中國探月工程：六戰六捷，“嫦娥”書寫人類探月新篇章

中國探月工程：

 

六戰六捷，“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，我們是學習別人的經驗。現在，我們也可以拿出點東西來，讓別人跟著我們一起來做一件事情。

 

——葉培建 中國科學院院士、中國航天科技集團五院技術顧問、嫦娥一號衛星總設計師兼總指揮

 

◎記者 何 亮 付毅飛

 

攬月而歸，踏夢而行。

 

2020年12月17日淩晨，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，採用半彈道跳躍方式再入返回，在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸。

 

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

 

嫦娥五號任務的成功實施，標誌著我國探月工程“繞、落、回”三步走規劃如期完成。

 

走一條從無到有的闖關之路

 

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

 

現在，中國不但去得了月球，還實現了月背著陸、月面取樣返回。而在負責嫦娥一號任務時，“如何確保嫦娥一號準確進入環月軌道”就把葉培建愁壞了。當時，中國做軌道研究的人很少，又無法實驗。一個嚴峻的考驗就在面前：哪條軌道可行？

 

葉培建找到南京大學、國防科技大學、中國科學院，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”進行計算，最後3家算出的結果是一樣的。葉培建説，這個軌道就可以了。

 

事後，做軌道設計的同志有點不高興，説“葉培建你不信任我啊”。但葉培建的反應是，這不是信任不信任一個人的問題，而是搞科研容不得半點差錯，必須小心謹慎一點。

 

要知道，當時美國和蘇聯是世界上探月技術最強大的兩個國家，相比之下，中國探月工程是在多個空白領域中從零開始摸索前進。

 

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

 

當時國外做月球衛星，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，把紫外敏感器研製了出來，用葉培建的話説，“有這種決心才能夠去創新”。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？辦法只有一個，那就是把衛星上各種電子設備做到國際上公認的理論值的最高水準！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星嫦娥一號在西昌發射成功，經過8次變軌，嫦娥一號進入工作軌道，並傳回月面圖像，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。

 

從此不能説中國人只會跟著幹了

 

在探月工程中，單號星是主星，雙號星是備份星。嫦娥一號的任務圓滿成功後，有一種觀點是，出於節約不主張繼續發射嫦娥二號，但葉培建據理力爭。

 

“要讓中國探月工程走下去，還有很多事情要做。嫦娥一號都已經做好了，再花點錢獲得更多的科學成果、更多的工程經驗有什麼不好呢？”葉培建的一番解釋讓很多科學家轉變了想法，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星。

 

事實證明，于2010年國慶節發射的嫦娥二號不僅在探月成果上更進一步，還為後續落月任務奠定了基礎，並且成功開展了多項拓展試驗。它完成了日地拉格朗日L2點探測，以及對圖塔蒂斯小行星的飛越探測，取得了珍貴的科學數據；最後飛至一億公里以外，也對我國深空探測能力進行了驗證。

 

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

 

當時有人認為，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在於，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繫，當中國探月工程最終決定挑戰月球背面時，首先要在月球背後的地月間拉格朗日L2點設置一顆通訊中繼衛星，這顆衛星的名字叫“鵲橋”。

 

2018年5月，“鵲橋”發射成功。7個月後，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星技術與能力，如果中繼衛星壽命夠長，很可能將為國際提供服務，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，我們是學習別人的經驗。現在，我們也可以拿出點東西來，讓別人跟著我們一起來做一件事情。”葉培建説。

 

對於嫦娥四號任務的成功，美國國家航空航天局一位專家感嘆道：“從此以後，我們不能説中國人只會跟著幹了，他們也幹了我們沒幹過的事情。”

 

數萬名科技工作者共同托舉“嫦娥”飛天

 

嫦娥五號任務立項之初，在一次探測器方案評審時，有專家提出了反對意見：“機構運動太多，環節也太多，每一個動作都是瓶頸式的風險點，一個環節不行，後面的都不行了。任務風險太大。”

 

專家的意見，讓國家航天局探月工程三期總設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複雜的任務，而這次要經歷11個重大階段和關鍵環節，可謂環環相扣，步步驚心。

 

中國航天科技集團八院探月工程負責人張玉花有著同樣的感受。她帶領的團隊負責嫦娥五號軌道器的研製，這是她在多次探月任務中經歷時間最長、研製最艱苦的航天器。“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。”她説。

 

2020年11月24日4時30分，長征五號遙五運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日淩晨，在闖過月面著陸、自動採樣、月面起飛、月軌交會對接、再入返回等多個難關後，歷經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家來説，是交考卷的時候。此前，因為種種原因，嫦娥五號的發射時間經歷了多次變化，探測器研製好以後也經歷了3年的儲存等待。

 

嫦娥五號任務成功後，習近平總書記在賀電中指出：嫦娥五號任務作為我國複雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程，首次實現了我國地外天體採樣返回。這是發揮新型舉國體制優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，“一張藍圖繪到底”，“一條龍”攻關攻堅，“一盤棋”協同推進，“一體化”迭代提升，實現了“六戰六捷”。探月工程匯聚了全國包括港澳地區數千家單位、數萬名科技工作者，技術的每一次突破、工程的每一步跨越，都是團結協作的結果。

 

無論是白髮蒼蒼的院士專家、伴隨探月工程成長的科技領軍人物，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絡負責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，相信中歐在航天領域的合作還能走得更遠。

 

在嫦娥五號發射和返回階段，位於德國達姆施塔特的歐空局地面控制中心協調其跟蹤站網絡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，並將相關數據傳遞給北京飛控中心，這一系列操作由比利格團隊主導完成。作為提供技術支持的一線人員，比利格説：“這次任務取得了很大的成就，這麼多年以來沒有人做到過，完成此次任務就是向前邁進了一大步。”

 

據吳艷華介紹，在嫦娥五號任務實施中，我國與歐空局、阿根廷、納米比亞、巴基斯坦等開展了測控領域的協同合作。

 

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儀器設備，又將獲得的寶貴原始探測數據向全世界開放，充分體現了大國擔當和大國胸懷。

 

吳艷華表示，對於規劃中的嫦娥七號和八號任務，我國也準備以此為契機，與有關國家和國際組織開展合作，共同論證初步建設月球科研站的基本能力，或者驗證核心技術。

 

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