——访绕月探测工程领导小组负责人
正在测试中的长三甲火箭。
编者按：11月26日，国家航天局公布了“嫦娥一号”第一幅月面图像，这标志着中国首次月球探测工程取得圆满成功。
我们该怎样认识绕月探测飞行任务的重大意义？此次绕月探测飞行任务取得了哪些重大成果和突破？月球探测工程未来将如何发展？带着这些问题，本报记者近日采访了绕月探测工程领导小组负责人。
中国航天成功实现向深空探测领域迈进
问：我们应该怎样认识绕月探测飞行任务的重大意义，它将对我国经济、社会和科学技术的发展产生哪些深远影响？
答：继人造地球卫星、载人航天之后，月球探测工程作为中国航天发展史上的第三个里程碑，是我国航天技术和空间科学高速发展的重要标志之一，是综合国力的具体体现。工程的成功，标志着中国航天已成功实现了向深空探测领域的迈进。
月球具有可供人类开发和利用的独特资源、能源和环境，是人类向外层空间发展的理想基地和前哨站。绕月探测工程的成功实施表明我国具备了对月球进行探测的能力，为加快我国空间技术、空间科学领域的发展和维护我国和平利用外空资源的合法权益奠定了基础。
与地球卫星相比，月球探测所面临的问题及解决问题的技术途径有较大差异，而与深空探测类似。在绕月探测工程中，我们坚持自主创新的原则，依靠自己的力量，突破了一系列关键技术，初步建立起一套适合我国国情的月球探测航天工程体系。通过后续二、三期工程的实施，将使我国月球探测技术得到更进一步发展。
绕月探测工程通过研究月球地形地貌、物质和元素含量的分布、月壤特性、地月空间环境，将深化我们对月球科学的认识和理解，将会进一步促进月球科学、地球与行星科学、太阳系演化学、空间天文学、空间物理学、空间材料科学、空间天气与空间环境科学等的创新和发展，这些学科的进展又将带动更多的基础学科交叉、渗透与共同发展。
重大工程可以带来科技发展的重大飞跃，激发国家科技创新能力，这是各国科技发展的普遍规律。作为一项多学科高技术集成的系统工程，实施月球探测这样的重点工程将强有力地带动航天技术、通信、材料、光学、化学、物理学和信息处理等方面的快速发展。将月球探测工程中所取得的部分科技成果推广至民用领域，将直接或间接转化为生产力，为科技进步和国民经济发展做出新贡献。
当今世界范围内国家实力的竞争，实质是人才的竞争。通过绕月探测工程的实施，可以建立一支月球及深空探测科研队伍，培养造就一批年轻有为的空间技术人才、空间科学人才和重大工程的管理人才，为月球探测工程二、三期乃至后续深空探测任务的实施打下坚实的人才基础。
月球探测体现了人类对未知领域进行不懈探索的精神。实施绕月探测工程，广泛传播科学知识，对激发国人对科学的热情，激励中华儿女的开拓、奉献和创新精神有着深远的影响。
首次探月实现六大关键技术突破
问：此次绕月探测飞行任务取得了哪些重大创新和突破？
答：工程中突破的关键技术主要包括六个方面：
一是卫星轨道设计。月球卫星的轨道与地球卫星的轨道不同，轨道设计更加复杂。要综合考虑地球、月球和卫星的相对运动、测控要求、运载火箭发射条件、光照约束、轨控安全、探测器燃料余量、科学探测的要求等各种因素。从这次飞行情况看，“嫦娥一号”卫星调相轨道、地月转移轨道和环月轨道的设计是非常精确的。
二是三体定向姿态控制。在环月运行期间，卫星本体要对月定向，使得探测仪器对月球进行科学探测；太阳翼要对太阳定向，以获得足够的功率来维持整星的正常工作；定向天线要对地球定向，向地面数据接收站传回遥测和科学探测数据。通过新研制的紫外月球敏感器、双轴天线驱动控制技术和制导、导航与控制技术等，实现了卫星三体定向姿态控制。
