日子,坦言“很苦闷”。“我们只能收集和研究别人公开的资料,而一些核心数据却根本拿不到。”但他同时感到很庆幸,“在跟踪研究中,我们与美国、英国、德国、俄罗斯、日本开展了不同程度的合作性研究,由此形成了一批年龄和知识结构合理的基础研究队伍,现在我们的探月研究基础都是那时积累下来的。”
1992年提出“嫦娥奔月”想法
由于航天技术是863计划选定的第二个高技术领域,因此“863-2”至今被冠在其研究子课题编号之前。航天专家在论证该领域的研究目标时,认为我国已经具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力,但在载人航天方面仍是空白。
当时的航天部组织了载人航天可靠性论证。但由于载人航天投入大,风险高,直接经济效益不明显,对于中国究竟要不要搞载人航天,专家们存在较大的分歧。这场争论一下子又进行了5年。
“其实在1992年前后,国内就已有科学家提出了‘嫦娥奔月’的想法。”
欧阳自远回忆说,当时为了迎接1997年香港回归,有人提出利用运载火箭往月球上发射一个象征中国的铁质标志,永远地将其“烙”在月球上,以此扬国威、鼓志气。这个设想当时得到了一批学者的支持,很快便形成文字向中央打了申请报告,并计划在香港回归前完成发射任务。“这完全是从政治角度考虑的,基本上没有什么科学研究价值,而且还费钱。所以当报告打到中央后被否决了。”
为探月计划科学家四处奔走
“探月计划算到今天,整整酝酿了10多年了。”欧阳自远院士介绍说,我国真正意义上的探月构想是在1994年提出的,此后的10多年间主要是在进行论证过程,而且是“那种反反复复的论证”。
谈论到这10年的酝酿,中国探月办公室刘建忠研究员告诉记者,包括欧阳自远院士在内的很多专家,除了搞研究,10多年中做的最多的工作是四处游说和呼吁。
“这项工作很费心,只要逮住机会,他们就会向决策者、科技界和公众阐述月球探测的重要性,灌输中国开展探月的必要性。”刘直言不讳地说,“毕竟10多亿元的科研投资不是个小数目,大家都很谨慎。不过如果没有热心科学家的这些外围努力和攻关,中国启动探月计划可能还会要推迟。”
2003年中央批准绕月计划
就在争论中,科学界的一些行动已在悄然地推动着中国探月计划的前进。上世纪90年代初,航天领域首席科学家闵桂荣院士提出了中国也要搞月球卫星的建议。
1997年4月7日至10日,中国科学院的杨嘉墀、王大珩、陈芳允三位院士以“863”计划的名义发表了《我国月球探测技术发展的建议》。
1998年,总装863航天领域办公室组织了杨嘉墀等航天专家对清华大学、中国航天科技集团五院502所、国防科大、中国科技大学的“月球车”项目申请报告进行评审,通过了由清华大学牵头的“月球探测机器人总体方案设计及关键技术分解”的立项研究,揭开了我国月球车研究的序幕。2000年5月,清华大学组织了“月球探测技术研讨会”,反响强烈。
2000年10月5日在京召开的首届“世界空间周”庆祝大会上,时任国防科工委副主任、国家航天局局长的栾恩杰作了题为《面向21世纪的中国航天》专题发言,“我国将在无人实验飞船成功飞行的基础上,实现载人航天飞行。在空间探测方面,将实现月球探测,并积极参与国际火星探测活动,使我国的空间探测技术上升到一个更高的水平。”这是中国高层首次公开表明探月决心。
2000年11月22日,我国政府首次公布航天白皮书——《中国的航天》,明确了近期发展目标中包括“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”。
7年的奔走和呼吁终于有了结果。2001年,由欧阳自远院士牵头制定的“发射绕月卫星”第一期科学目标和有效载荷配置终于通过了国家评审。
2001-2002年间,孙家栋院士组织全国各方面力量,对首期目标又进行了为期一年的综合论证,最后得出结论:科学目标明确、先进,技术能够实现,没有颠覆性的技术问题。2003年9月,中央最终同意并批准了这个计划。
探月工程分三步走
国防科工委月球探测工程中心副主任郝希凡介绍了中国探月工程的总体规划:工程设想为三期,简称为“绕、落、回”三步走,将在2020年前后完成。
第一步为“绕”,即发射中国第一颗月球探测卫星,突破至地外天体的飞行技术,实现首次绕月飞行。
第二步为“落”,即发射月球软着陆器,并携带月球巡视勘察器(俗称月球车),在着陆器落区附近进行就位探测,这一阶段将主要突破在地外天体上实施软着陆技术和自动巡视勘测技术。
