叶培建解密中国无人探月:或提前至2017年
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叶培建解密中国无人探月:或提前至2017年

2月20日,习近平总书记在北京人民大会堂会见探月工程嫦娥四号任务参研参试人员代表。他强调,太空探索永无止境。我国广大科技工作者、航天工作者要为实现探月工程总目标乘胜前进,为推动世界航天事业发展继续努力,为人类和平利用太空、推动构建人类命运共同体贡献更多中国智慧、中国方案、中国力量。

探月路漫漫,志当存高远。10月18日上午,中国科学院叶培建院士做客理工大讲堂,在西院大礼堂为我校师生带来了题为中国的探月与探月创新团队报告会。报告会由校长张清杰主持,千余名师生聆听了报告。

“我国自主发射火星探测器一定要抓紧,再等下去,留给我们的空间不大了。”中科院院士、中国探月工程一期卫星系统总指挥兼总设计师叶培建一见面就这样说道。

叶培建讲探月工程:2020年后在月球建科考站

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“嫦娥”飞九天,“玉兔”游广寒。仰望星空的航天人心怀梦想、奋勇拼搏,一步一个脚印,一棒接着一棒,在奋力奔跑和接续奋斗中,成就了中国太空探索的伟大事业。

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叶院士的话不无科学道理:地球和火星都绕着太阳转,因而选择两个星球靠近的时候发射,整个转移轨道消耗的能量最少,这种时机每26个月才有一次。 深空探测的核心是资源

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近日,《人民画报》记者专访了中国探月“主帅”叶培建。他是中国航天科技集团五院深空探测和空间科学的首席专家,肩负着嫦娥系列各型号总设计师、总指挥顾问的重任,掌舵中国探月之旅。

  报告会上,叶培建院士简要介绍了中国在应用卫星与载人航天方面的光辉历程,分享了科研期间发生在他身边的生动故事。我们的卫星能飞多高,我们的头就能仰多高。叶培建院士着重讲述了中国航天史上的三个里程碑的事迹,从为什么要去月球这个问题着手,阐明了太空权益的重要性。他说:如果我们这一代人现在能去而我们不去,我们后代可能就变成想去也去不了。所以,现在一定要去,为了我们长久之计,为了我们的百年、千年、万年大计,为了我们的太空权益。掷地有声的言论让同学们为之震撼。

太空的高位置资源、环境资源、物质资源和信息资源,与人类生活息息相关

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  嫦娥工程是中国完全自主创新的工程。中国人的探月工程,是在为人类和平使用月球迈出了新的一步。在这成功的背后,是一代又一代航天人的不懈努力。叶培建院士讲述了嫦娥1号、2号、3号卫星取得的主要技术成就及研制过程中涌现的生动故事和卫星研制过程中的一些技术难点、热点等问题。他用幽默的语言、生动的比喻和形象的肢体动作,把枯燥的科学数据、深奥的天文知识和晦涩的科学道理讲得栩栩如生、浅显易懂、别有风味。

叶培建介绍,深空通常有从无线电和航天两种定义。国际电联从无线电角度定义的深空,是距离地球200万公里的太空;而不同国家从航天角度对深空的定义则稍有差异。

探月这份事业,叶培建一干就是20年。

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在我国,月球及月球以远的太空为深空;欧洲则是指脱离地球引力场,进入太阳系空间和宇宙空间的探测。不论如何定义,深空探测主要内容包括,除地球之外,对太阳系的空间、各个行星及其卫星、小天体的深入探测和天文观测。

2001年,他开始担任嫦娥一号技术负责人,率领团队开辟中国的探月道路。从论证探月方案,到组织团队设计研究,再到执行任务,他见证了“嫦娥”每一个振奋人心的瞬间,也深知这些瞬间背后所凝聚的艰辛。

  最后,叶培建院士从热爱祖国、勇于创新、从小事做起、团队精神四个方面总结并分享了探月团队成功的因素。现场互动环节,我校学子积极提问,叶培建院士一一作了详细解答,并希望理工学子不断创新、努力拼搏,争取为祖国的发展做自己力所能及的贡献。

“地球上的事情都还没有处理好,为什么要研究太空呢?”

就在嫦娥四号发射的两天前,叶培建在动员会上说:“我已年过七十,经历诸多,此时心情仍旧激动。为什么?首先是自豪。嫦娥四号落到月球背面,这是全人类的第一次。我们现在能去,真是太幸运了。全世界75亿人,我们骨干队伍就几百人,只占千万分之一。这千万分之一的幸运就落在我们头上。”

  叶培建院士的报告,传达出了航天人的特有精神,以及对当代青年的殷切期望与对祖国国防的强烈自信,会场时时爆发出热烈而持久的掌声。这场报告不仅使我学习到了航天的相关知识,更加激发了我的爱国情怀与自信力。现场同学如是说。

叶培建经常遇到这样的提问。

叶培建:当时的论证比较复杂。因为资金有限,我们要通过较少的次数实现科学目标,还要实现航天技术的进步,所以设计了“绕、落、回”三步走,三次走完无人探月人类走过的全部路程。

“最重要的一点,就是资源。”叶培建进一步解释,太空有四大资源:高位置资源、环境资源、物质资源和信息资源,这些资源与人类生活息息相关。

关于“绕、落、回”,我们没有分歧,但第一步怎么绕,内部有不同意见,各个方案“PK”,最后采纳了五院的方案。主要有两点考虑:第一,技术不能太新,都用新技术,风险很大,所以主要继承了东方红三号和中国资源二号这两个卫星平台的技术;第二,我们起步晚,于是提出一些创新的办法,既能比较快实现绕月,一旦实现后,又不至于落后。总的来说,“继承 创新”做得比较好。

