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探月总设计师:嫦娥二号是从绕月到落月桥梁

2010年10月1日 12:59

来源:新华网 作者:陈玉明 何宗渝 田兆运 选稿:黄骏

  嫦娥二号:从绕月到落月的桥梁——访探月工程总设计师吴伟仁

  与三年前首次奔月的嫦娥一号一样,嫦娥二号依然是一颗绕月探测卫星;然而,嫦娥二号绝非嫦娥一号的简单重复。承前启后,继往开来,为未来的嫦娥三号实现“落月”充当先导,这才是嫦娥二号的历史使命。

  作为“绕月”与“落月”的桥梁,嫦娥二号将带给人们哪些惊喜探月工程总设计师吴伟仁为我们揭开秘密。

  记者:与嫦娥一号相比,嫦娥二号任务有何不同

  吴伟仁:二号工程有四个特点:快、近、精、多。“快”就是时间快了,嫦娥一号用了近14天时间才进入工作轨道,嫦娥二号7天以内就可以做到。“近”就是环月的轨道变了,嫦娥一号是200公里,而嫦娥二号是100公里;另外,嫦娥二号还要进行15公里降轨,也就是卫星离月面最近距离只有15公里。“精”就是测量的精度高了,CCD相机对月成像在100公里的时候分辨率优于10米,在15公里的时候达到1.5米,这比嫦娥一号相机120米的分辨率提高了很多。“多”就是试验项目多,包括X频段深空探测试验和一些相机的试验。

  记者:嫦娥二号是嫦娥三号的先导星,先导主要体现在哪几个方面

  吴伟仁:第一,嫦娥二号这次是走直接奔月的轨道,以后嫦娥三号也要走这个轨道;第二,100公里环月技术、15公里降轨技术,也是在为嫦娥三号做准备;第三,我们要对嫦娥三号拟着陆的虹湾地区进行高精度成像。

  记者:嫦娥二号哪些设备是新建的

  吴伟仁:新建的不少,比如技术试验系统、X频段测控系统、CCD相机等。另外,这次我们选的火箭也不一样,嫦娥一号用长三甲,这次用长三丙,它带两个助推器,推力更大。

  记者:对于老百姓来说,嫦娥二号有哪些看点

  吴伟仁:首先是发射。发射之后,我们准备在奔月的过程中对地球进行成像。其次,在近月制动过后,争取对月球、地球同时成像,但这要经过试验,现在还不能保证。另外还有两个很重要的看点,一个是卫星被月球捕获,再一个就是15公里降轨。

  记者:这次运载火箭要直接把卫星送入地月转移轨道,这么做的意义是什么

  吴伟仁:这是嫦娥二号的一大创新。打个比方,嫦娥一号是我们的大姑娘,大姑娘远嫁月球,先围着娘家绕了三圈,走了十四天才到月球。嫦娥二号是二姑娘,也要远嫁月球,我们希望她能够走捷径,不再绕了,直接进入38万公里的奔月轨道。这样一方面节省了火箭的推进剂,另一方面可以留出时间在月亮上做更多的试验。

  这么做使我们选择发射窗口的自由度小了,必须选择得更准确。另外,火箭的推力必须更大,入轨精度必须更高。

  记者:嫦娥一号已经为我们带回了全月图,嫦娥二号能拿到全月图吗

  吴伟仁:嫦娥二号是嫦娥三号的先导星,它的目标之一是要对以后的着陆区进行高分辨率的成像。我们目前选择在虹湾地区,也就是对北纬43度左右、西经31度左右这块南北100公里、东西300公里的区域进行高分辨率成像。我们对全月球的成像是10米分辨率,希望能拿到全月图。

  记者:嫦娥二号环月轨道的高度从嫦娥一号的200公里降到了100公里,这里面的难度是什么

  吴伟仁:月球上的高山和沟谷与地球大体相似。地球上有珠穆朗玛峰,有很深的海底。月亮上也差不多,按月平面算的话,有10公里的高山,也有10公里左右的沟谷。环月轨道降到100公里,对卫星控制技术和测控技术的要求更高了,因为你弄不好就可能撞到月球上去。

