中國探月工程六戰(zhàn)六捷 嫦娥書寫人類探月新篇章
來源：科技日報(bào) 發(fā)布時間：2021-06-15 09:47:16
中國探月工程：
六戰(zhàn)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(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在，我們也可以拿出點(diǎn)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(xué)院院士、中國航天科技集團(tuán)五院技術(shù)顧問、嫦娥一號衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師兼總指揮
◎本報(bào)記者 何 亮 付毅飛
攬?jiān)露鴼w，踏夢而行。
2020年12月17日凌晨，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，采用半彈道跳躍方式再入返回，在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸。
隨著嫦娥五號返回器圓滿完成月球“挖土”任務(wù)，帶著月球“土特產(chǎn)”順利回家，北京航天飛行控制中心嫦娥五號任務(wù)飛控現(xiàn)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(wù)的成功實(shí)施，標(biāo)志著我國探月工程“繞、落、回”三步走規(guī)劃如期完成。
走一條從無到有的闖關(guān)之路
20年前，我國啟動探月工程的論證，一條闖關(guān)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，中國探月工程獲批準(zhǔn)立項(xiàng)，正式進(jìn)入實(shí)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(dān)任嫦娥一號衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師兼總指揮。
現(xiàn)在，中國不但去得了月球，還實(shí)現(xiàn)了月背著陸、月面取樣返回。而在負(fù)責(zé)嫦娥一號任務(wù)時，“如何確保嫦娥一號準(zhǔn)確進(jìn)入環(huán)月軌道”就把葉培建愁壞了。當(dāng)時，中國做軌道研究的人很少，又無法實(shí)驗(yàn)。一個嚴(yán)峻的考驗(yàn)就在面前：哪條軌道可行？
葉培建找到南京大學(xué)、國防科技大學(xué)、中國科學(xué)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(jìn)行計(jì)算，最后3家算出的結(jié)果是一樣的。葉培建說，這個軌道就可以了。
事后，做軌道設(shè)計(jì)的同志有點(diǎn)不高興，說“葉培建你不信任我啊”。但葉培建的反應(yīng)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(diǎn)差錯，必須小心謹(jǐn)慎一點(diǎn)。
要知道，當(dāng)時美國和蘇聯(lián)是世界上探月技術(shù)最強(qiáng)大的兩個國家，相比之下，中國探月工程是在多個空白領(lǐng)域中從零開始摸索前進(jìn)。
中國沒有月球探測衛(wèi)星，中國科學(xué)家就想辦法把地球衛(wèi)星的有效知識拿過來，再加上電子技術(shù)、無線電技術(shù)、材料技術(shù)的最新成果，組織隊(duì)伍在新技術(shù)上進(jìn)行攻關(guān)。
當(dāng)時國外做月球衛(wèi)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，把紫外敏感器研制了出來，用葉培建的話說，“有這種決心才能夠去創(chuàng)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(bǔ)？辦法只有一個，那就是把衛(wèi)星上各種電子設(shè)備做到國際上公認(rèn)的理論值的最高水平！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(wèi)星嫦娥一號在西昌發(fā)射成功，經(jīng)過8次變軌，嫦娥一號進(jìn)入工作軌道，并傳回月面圖像，中國航天在飛向月球探索深空的道路上邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步。
從此不能說中國人只會跟著干了
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(wù)圓滿成功后，有一種觀點(diǎn)是，出于節(jié)約不主張繼續(xù)發(fā)射嫦娥二號，但葉培建據(jù)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(jīng)做好了，再花點(diǎn)錢獲得更多的科學(xué)成果、更多的工程經(jīng)驗(yàn)有什么不好呢？”葉培建的一番解釋讓很多科學(xué)家轉(zhuǎn)變了想法，他的堅(jiān)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(dǎo)星。
事實(shí)證明，于2010年國慶節(jié)發(fā)射的嫦娥二號不僅在探月成果上更進(jìn)一步，還為后續(xù)落月任務(wù)奠定了基礎(chǔ)，并且成功開展了多項(xiàng)拓展試驗(yàn)。它完成了日地拉格朗日L2點(diǎn)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(xué)數(shù)據(jù)；最后飛至一億公里以外，也對我國深空探測能力進(jìn)行了驗(yàn)證。
3年之后的2013年12月，嫦娥三號探測器順利完成落月任務(wù)，其備份星嫦娥四號沒有再陷入是否發(fā)射的爭議，但對其執(zhí)行怎樣的任務(wù)卻存在分歧。
當(dāng)時有人認(rèn)為，嫦娥四號無需冒險(xiǎn)，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(diǎn)在于，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(lián)系，當(dāng)中國探月工程最終決定挑戰(zhàn)月球背面時，首先要在月球背后的地月間拉格朗日L2點(diǎn)設(shè)置一顆通訊中繼衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星的名字叫“鵲橋”。