“相对地球环境,空间环境具有高净化、微重力等特点,这对制药、冶金、提纯等有巨大帮助。”叶培建认为,深空探测能力是一个国家政治、经济和科技实力的综合表现和国家能力的象征。“从某种意义上来说,谁占据了太空,谁就主宰了世界。”

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在叶培建看来,深空探测对了解宇宙的形成,以及太阳系,地球生命的演化等研究具有重要意义。深空探测可以解答地球如何起源与演变,行星和太阳系究竟是如何形成和演化,人类是不是宇宙中唯一的生命、地球的未来将如何等一系列问题。

载人航天和探月这两个大工程都告诉了我们一条重要经验,那就是做好“顶层规划”。探月就按“绕、落、回”的路线走,不折腾,这样队伍就很稳定。而且,做第二步就想到要为第三步服务,做第二步就想到利用好第一步积累的技术,依此类推,无论多困难,坚持往前走。

深空探测还可以创造经济效益,惠及民生。叶培建说,美国阿波罗计划先后有几十个行业的2万多家高新技术企业参与,创造了80多万个就业机会,极大地带动了科技创新和社会飞速发展。在计算机新材料、医疗等诸多领域获得专利3000多项,其中1000多项民用专利迅速转化为生产力,数码相机、太阳镜、无菌室等至今仍在日常生活中广泛应用。

叶培建:2001年我开始担任嫦娥一号的技术负责人,肩上担子尤其重。那时,我还是中国资源二号总设计师兼总指挥,它是中国第一个传输型的对地观测卫星。

“深空探测还可以提高民族自信心和凝聚力。”叶培建深情地回忆道:一位老华侨曾激动地感慨,中国的卫星能飞多高,我们华侨的头就能抬多高。

嫦娥一号是中国第一颗月球探测卫星,很多技术挑战从未遇到,困难和压力主要在于此。比如,卫星怎么飞到月亮?还要正好被月球捕获?地面上是无法做实验来验证的。又比如,月球离地球40万公里,怎么解决通信问题?对月球定位需要紫外敏感器,那时中国还没有,得从头研制。地球卫星是两体定向,而月球卫星要三体定向,既面对太阳,又面对地球,还要面对月亮,卫星天线得转起来,怎么实现?月球轨道上冷热差超过300度,怎么保证卫星的长寿命?等等。当时总结的七个关键技术问题,都一一解决了。

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叶培建:我有一种心理,就是做了那么多工作,我们应该成功,如果还不成功,那确实是有些问题没有意识到。我们的工作做得很细,嫦娥四号光故障预案就做了几百个,能考虑到的所有问题我们都演练过,包括出现问题谁来决策、怎么上报。但是做科学实验,没有绝对万无一失的时候。

嫦娥每一个型号的发射,我都在现场,作为核心人物,我都表现得很平静,这样大家心里才有底。如果连我都忙起来,那肯定是出大问题了。飞控专家组的最高境界就是喝咖啡、聊天、无事可做。

叶培建:嫦娥一号成功后,不主张发射嫦娥二号的声音很强烈。我说,中国探月只有这一次吗?备份卫星已经做好,发射了可以为今后多积累点成果。我们看到嫦娥二号很成功,到达了距离地球150万公里外的拉格朗日L2点,还会见了图塔蒂斯小行星。这次,有人不同意嫦娥四号落在月亮背面,但我认为,只要中国继续探月,早晚都要去月球背面,要去月球两极,才会有创新,既然现在可以去,为什么要等回过头再花钱呢?

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嫦娥四号去月球背面难题的确很多,是要担风险的,主要得解决通讯问题,于是我们发射了中继星。另外,月背着陆的环境还很复杂,需要很多敏感器判断地形地貌,我们也做出来了。

叶培建:全世界能去月球的机会很少,各国科学家都希望把握。对全人类来讲,国际合作是个贡献,表明我们的大度,也表明我们中国人是坦荡的。国际上有的月球探测项目排斥中国,但我们不排斥其他国家,我们的空间站和月球探测都欢迎他们来。这次美国科学家也提出,希望我们把“鹊桥”中继卫星的工作时间延长到5年,他们也想利用,都没有问题的。

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玉兔二号巡视器全景相机对嫦娥四号着陆器成像。

叶培建:月球到底是地球分出去的一块,还是当初形成地球时同时形成的,到现在仍无定论。通过对月球的研究,我们可以了解宇宙的形成,对宇宙越了解,就更有利于改造、利用地球。月球也有很多资源。比如,月球上的氦-3可以做核发电,而且氦-3储存量可供人类使用一万年,又干净又好。困难在于怎么开采、带回地球利用。现在看是困难的,那么一百年、二百年以后呢?今天没有利用,不代表将来不用。

叶培建:进入21世纪,人类探月再次进入高潮,但我们不能一口吃成胖子。现在我们有了部分成果,但整体上还是比较后进的,和国际先进水平还有很大差距。

今年我们就要实现月球采样返回,同时也在开展载人探月论证,未来我们还要去月球两极。不久,我们在探月上就会达到领先地位。

按计划,2020年会发射火星一号,既要绕,又要落,还要走起来。如果成功,那在火星探测上,我们就一步走到了前面。此外,我们还策划了小行星探测,还想在建国100周年达到木星。等走完这几步,才可以说中国深空探测走到了世界前列。

来源 / 《人民画报》

撰文 / 胡周萌

编辑 / 张晶

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