航天最终要造福百姓——访探月工程高级顾问栾恩杰、孙家栋、欧阳自远

2014-03-12 07:22侯季光邱学雷王舒颖
国防科技工业 2014年1期
关键词:月球车中国航天月球

本刊记者 侯季光 邱学雷 王舒颖

中国是在什么背景下开始探月的?为何要探月?我们在深空中能走多远?探月工程“三元老”栾恩杰、孙家栋、欧阳自远为你权威解读

摄影/王舒颖

栾恩杰:深空探测,中国人是有能力的

记 者:在普通大众看来,中国的探月史好像是从嫦娥一号任务开始的,其实时间应该再往前,您能给我们回顾一下中国探月的主要大事件吗?

栾恩杰:探索空间这样的世界性科学活动中国人必然要参加,这样的理想应该说早就有。如果说酝酿期,也就是说中国有能力、有可能去完成这项工作的时候,应该推算到上个世纪末。

1998年政府机构调整以后,新成立了国家国防科工委,其中设置了国家航天局。从我们进入到国家航天局以后就开始筹划,要以什么样的姿态进入到21世纪,就是2000年的时候我们中国航天将以什么样的姿态、以什么样的面貌面对新世纪的到来?经过大家议论研究后一致认为,中国航天要以公开参与国际空间活动的开放姿态走向世界,把中国的探月活动作为深空探测的切入点。

从1998年开始,我们大致用了一两年时间做初步的方案设想和大致的工程论证。2004年1月2日,正是大年初二,温家宝总理签署批复,标志着中国人深空探测开始了。当时心情非常激动。

接着我们就开始组织队伍,进行工程方案论证,整个过程可以说是马不停蹄。大致用了4年时间,到2007年我们完成了嫦娥一号奔月的实践。所以说,1998年之前、2004年之前和2007年,是探月工程三个大的节点。它们构筑了中国探月工程构想、准备、实施的整个过程。

记 者:可能有有些人觉得我们国家搞了多年的探月工程,生活当中好像还没有让普通老百姓获益的。对此,您怎么看呢?

栾恩杰:科学技术的发展,往往不会很快地转化成日常的应用,但是将来一定会的。科学进步与人民的生活一定会相关,这只是一个时间问题。至于怎么相关、怎么和民生发生关系?这是科学技术在应用层面要去研究、去实现的一个问题。如果用能不能马上得到现实的应用,来判断我们该不该进行科学探测,往往会贻误科学技术的发展。

航天活动对技术的推动有两种说法,一种认为它的发展是靠需求牵引,比如说我们航天需要这个深空活动,就得准备更大推力的火箭,这是需求。还有一种说法认为是科学技术本身发展的需求。技术本身的发展也有动力,这种动力源于它要解决内部的一些问题,促进学科研究自身的发展,所以这个需求也会推动技术的发展。

比如,月亮总是一面对着地球,应该把这一点看作是资源。如果在月球上放个探测器来观测我们地球的变化,那就属于总在凝视、在不间断地来观测,有可能从月球上观测到的信息能判断地球板块的变化,或者能够预报地震,分析天气、大气候形成的机制等。如果能在月球上放个通讯器就更好了,让它永远对着地球通讯。地月通讯将是非常重要的一个方式。有可能再过若干年,月球通讯系统将给人类的生活带来意想不到的方便和利益呢。

记 者:能够给我们展望一下中国探月工程的未来吗?那是一个怎样美好的蓝图呢?

栾恩杰:其实从深空探测来看,中国刚刚起步,也就刚走了10年,路还非常远,但可以通过10年的实践来展望一下未来。

人类对月球探测到今天,美国是走得最远的,十几名宇航员登上了月球,我们跟他们的差距还非常大。如果按他们的路子走,叫“探、登、驻”这三大步。当我们无人探测器取回月亮的样本土壤和岩石回来以后,探测的任务完成了。接下来就应该是登,按照国外发展的路径来看应该是有人的探测活动,当有人的探测活动完成后,就要研究怎么在那里长时间的驻守,开展各种各样的科学活动。但是这个过程对我们来说是很遥远的,不会马上实现。但我坚信,中国人是有能力实现的!