2018年5月，“鵲橋”發(fā)射成功。7個月后，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?yàn)榻德湓卤常袊莆樟嗽虑蛑欣^衛(wèi)星技術(shù)與能力，如果中繼衛(wèi)星壽命夠長，很可能將為國際提供服務(wù)，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(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)在，我們也可以拿出點(diǎn)東西來，讓別人跟著我們一起來做一件事情。”葉培建說。
對于嫦娥四號任務(wù)的成功，美國國家航空航天局一位專家感嘆道：“從此以后，我們不能說中國人只會跟著干了，他們也干了我們沒干過的事情。”
數(shù)萬名科技工作者共同托舉“嫦娥”飛天
嫦娥五號任務(wù)立項(xiàng)之初，在一次探測器方案評審時，有專家提出了反對意見：“機(jī)構(gòu)運(yùn)動太多，環(huán)節(jié)也太多，每一個動作都是瓶頸式的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，一個環(huán)節(jié)不行，后面的都不行了。任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)太大。”
專家的意見，讓國家航天局探月工程三期總設(shè)計(jì)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復(fù)雜的任務(wù)，而這次要經(jīng)歷11個重大階段和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可謂環(huán)環(huán)相扣，步步驚心。
中國航天科技集團(tuán)八院探月工程負(fù)責(zé)人張玉花有著同樣的感受。她帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)嫦娥五號軌道器的研制，這是她在多次探月任務(wù)中經(jīng)歷時間最長、研制最艱苦的航天器。“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(tài)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。”她說。
2020年11月24日4時30分，長征五號遙五運(yùn)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日凌晨，在闖過月面著陸、自動采樣、月面起飛、月軌交會對接、再入返回等多個難關(guān)后，歷經(jīng)重重考驗(yàn)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(yàn)。探月“繞、落、回”三步走能夠順利完成，對中國探月工程的科學(xué)家來說，是交考卷的時候。此前，因?yàn)榉N種原因，嫦娥五號的發(fā)射時間經(jīng)歷了多次變化，探測器研制好以后也經(jīng)歷了3年的儲存等待。
嫦娥五號任務(wù)成功后，習(xí)近平總書記在賀電中指出：嫦娥五號任務(wù)作為我國復(fù)雜度最高、技術(shù)跨度最大的航天系統(tǒng)工程，首次實(shí)現(xiàn)了我國地外天體采樣返回。這是發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢攻堅(jiān)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(xiàng)以來，“一張藍(lán)圖繪到底”，“一條龍”攻關(guān)攻堅(jiān)，“一盤棋”協(xié)同推進(jìn)，“一體化”迭代提升，實(shí)現(xiàn)了“六戰(zhàn)六捷”。探月工程匯聚了全國包括港澳地區(qū)數(shù)千家單位、數(shù)萬名科技工作者，技術(shù)的每一次突破、工程的每一步跨越，都是團(tuán)結(jié)協(xié)作的結(jié)果。
無論是白發(fā)蒼蒼的院士專家、伴隨探月工程成長的科技領(lǐng)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(wù)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(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)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(lǐng)域的合作還能走得更遠(yuǎn)。
在嫦娥五號發(fā)射和返回階段，位于德國達(dá)姆施塔特的歐空局地面控制中心協(xié)調(diào)其跟蹤站網(wǎng)絡(luò)與合作單位的地面站，通過接收遙測信號對嫦娥五號實(shí)施追蹤，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給北京飛控中心，這一系列操作由比利格團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)完成。作為提供技術(shù)支持的一線人員，比利格說：“這次任務(wù)取得了很大的成就，這么多年以來沒有人做到過，完成此次任務(wù)就是向前邁進(jìn)了一大步。”
據(jù)吳艷華介紹，在嫦娥五號任務(wù)實(shí)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(lǐng)域的協(xié)同合作。
一直以來，中國探月工程堅(jiān)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(xué)儀器設(shè)備，又將獲得的寶貴原始探測數(shù)據(jù)向全世界開放，充分體現(xiàn)了大國擔(dān)當(dāng)和大國胸懷。
吳艷華表示，對于規(guī)劃中的嫦娥七號和八號任務(wù)，我國也準(zhǔn)備以此為契機(jī)，與有關(guān)國家和國際組織開展合作，共同論證初步建設(shè)月球科研站的基本能力，或者驗(yàn)證核心技術(shù)。
未來，中國的行星探測計(jì)劃將向著月球、火星乃至更遙遠(yuǎn)的深空邁進(jìn)，“合作共贏”將永遠(yuǎn)是中國航天為人類和平利用太空提供的中國方案。
責(zé)任編輯：李曉文
