空间探测进展与中国的“嫦娥工程”(二)□ 欧阳自远

期次:第22期       查看:449

  关于“嫦娥”,我们的目标就是全球性、综合性的探测,另外我们在工程上一定要突破月球探测的技术,一定要发射我们国家的第一个月球探测的航天工程系统。我们要积累工程经验,更重要的,我们要培养中国自己的队伍。我们在科学上,要达到四个目标,我不详细说了。中国人第一次到那儿去,要做出一个图来,不但要平面图,而且要立体图,不但要立体图,而且是要把所有内容都弄进当中,哪怕是你中国人第一次去,你也要做出最好的图来,这才是我们的责任,这就是第一个目标。第二个目标,我们要探测月球表面的各种元素和岩石问题的分布。另外我们要探测全月球的土壤究竟有多厚,最后就可以算出来月球表面氦3的资源量。中国人头一次离开地球来奔向月球,这40公里外环境,中国人得用数据,我们得把这些数据积累起来。但是我们也遇到了很多困难,第一个困难是关于轨道的设计,我们得稳抓轨道设计。最难的一点叫“窗口”。月球绕地球转,一个月就只转一圈,因此一个月就只有一个最好的地方,我能转到月球上去,也就是一个月只有一次机会跑到那个位置。那个位置固定了,我就可以反过来算,我该某一天某一时某一分某一秒在哪个地方发射,这个就叫做“窗口”。因此要按这个时间发射,最后走来走去一定要在很标准的最好的位置进入月球。其实是个不难的问题,难在什么地方,它规定你的“窗口”时候,万一这一天下雨打雷刮风,你这一天就报废了,因此这35分钟太珍贵了。所以我们最后决定提前3天发射,只要有好天气就发射,所以就提前了三天,发射完了怎么办呢?就多了三天嘛,不是窗口吗?那么我们让它在太空当中绕地球走三天,恰好这个标准顶点离开地球奔向月球,也很保险。
  第二个问题就是三度稳定。我们所有的仪器要对月亮。这个通讯要接受地球的指令,要传回地球,要给地球传回数据。这要求地球、帆板对月亮,帆板地球月亮无时无刻都在运动,而且相对位置永远在发生变化,这三个都得对准,不对准就没用了,所以对我们来说很艰难,要巨大的计算工作量,这个问题我们最终也解决了。第三个问题就是测控,我们在上海架了一套25米直径的天文望远镜,一台乌鲁木齐的25米直径的天文望远镜,我们自己还造了一台昆明的直径更大的直径45米的一个天文望远镜,我们还在北京秘密建了一个直径50米的全国最大的天文望远镜,这个望远镜的凹面相当于6个篮球场大。我们把这4台天线充分利用我们中华人民共和国的版土,组成了多个三角形来测量,这样的话我们才能完成了我们的测量任务。
  还有一个问题也是很艰难的,38万公里距离信号的传输衰减非常严重,信号简直是非常不利于我们接收的,最后我们采取了很多技术措施,而且这次接收没有出现任何的差错。
  我们2004年启动“嫦娥计划”,2005年把所有的难关攻破,2006年我们把所有的产品研制出来调制好,确保2007年的成功发射,2008年是收获的一年,我们取得了很多很多的数据,我现在简短的汇报一下“嫦娥”飞行的情况:我们是在2007年10月24号18时05分04秒发射,发射成功在西昌,这个升空也是很准确的。最难熬的是这13天14个小时19分钟的整个的行程,我们经历了非常复杂的一个过程,最难的是这一点,因为以前苏联美国的失败在这点上是多见的。你假如不把速度控制好,太阳点擦身而过,飞不到月球上去,要飞掉的,要么速度小一点,是要撞到月球上去的,所以很难,而且你的姿态你的位置都要精确的计算,控制好,结果没想到我们这点非常成功,因而就是绕月球飞行了。我们这套相机是叫立体推扫的三线相机,从一个地方可以拍出三张照片来,但是是从不同的视角拍的。照相机在接到命令以后立即开机,我们没有想到2秒钟以后,我们真实的图像传下来了,这是我们中国人第一次自己的相机拍下来的照片。这样每一个地方我们都可以拍上三张照片,然后把这三张照片用计算机处理,可以做出立体照片来,这个也是这样。因为你的每一次拍差127分钟,这个太阳的角度是不同的,你拍出来又是黑的又是白的,你没法弄在一起,因此我们要做很多矫正,包括几何矫正、光度矫正、辐射矫正,有十几种矫正,最后把每一轨拼接起来,好像是一个太阳光底下拍的,然后我们把这个取了一小块,一共有19轨,把它拼合起来,作为中国的月球的第一张图。