三是适应空间环境特殊性。卫星在飞行过程中要经历地球、奔月、月球等多种复杂的外热流环境，这对星上的热控技术提出很高要求。我们采用被动和主动两种热控方式联合工作，根据不同的热环境条件，设定了不同的工作模式，从而保证温度控制的可靠性和高效率。
四是应对月食影响。卫星在一年寿命期内要经历两次月食，每次月食的有效阴影时间均在3小时左右。月食期间，太阳翼没有阳光照射，无法为整星供电，卫星只能采用蓄电池供电。由于蓄电池组容量有限，无法满足全部设备正常工作时的电功率需求。为此，采取了多种技术手段，保证卫星安全顺利地度过月食。
五是远距离测控与通信。远距离测控通信面临的主要问题是信号衰减和测控精度不足。通过采用S频段统一测控系统和甚长基线干涉测量系统VLBI的综合测量技术、新研制18米测控天线、立足国内测控站船和国际测控站合作，解决了“测控距离远、测量精度高、覆盖范围广”的难题。
六是载荷科学数据反演。为实现四大科学目标，“嫦娥一号”配置了8种科学探测仪器，其中微波探测仪是国际上首次在月球探测中应用，因此具有很大的技术难度。另外，由于各种探测器探测的都是月球相关参数，对探测仪器进行各种地面标定也是一个难题。科研人员通过研制的模拟月壤、岩石等样本，对探测仪器进行标定，确保获得准确的探测数据。嫦娥一号卫星利用微波探测仪测量月壤厚度，进而推算出月壤中氦3的含量，既是工程的亮点，又是很具挑战性的尝试。
“嫦娥工程”一期是真正的“中华牌”
问：怎么理解绕月探测工程是自主创新的科技工程？
答：绕月探测工程是我国自主创新的重大科技工程，完全立足国内技术能力实现了工程目标。
通过我国第一颗月球探测卫星的研制和发射，首次开展月球科学探测，初步掌握了绕月探测基本技术，初步构建起我国的月球探测航天工程系统。在工程研制中，我们的工程人员完全依靠自己的力量进行技术攻关，突破关键技术。自主研制生产了卫星、火箭、测控、发射、地面数据处理等软硬件设备设施。地面应用系统使用的50米和40米天线，是目前国内口径最大的天线，均由国内自行设计生产。我们在工程中采用了先进的USB和VLBI联合测定轨技术，有效解决了“测控距离远，测轨精度高”的要求。由于国内测控站、船的覆盖范围毕竟有限，我们按照国际惯例，在立足国内测控手段的基础上，开展国际合作，利用国外测站来弥补嫦娥一号卫星飞行过程测控弧段的不足。
应该说，“嫦娥工程”一期是真正的“中华牌”，是自主创新的成果，为重大科技工程的实施树立了典范。
探月二、三期已基本完成论证
问：中华儿女对月球探测工程的未来发展充满了热切的期待，请您描绘一下中国月球探测的美好前景。
答：我国的无人探月工程，共分为三期。一期工程为“绕”，目前已经实现。二、三期工程已经纳入国家中长期科技发展规划，目前基本完成立项论证，正在上报国家立项。
二期工程为“落”。预计在2013年左右实施，初步方案是研制并发射着陆探测器和巡视探测器，开展月表地形地貌与地质构造调查、矿物组成和化学成分探测、月球内部结构探测、地月空间与月表环境探测和月基光学天文观测等活动。工程将选用长征三号乙增强型运载火箭完成发射任务，建立35米口径天线深空测控网，直接采用地月转移轨道发射技术，突破月球软着陆和月面巡视、深空测控通信、月夜生存等一系列关键技术。
二期工程计划实施两次发射，第二次软着陆任务，将根据第一次任务的实施情况，确定新的着陆地区及载荷配置。
考虑到探月工程的连续性和可靠性，在二期工程实施过程中，要开展三期工程的关键技术研究。
三期工程为“回”。预计在2016年左右实施，完成上升舱、返回舱、着陆探测器的研制，验证月面起飞、返回和再入等关键技术。计划在2020年前完成三期研制和发射工作。
探月工程的顺利实施，将使我国基本掌握地外天体的无人探测相关技术，为我国后续的月球探测和深空探测奠定坚实的技术基础。
嫦娥一号卫星正在检漏。
|