第三步为“回”,即发射月球采样返回器,软着陆在月球表面特定区域,并进行分析采样,然后将月球样品带回地球,在地面上对样品进行详细研究。这一步将主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术。(新华)
□内幕
3年攻破4项技术难关
晶报北京10月23日电(特派记者张国防郭岱钊)“‘嫦娥一号’4项技术难关,三年就被技术人员攻破了。”这是中国空间技术研究院庞之浩研究员日前向本报特派记者透露的。
一是突破轨道设计与飞行控制关。在轨道设计过程中,综合考虑各种情况,对其中的一些不利的结果逐一加以甄别和排除,最终解决了最优化轨道设计难关,使“嫦娥一号”奔月飞行所需能量最少。
二是突破攻克三体定向关。为使“嫦娥一号”具备同时对日、地、月三体定向的能力,卫星上的定向天线和太阳电池帆板都具有一定的运动自由度和运动机构,可以根据具体情况调整指向,以满足各自不同的定向要求,同时还采用紫外敏感器、星敏感器、陀螺以及提高控制、制导与导航分系统的高可靠性等多种手段,确保三体定向的精度要求。
三是突破空间环境关。为了保证“嫦娥一号”星内各探测仪器正常工作,解决好热防护问题,我国科技人员经过攻关,建立了整个月球温度场模型,并结合轨道条件和“嫦娥一号”姿态条件计算出
了卫星各个面的外热流。
四是突破远程测控通信关。
在“嫦娥一号”的研制过程中,探测器与地面测控系统以及地面应用系统进行了充分的对接试验,验证了星地之间接口的匹配性和正确性,确保了“嫦娥一号”能够顺利完成必备的测控通信功能。
在地面上,立足于国内现有的地面测控系统和地面应用系统的资源,主要是国内现有的卫星测控网和天文观测站以及在建的新的地面数据接收站等。
□动向
十多所机构研制月球车
目前国内已有十多所高校和科研机构在研制将承担月球实地探测任务的“月球车”。日前,记者采访了北京航空航天大学月球车项目总协调人丁水汀。
“月球机器人的设计是一项复杂的系统工程,其研究涉及许多学科和领域。”丁水汀强调了这项设计的复杂性。
丁水汀表示,体积小、体重轻是设计月球车的一个关键点。此外,由于在月球上没有大气层保护,它要承受零上127℃至零下183℃的巨大温差,如何保证月球车在巨大的昼夜温差下不变形、正常运转是个很大的难题。月壤的表面很松软,凹凸不平,月球车在行走过程中随时可能遇到障碍物和斜坡;强烈的电磁辐射,能否适合各种路面、行走自如也是他们研发的重点之一。
今年3月31日,中国自行研制的两款月球车,在上海宇航系统工程研究所亮相。这两款展示的月球车,型号分别为MR-2和MR-3,是由上海航天局牵头,哈尔滨工业大学、国防科技大学等数十家科研机构共同研制的。
在不久前深圳举行的第九届高交会上,一辆新款的月球车亮相。(综合)
□对话
首席科学家欧阳自远
我的研究从一粒石头开始
你看看,中国人给了月亮多少美丽的名字:玉蟾、玉盘、冰壶、飞镜、婵娟……我最喜欢的名字是婵娟。”—欧阳自远
日前,在成都理工大学一间古朴的会议室里,中国探月首席科学家欧阳自远接受了专访。
记者:您是学地质的,为何对月球情有独钟?
欧阳自远:小时候,我总想知道月球究竟是什么样子,我很敬佩吴刚无止境地砍树,我很想探寻一下这个秘密。后来随着知识的增长,逐渐认识到月球是一个资源的储藏库。1957年,前苏联发射了第一颗人造地球卫星,轰动世界,对我的震动很大。我想人类总有一天要离开地球,到太空去。
记者:太空于您有难以舍弃的缘分,是因为那份来自月球的礼物?
欧阳自远:那是粒石头,只有一克重。真不敢想象这石头竟到了我手里,它是美国人从月球上带回来,1978年,时任美国总统安全事务顾问的布热津斯基来访问时送给中国的。当时中央领导问谁在搞这东西,这石头作为样品转到我手里。当时我组织全国的专家力量来研究这块样品,最后确定是阿波罗17号采集回来的,而且确认是第几号样品,样品是在什么位置采的。美国人不得不服气地说,真没想到,我们什么都没说,你们居然都搞清楚了。
记者:目前全国有10多家单位在研制登月车,对月球车的研制到了什么程度?
欧阳自远:月球车很复杂,将面临高达300℃的温差,对材料要求很严格。目前哈工大做了两辆,一辆是两轮的,一辆是十二轮的,清华大学做了辆六轮的。
记者:您的事业在北京,但您又不愿意离开家乡,不会有影响吧?
欧阳自远:我一直是中国科学院地质化学所的研究员,原来是那儿的所长。如今我的研究所在北京,所以90%以上的工作时间是在北京。我家在贵阳,有几次调我去北京,舍不得离开就没去。
记者:正因为这样,您才放弃从政?
欧阳自远:原来要我当副省长,我坚决不干,拒绝了两次。
记者:这期间,探月梦想也没间断?
欧阳自远:这怎么能间断!对我们来说,那就跟生命一样!(据新华网)