隨著月面上五星紅旗照片傳回地球,嫦娥三號(hào)任務(wù)已取得圓滿成功。2013年12月17日,中國科協(xié)在北京舉辦第35期“科學(xué)家與媒體面對(duì)面”活動(dòng),邀請(qǐng)了探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁、嫦娥三號(hào)任務(wù)運(yùn)載火箭系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師劉建忠、探測器系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張煸以及地面應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師蘇彥,向媒體和公眾講述了本次任務(wù)中一些鮮為人知的故事。
200多個(gè)故障預(yù)案一個(gè)都沒用上
航天工程具有高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、高技術(shù)的“三高”特點(diǎn),通常來說,每次任務(wù)所用的新技術(shù)、新產(chǎn)品不會(huì)超過30%,以求風(fēng)險(xiǎn)可控。然而嫦娥三號(hào)任務(wù)中的新設(shè)備、新技術(shù)卻達(dá)到80%,信心從何而來?
吳偉仁說,本次任務(wù)中,月球車、著陸器的設(shè)計(jì),以及月面軟著陸的經(jīng)驗(yàn),我國基本上都是空白,必須全部從頭開始。這樣風(fēng)險(xiǎn)很大,要精心設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造,確保質(zhì)量才可能成功。
他表示,嫦娥三號(hào)從發(fā)射、軟著陸,到兩器分離、互拍,每一步都完成得完美、精準(zhǔn),甚至比預(yù)想的還順利。
其實(shí),科研人員在按照最好結(jié)果努力的同時(shí),也做了最壞的準(zhǔn)備。吳偉仁介紹,本次任務(wù)中科研人員準(zhǔn)備了200多個(gè)故障預(yù)案,包括每出現(xiàn)一個(gè)故障該采取什么措施,轉(zhuǎn)移到什么程度,都準(zhǔn)備得非常精細(xì)?!敖Y(jié)果到現(xiàn)在,這些預(yù)案一個(gè)都沒用上?!彼f。
“玉兔”前面的坑躲過了嗎
15日凌晨4點(diǎn)35分,嫦娥三號(hào)著陸器伸出雙臂,將玉兔號(hào)月球車穩(wěn)穩(wěn)地放在月面,讓人們振奮不已。但直播畫面中,“玉兔”右前方的一個(gè)大坑,卻令不少人擔(dān)憂——“在接下來的工作中,‘玉兔能躲過這個(gè)坑嗎?”
據(jù)介紹,這個(gè)坑直徑約20米,深度大概2—3米。不過張煸給大家送上了定心丸。“這個(gè)坑離著陸器還有十幾米的距離,巡視器也有自己的導(dǎo)航路徑規(guī)劃,可以繞開這個(gè)坑走,不會(huì)受影響。”她說。
嫦娥三號(hào)著陸后,張煸看到監(jiān)視相機(jī)拍的圖像,先是覺得非常幸運(yùn),隨即感覺很成功。她說,照片中可以看到這個(gè)坑,還有一些石塊,但著陸器落腳的地方非常平坦,說明我們自己設(shè)計(jì)的導(dǎo)航很好地實(shí)現(xiàn)了自主避障功能。
“黑色720秒”說法并不準(zhǔn)確
嫦娥三號(hào)任務(wù)中,實(shí)施月面軟著陸的過程約12分鐘,最為驚心動(dòng)魄,被許多人稱為“黑色720秒”。張煸表示,這一說法并不準(zhǔn)確。
“通常我們把航天器和地面完全無法通訊聯(lián)系的過程叫做‘黑色?!彼f,嫦娥三號(hào)軟著陸期間,所有的遙測數(shù)據(jù)都能傳回地面,通訊并沒有斷開。
然而地面對(duì)這一過程卻很難干預(yù),只能由嫦娥三號(hào)自主完成。張煸說,嫦娥三號(hào)下降的速度非常快,要實(shí)時(shí)判斷下降速度、高度、月表地形等,并隨時(shí)做出調(diào)整。如果將數(shù)據(jù)傳回地面,地面完成判斷后再發(fā)出指令,這個(gè)過程至少需要幾秒鐘,很難實(shí)現(xiàn)及時(shí)準(zhǔn)確的控制。
8臺(tái)科學(xué)設(shè)備已有6臺(tái)開機(jī)
盡管工程目標(biāo)已實(shí)現(xiàn),但“嫦娥”和“玉兔”還將開展一系列科學(xué)探測。
蘇彥表示,嫦娥三號(hào)的科學(xué)探測任務(wù)可以用6個(gè)字來總結(jié):巡天、觀地、測月,這是人類史上第一次利用著陸器就位和巡視器巡視相結(jié)合的探測。根據(jù)著陸器的靜止特點(diǎn)配備了月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、極紫外相機(jī)、降落相機(jī)和地形地貌相機(jī);結(jié)合巡視器要運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)配備了測月雷達(dá)、粒子激發(fā)X射線譜儀、紅外成像光譜儀和全景相機(jī),共計(jì)8臺(tái)科學(xué)儀器。
她說,“巡天”是利用月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡在月球上開展天文觀測,由于月球沒有大氣干擾,觀測時(shí)間更長,看得更清楚:“觀地”是用極紫外相機(jī)對(duì)地球等離子體層進(jìn)行觀測,實(shí)時(shí)記錄陽光、磁層、大氣層的相互作用,為空間科學(xué)研究和自然災(zāi)害預(yù)報(bào)提供科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。以前在地球上只能觀測到局部,在月球則具有整體觀測優(yōu)勢(shì)。
“測月”則是指利用粒子激發(fā)X射線譜儀、紅外成像光譜議測量月球上的礦物和成分,借助測月雷達(dá)局部區(qū)域進(jìn)行精密剖析。
蘇彥介紹,8臺(tái)設(shè)備中目前已有6臺(tái)開機(jī),包括降落相機(jī)、地形地貌相機(jī)、月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、測月雷達(dá)、全景相機(jī)和極紫外相機(jī)?!跋M@些設(shè)備能很快給我們帶來更多驚喜,讓我們對(duì)月球有更深的了解?!彼f。
中國在探月工程上投入并不多
航天工程的投入,一直是人們關(guān)注的問題。
據(jù)了解,上世紀(jì)60、70年代,美蘇共開展了118次月球探測活動(dòng),其中蘇聯(lián)64次,美國54次。雙方加起來,成功率約40%,但在激烈的競爭中,其投入可謂傾其國力,不計(jì)成本。
吳偉仁說,以美國阿波羅工程為例,在10多年里大概投入了250億美元,按年平均量計(jì)算,約占當(dāng)時(shí)美國GDP的2%至2.5%。
他表示,嫦娥三號(hào)任務(wù)是世界上第130次探測月球,對(duì)于中國來說,是連續(xù)第三次探月任務(wù)取得成功。而我國探月計(jì)劃的總投入大約占國家GDP的萬分之幾。(來源:新華網(wǎng))endprint