  记者:嫦娥一号在天上运行494天,嫦娥二号计划半年,为什么缩短

  吴伟仁:现在初步定的是半年寿命,但也可能会延长。为什么会定半年呢因为在月面上我们要做很多试验,试验项目多,燃料消耗相对就会增多。所以我们设计为半年寿命。但估计半年过后,还会工作很长时间。

  记者:航天是高风险事业,嫦娥二号哪些环节风险比较大

  吴伟仁:风险比较大的是三个环节。

  第一个环节就是火箭把卫星发射到近地点200公里、远地点约38万公里的奔月轨道,能不能精确入轨是这个环节当中我们最关心的问题。

  第二个环节是卫星到达月球附近时,能不能被月球捕获。弄得不好,有可能撞击月球,也有可能跑了,月球“抓”不住了。

  第三个环节就是15公里降轨。因为我们选择的着陆区在月球的正面,所以我们降轨的时候必须在月球的背面,对背面我们地面测控够不着,完全靠卫星自主控制,这里有难度。

  记者:作为工程总设计师,您需要经常协调各个分系统之间的工作,在协调过程中有没有遇到什么困难

  吴伟仁:整个探月工程下面分成五大系统,包括运载火箭系统、测控系统、卫星系统、地面应用系统和发射场系统,这五大系统参与的人员有数万人。由于得到各方面的支持,整个工程进行得有条不紊,协调没有碰到太大的困难。

  总设计师必须充分考虑工程安全。举个例子,火箭系统有将近3万多个元器件、将近10万根电缆电线、4800多条焊缝,卫星系统有5万多个元器件;火箭和卫星加起来,在空中要点火起爆的火工品有200多种。这些火工品能不能准确起爆,这些焊缝有没有漏的,众多的元器件质量有没有问题,任何一个出问题都会影响整个工程的成败,我觉得最大的挑战在这里。

  记者:嫦娥二号的研制是独立自主的还是借鉴了国外一些现有的技术成果

  吴伟仁:探月工程是一项和平利用太空的事业,我们希望和有关国家和国际同行在平等互利的前提下开展更多的国际合作。

  我们在嫦娥一号和嫦娥二号上也开展了一些国际合作。比如在测控方面,欧洲航天局给了我们一些支持,我们利用他们的一些航天站来作为我们的备份,延长了我们的测控时间。而我们的科学数据也免费提供给他们,实现资源共享。

  当然,高科技是买不来的。我们的国情决定了必须依靠自力更生发展高新技术。

  记者:嫦娥二号之后,探月工程还有哪些规划

  吴伟仁:二期工程一共有三次任务,包括嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号。三号和四号处于初样研制阶段,现在正在推进,估计2013年前后,我们能够在月面实现软着陆,而且在月面释放出月球车。二期工程之后,我们还要实施三期工程。三期工程目标是要进行无人采样返回,现在已经论证了实施方案,并得到批准,目前我们正在组织实施,计划大致在2020年之前完成这项工程。

  记者:大家都很关心的一个问题是,中国人什么时候能登上月球

  吴伟仁:这个必须按步骤走。探月阶段我们制定了“绕、落、回”三步走方案,如果这三步都能顺利实施,那么就具备了人上月球的基本条件,估计是在2020年以后了。

  记者:在月球探测成功以后,还有探测其他星球的计划吗

  吴伟仁:我们首先把探月工程搞好。在此基础上,它的一些技术,比如火箭技术、探测技术、控制技术,也可以用到其他星体探测上。在不远的将来,探测火星、金星是完全有可能的,因为这两个星球离地球最近。然后,我们可以再延伸到太阳系的其他星球。

  记者:与其他国家比较,现在我国的探月技术大概处于什么水平

  吴伟仁:我们是本世纪初才开始起步的,比美国、苏联晚了50年。当然,并不是说我们落后50年,虽然我国起步晚,但起点比较高。我们这个总体规划、逐步实施的方案应该说是比较严谨的。

  在现在的第二轮探月高潮中,印度和日本都比我们起步早。日本上世纪90年代就发射了“羽衣号”探测器,在2007年9月份,它又发射了“月亮女神”。印度上世纪90年代开始探月,它能够依赖广泛的国际合作。总体看,我们的技术跟日本、印度各有千秋。