摄影/王舒颖

孙家栋:信心就建立在中国航天这支队伍上

记 者:您是最早参与探月工程的老科学家,同时也是探月工程的首任总设计师。您和其他人员是在什么样的背景提出中国要探月的呢?

孙家栋:咱们国家第一颗卫星上天是在1970年,这表明我们初步具备了进入空间的能力。当时,我们国家发展航天要求同国家经济建设紧密结合起来。当时,我们搞了返回式卫星、通讯卫星、气象卫星、遥感卫星。原因就是在上世纪六七十年代,我们国家经济建设非常需要这些科学技术的支援。在这个背景情况下,我们国家的航天技术从无到有、从小到大。

第二个背景是,到90年代时,航天事业基本可以满足国家需求了。这种情况下,需求进步提出来了。所以从90年代就提出了载人航天。

从航天技术角度来看,这个阶段的航天产品质量突飞猛进。载人航天搞起来以后,有更大的动员力量,搞航天的人一听说自己的产品将来要用于载人航天,那可不是一般的产品!人命关天,如果质量得不到保证,你怎么交代。

当经济建设取得一定的成果,科学技术发展与进步也取得了一定的成果时,科学家们尤其是搞天文的,非常关心进入宇宙这个事情。有一部分科学家在探索国家的航天技术和设备怎么飞向太空进行深空探测。

一直到2004年,我们才制订了一个比较切合实际的发展深空探测方案,向中央汇报后,获得中央最后批准。

记 者:2004年中央正式批准立项的时候,您已经75岁了。在短短三年时间内,完成中国第一次绕月探测,压力大不大?

孙家栋:经历了几十年的发展,中国航天工程迈入了三大领域:第一大领域就是搭建我国的经济建设基础;第二是载人航天,载人航天对航天事业确实是一个很大的推进;第三个就是深空探测。走入深空探测的第一步确实不容易,之前世界上只有美国、俄罗斯、欧洲。对我们国家来讲,走入深空虽然有非常好的基础,但这是一个庞大的系统工程,一个地方想得不周到,就可能出问题。任何一个环节都有否决权。一根导线、一个器件、一张图纸,不要说错误,多少有点儿不太合理都会造成重大问题。中国航天几十年的经验绝不是说空话,都是我们一步步实践总结出来的。1972年第一次发射返回式卫星,发射20秒就掉下来了。出现问题的原因就是一根导线质量不好。虽然也焊上了,但是导线两根接头焊得不牢。发射后,在升空的过程中很快就震断了,造成整体失败的局面。

我当时就在现场,对我来说是个沉重的教训。那时还非常年轻,热情非常高。第一次卫星发射升空以后,思想真是有点儿飘飘然,感觉这个问题也没多么难,我干了三年就把它送上天去了。等到掉下以后,脑袋才开始冷静。心里暗想,这可不是开玩笑的事。

即使到现在,大家也不敢掉以轻心,不到摁电钮成功上天后,谁也不敢说产品绝对不出问题,因为它是高风险产品。此外,探月工程刚刚启动,对于地外星球的探索是一项艰难的工作。对于最后发射的时间对不对,轨道设计合理不合理等,我们都没有经验。

虽然有压力,但也要充满信心。信心建立在哪里?信心就建立在中国航天这支队伍上。这支队伍经过几十年锻炼、成长,大家对航天事业精益求精,想尽一切办法都要把自己的产品搞好,信心就建立在这儿。

记 者:今后,我们国家还会有很多的航天计划,就像您说的探月只是深空探测的一块敲门砖,中国走向太空的脚步会越来越远,现在最大的期望是什么?

