從“東風一號”到“東方紅一號”,從“神舟”到“天宮”,從月球到火星,從航天大國到航天強國……北京日報客戶端今日推出慶祝新中國成立70周年特別報道《人民》之科技篇,讓我們一起回放歷史上那些被科技之光照亮的時刻,重溫那些舉國振奮的瞬間。
2004年,中國正式啟動分為“繞、落、回”三步走的嫦娥探月工程。2019年1月3日,嫦娥四號首次實現人類探測器在月球背面軟著陸。在月球探測領域,中國已毫不遜色地躋身世界先進行列,為人類和平探索利用月球做出了新的貢獻。
中國后續將開展火星探測等更加驚心動魄的深空探測,以堅定的步伐由航天大國邁向航天強國。
中國火星探測器外觀設計構型圖。國家航天局供圖
★ 故事 ★
月球已近,火星尚遠
孫澤洲的頭發理得很短,兩眼炯炯有神,透著英氣。這位嫦娥四號探測器總設計師與人交談時反應敏捷,語速飛快,條理清晰。
“每次看到月亮,我都會想到中國的探測器在月球上留下了永久印記。嫦娥四號成為第一個在月球背面軟著陸的航天器,我作為從事這項任務的一員,感到很自豪。”孫澤洲說。
上世紀90年代中國開始論證嫦娥一號時,中國僅有支持近地衛星的測控網,如何實現地月之間38萬公里的測控還是個難題。學習測控通信專業的孫澤洲參與了探月團隊。
“1996年第一次聽老專家講月球探測時,我感到月球還是個很遙遠的目標。”孫澤洲說。
如今,晴朗的夜晚,孫澤洲更多的是遙望天幕上紅色的火星。“38萬公里對我們來說已經不遠了,我現在覺得4億公里很頭疼。”孫澤洲笑道,指的是他的團隊正承擔火星探測器的研制任務。
中國計劃2020年發射火星探測器,一次完成對火星的“繞、落、巡”。這樣形式的探測還沒有哪個國家實現過。孫澤洲說,這體現出中國在空間技術發展中的“首創精神”,但他坦陳難度非常大。
火星探測對中國的航天工程師來說是全新的挑戰,他們要解決地火之間遠距離測控通信以及如何登陸火星等問題。20世紀60年代以來,國際上已實施的40多次火星探測任務,成功率約為一半。
最讓孫澤洲擔憂的是火星的大氣。“當年我們研究如何登陸月球時,覺得月球如果有點大氣該多好啊,我們要完全靠探測器攜帶推進劑,一共不到4噸的發射重量,三分之二帶的都是推進劑。可是當我們開始研制火星探測器時,發現有大氣也很麻煩,雖然不用帶那么多推進劑了,但是火星大氣的不確定性帶來的問題,要比沒有大氣復雜得多,有些事靠運氣。”他一連串用了好幾個“很麻煩”來形容研制火星探測器中遇到的難題。
但他和團隊勇敢地迎接著挑戰。“正因為有壓力,才能帶來技術的進步。”孫澤洲說,“等我們的探測器登陸火星后,我們就又成長了。”
從學他們,到學我們
39歲的李飛從小就有太空夢,在天津大學學習機器人專業后,2009年進入中國航天科技集團五院工作,成為嫦娥三號、四號團隊中的骨干。
“我們的探測器可以理解成機器人,嫦娥四號動力下降是全自主的,可對月面的障礙物識別判斷,自主降落到安全著陸區,這就很類似機器人。未來的深空探測中,尤其是到了更遙遠的火星、木星、冥王星等,通信時間越來越長,更需要智能化的機器人。”李飛說。
研制團隊在北京郊區開展著陸器的懸停試驗時是寒冷的冬季,因為儀器要在低溫下工作,試驗都是在凌晨進行。研制人員每天三點起床去做試驗,白天還要分析數據,堅持了一個月,非常辛苦。
李飛說,中國探測器登月過程的制導導航控制技術是世界領先的,尤其是懸停避障技術讓國際震驚,中國是第一個在登月中實現探測器自主懸停避障的。一次俄羅斯同行告訴李飛,他們把嫦娥三號整個登陸過程看了上百遍,研究中國人到底是怎么做到的。“其實我們也曾經無數次研究過蘇聯當年的探月任務,現在反過來是他們學習我們了。”
“從事深空探測最大的樂趣是探索未知,能對中國和全人類的科技發展都有貢獻,這是最吸引我的地方。”李飛說。
孫澤洲說:“深空探測都是高風險的任務,從事深空探測,我們不能止步,總有新的挑戰在前面,但這正是深空探測的魅力所在,如果多年只重復做同樣的事,沒有挑戰,也就失去了探索的意義。”
“等我們實現登陸火星后,可能還覺得木星依然遙遠,但隨著中國深空探測的不斷推進,木星在我們心目中也會越來越近。”
“地球上最幸福的人”
孫澤洲和他團隊中不少人既參與了月球探測,又從事火星探測,這樣的機會全世界罕見,他們覺得自己是“地球上最幸福的人”。
孫澤洲被任命為嫦娥三號探測器總設計師時只有37歲,是當時中國航天系統最年輕的總設計師。而在中國探月、載人航天、北斗導航等科研團隊中骨干的平均年齡都僅為三十出頭。
他說,自己和許多中國年輕而有才華的工程師一樣,趕上了中國高速發展的好時機。近十幾年來中國航天的迅猛發展,為年輕人創造了很好的條件和舞臺。“我們是幸運的,個人的成長期和航天事業高速發展階段是同步的,有更多的機會和壓力促使我們成長。”
玉兔二號熱控分系統主任設計師陳建新說:“作為新一代航天人,我們掌握了更強大的設計工具,我們希望不僅能繼承前輩,還能突破自我,從事更有新意的工作。”
“去月球背面,好似攀登一座無人涉足的山,有征服未知的神秘感,希望我們的月球車能有新的發現,為人類帶來飛越性的發展。”陳建新說。
盡管中國航天領域的成就與美、俄還有相當大的差距,但中國年輕的航天人才,卻讓美、俄航天界羨慕不已。中國首任探月工程總設計師孫家棟曾說,這些年輕人將把中國航天帶入黃金時代。
★ 檔案 ★
嫦娥一號
2007年10月24日,中國第一顆月球探測器嫦娥一號,在西昌衛星發射中心由長征三號甲運載火箭發射升空,使中國成為世界上第五個自行研制和發射月球探測器的國家。它繪制了中國第一幅全月球的三維立體地圖,為中國開辟了深空探測的新時代。
嫦娥二號
2010年10月1日,發射升空的嫦娥二號獲得了分辨率優于10米的月球表面三維影像,它還拍下了嫦娥三號預選著陸區——月球虹灣地區的局部影像圖。
嫦娥三號
2013年12月2日,成功發射的嫦娥三號于當月14日著陸在月球雨海西北部,使中國成為繼美國、蘇聯后第三個實現月球軟著陸的國家。嫦娥三號包括著陸器和玉兔號月球車,它們開展了“觀天、看地、測月”的科學探測和其他預定任務。
嫦娥四號
2018年5月21日,中國發射了嫦娥四號中繼星“鵲橋”,為嫦娥四號登陸月球背面做中繼通信支持。2018年12月8日嫦娥四號探測器發射,2019年1月3日成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地的馮·卡門撞擊坑,成為人類首顆在月球背面軟著陸和巡視探測的航天器。
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