  另外我们可以通过摸索美国的图象来做一些对比。同一个图象,首先我们清楚一点,这个“嫦娥”的位置要好,比如说光是近坑这个,我们的坑很好的,这是美国的,它也有很多拼接的不好的地方,我们更没有想到的是这个南北极比较暗的地方根本拍不出照片来,我们用了276轨拼接的南北极全部90度到70度的这个两个极区的照片。然后请全中国最好的制图的,测绘的,受感的,各个方面的专家把所有的国外做的图都拿出来对比清晰度、完整性、精确程度,最后大家一致公认这是当前全世界最完整最清晰最准确的一张全月性的平面图,所以我们准备在这个基础上,还要交出一张全月性的立体图出来。
  另外我们还经过两次月食的考验,因为月食有5个小时。没有太阳能不能熬得过去,我们就希望我们的仪器,里面这个温度保持到零下40度以上就行了,不致于冻坏。假如你不保温的话全部电池一起要坏掉。因为它的温度是负150度到负180度。最后没有想到我们的藏储非常好,所有的各点的温度达到了零上10度,那简直非常安全。温家宝给我们提出要求,要充分调动全国各方面的科学资源利用我国首次探测的第一种月球探测数据,研究出一流的科技成果。我们成立了专家委员会,有69所大学30个研究院,我们把全部的数据要全部提供给全国的有兴趣研究的专家和学者。我们深刻的理解到这14亿是很不容易提供的,国家也很困难,所有的数据不得由任何单位来控制,也不能变成个人所私有,必须与全国的科学家共享。所以我坚持我们一定要走出这一步,这不是个人的事情,这不是任何单位的事情,我们提供给全部的科学家,全部无偿的提供你所需要的全部数据。现在已经有50多家拿到了数据,不管怎样我们还要陆续向全国提供,甚至还要在经费上给予支持。只要你有本事你能研制出东西来,都给你,就怕你没有本事。因为最后所有的成果,这是中国人的成果,不是外国人的成果。我们一定要这样做,所以现在做的很好我们的数据量有1.4个T海量的数据,我觉得我们可提供给各个方面的科学家让他们去研究。
  我简短说一下第二期第三期,因为我讲的时间太长了,争取很快结束。第二期我们要落下去,落下去的话有一个着陆器,另外有一个月球车,月球车从着陆器底下走出来,然后它再作探测,它一边走一边做探测。第一次着陆器的寿命大概是一年,月球车的寿命是三个月,实际上就只在月球上呆三天。我们现在最大的困难有很多,首先是怎么过夜,因为一个晚上是半个月,温度是负100度到负180度。我们现在用的所有蓄电池都不能解决问题,所以我们现在正在研制同位素的温差变质,我们还有许多技术没有解决,需要太多的企业和科研机构来共同攻关。
  第三期更为复杂,我们将要象第二期一样做完全部的工作,同时你还要在月球上采样。这个月球车要跑出去,要打钻取样,最后来把样品装到返回仓里面去,装到那个返回仓以后,我们要在月球上发动像火箭一样的离开月球表面,然后奔向月球的空间,然后绕月球飞行,最后要控制它离开月球奔向地球,进入地球的大气层,以后特别是进入低空以后我们要释放降落伞,把这个返回仓返回地面,把所有的样品返回地面再进行精细的研究,所有的这些工作都必须在第三期完成。我们要学会怎么回来,因此,第三期很重要,我们必须研制大型火箭,这个火箭是这个长征5号火箭,直径是5米左右,但是我们没有办法运输这个,隧道很小我们这个直径太大了,过不去,另外高速公路不能运输桥梁太窄,没有办法。只有一个办法在天津研制,然后装船运到新的发射场再安到返回仓。在那儿发射要加紧建设天津的火箭返回仓的发射场,在低纬度地区发射可以节约燃料,第二在海边发射比较安全。整个第三期完成以后,我们要积极实现中国人载人登月的工作。
  嫦娥工程一直得到中央的亲切关怀与坚强领导,和全国公众的支持与殷切的期望,我们一直深受鼓舞,一定要继续艰苦奋斗,尽全力做好工作圆满完成任务。我们热切地希望相关领域的专家学子能够投入到探索宇宙的奥秘和嫦娥工程的行列中,来共同为人类社会的持续发展和美好前景,为中华名族的振兴和繁荣昌盛作出具体的贡献!谢谢。