孙家栋:期望很简单,现在讲中国梦,我们航天人需要实现航天梦,以航天梦为我们国家实现中国梦做贡献。航天梦是什么?我感觉航天事业最终的目的就在于服务国民经济建设,为经济建设、科学技术发展服务。现在体会越来越深。

现在大家都非常关心航天,中国航天除了卫星发射成功外,更需要这些卫星的“落地”,需要跟我们国家经济建设更好地结合起来,发挥更大的效益。现在北斗二期工程已经发射了16颗,到2020年还要发射30颗卫星,国家这样大量投资,为什么?随着国家经济建设的需要,发射了这么多遥感卫星,取得了大量的数据和信息,为的是什么?也是这个道理。这些海量的数据和信息要更好地用到国民经济建设中,要再创造再开发。一句话,航天最终要造福老百姓!

欧阳自远:月球探测科学意义非凡

记 者:现在,国际上月球研究的热点是什么?

欧阳自远:对于月球的研究,上一世纪只有两个国家有能力,一个是美国,一个是前苏联。在1958年苏联发射了卫星以后的第二年就开始探测月球。这两个国家探测月球花了很大的工夫,最早是苏联领先,头一次看到月球的背面,头一次发射月球车。60年代初,美国总统肯尼迪下决心要把苏联在月球探测竞争上彻底打败,因此美国人制定了阿波罗计划,共实现了6次载人奔月,共有12名美国宇航员登上了月球。

阿波罗计划产生了强大的推动力,其带动的技术对后期的影响一直到今天,在计算机、通讯、医疗卫生等各个方面都发挥了巨大的作用,所以我一直认为阿波罗是人类有史以来最伟大的科学探测计划。

月球有丰富的能源,这是全球共识。第一种能源是太阳能。月球上的白天接近半个月,另外它的表面是真空,没有任何遮挡,没有大气、没有电离层,而且地面上没有任何建筑物,所以可以无限制地铺设各种太阳能电磁板。而且由月球上的太阳能转变成电能以后输送到地球的问题已经全部解决,也就是说这个电能地球是可以用的。我们现在用的是化石燃料,石油、媒、天然气等终究要耗光,石油大概60年、煤大概100多年就要全部消耗完,月球上氦-3的资源量有100多万吨,至少可以解决全人类能源的需求一万年以上。

月球上的环境极其恶劣,真空、没有磁场、温差极大,白天温度100多度,晚上温度零下150度,甚至更低,重力只有地球的六分之一。但是,由于其独特条件,有很多药品、生物制品以及新材料能够在其中生产。另外,月球是地球的近邻,4天半就可以到,火星至少要8个月才能到达,别的星球更远,所以最有实际意义的就是月球。

记 者:嫦娥三号在科学应用方面的主要特点是什么?

欧阳自远:我国是世界上首个实现着陆器与月球车配合进行月球探测的国家,它们的功能概括起来就是六个字:观天、看地、测月。着陆器上搭载的两台仪器是世界上以前没有过的,用极紫外望远镜观测天空、研究星系,这也是世界上天文学家最想做的一件事——在月亮上看天文,我们中国首先做到了这一点,这就是我们讲的观天。第二是看地,监测地球。我们有一台极紫外望远镜对准地球,整个地球的一半都看得见,自转24小时两边都能看到。第三是测量月球表面土壤的成分。为了达到这个目的,安装了测月雷达,能够测量地底下30米深的土壤层的结构,还可以测100米深的次表层结构,这在世界上是头一回。

记 者:您介绍说,嫦娥三号有一个亮点就是着陆器和巡视器同时工作,那以前别的国家在探月过程中,月球车工作后,着陆的设备就都不工作了吗?

欧阳自远:对。美国软着陆探月基本上没有单独的月球车去工作,但是阿波罗有月球车,而且是美国人在月亮上开车,它的主要工作是代步。在月亮上行走太困难了,因为引力小,人得一蹦一蹦地走,而且走得慢,消耗体力大,而且采到的很多样品还得背着,有月球车代步就方便多了,所以阿波罗月球车的主要功能是代步。苏联的情况也是着陆器单独探测。另外,苏联也有月球车,它的月球车特别大,一两吨重,很了不起,自身携带太阳能电池板,也放了不少东西。我国是月球车和着陆器上都各自携带有效载荷,各干各的,同时相互有照应。

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