來源:中國新聞社
作者:郭超凱
12月17日,嫦娥五號(hào)探測器在完成月球自動(dòng)采樣后返回地球,成功著陸于內(nèi)蒙古四子王旗著陸場。嫦娥五號(hào)任務(wù)是中國探月工程“繞落回”三步走的收官之戰(zhàn),也是中國航天領(lǐng)域迄今為止最復(fù)雜、難度最大的任務(wù)之一。中國為何要去月球“挖土”?嫦娥五號(hào)探測器是如何再入返回地球?帶回的月球樣品又將如何使用?未來中國還會(huì)探索哪些星球?
中國國家航天局探月與航天工程中心副主任、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇接受中新社“中國焦點(diǎn)面對面”專訪,進(jìn)行權(quán)威解讀。 中新社記者:12月17日,嫦娥五號(hào)探測器“萬里走單騎”結(jié)束月球任務(wù)返回地球,成功著陸于內(nèi)蒙古四子王旗著陸場。您能否帶我們簡單回顧一下,嫦娥五號(hào)探月之旅是如何一路“過關(guān)斬將”?期間經(jīng)歷了什么?
裴照宇:嫦娥五號(hào)從2020年11月24日發(fā)射以來,經(jīng)歷了地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行,著陸器和上升器(組合體)進(jìn)行月面著陸,開展了月面采樣、月面上升、與軌道器進(jìn)行交會(huì)對接和樣品轉(zhuǎn)移,之后軌返組合體進(jìn)行環(huán)月等待飛行,然后又進(jìn)行了兩次月地入射、月地轉(zhuǎn)移、高速再入地球,大概算下來是11個(gè)(飛行)階段。11月24日4時(shí)30分,中國在文昌航天發(fā)射場,用長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號(hào)探測器,火箭飛行約2200秒后,順利將探測器送入預(yù)定軌道,開啟中國首次地外天體采樣返回之旅。中新社記者 駱云飛 攝中新社記者:您剛才提到嫦娥五號(hào)再入返回的方案,為了讓它順利回家,科技人員設(shè)計(jì)了一種獨(dú)特方式,俗稱在太空中“打水漂”。您能不能給我們解釋一下什么是太空“打水漂”?實(shí)施“打水漂”的難度和關(guān)鍵點(diǎn)在哪里?
裴照宇:這一次嫦娥五號(hào)選擇的再入方案,準(zhǔn)確地說叫半彈道跳躍式再入。這里面有兩個(gè)關(guān)鍵,一個(gè)是半彈道,一個(gè)是跳躍式。
嫦娥五號(hào)以(每秒)11公里左右的速度再入地球,主要面臨兩個(gè)問題。一(是)速度高會(huì)帶來力的影響、熱的影響,這個(gè)速度比地球軌道再入速度(每秒)七點(diǎn)幾公里,要多三點(diǎn)幾公里。我們采用跳躍式,通過兩次再入地球,增大航程增加再入時(shí)間,使得力的沖擊降低,熱的影響也降低。
采用半彈道式,就是以初始的再入速度、姿態(tài)、再入角等作為再入的初始條件,通過升力控制實(shí)現(xiàn)對飛行軌跡的航向控制和俯仰控制,這樣就可以更準(zhǔn)確地落在預(yù)定著落地點(diǎn)。所以半彈道跳躍式再入解決了落點(diǎn)精度問題和再入過程的力的影響、熱的影響問題。
我們平時(shí)都玩過打水漂,用一個(gè)片石打在水面上,在進(jìn)入水面之后,水的升力會(huì)使片石再一次彈起,然后重力又會(huì)讓它再一次進(jìn)入水面以下。嫦娥五號(hào)返回器也大概是這個(gè)過程,它第一次進(jìn)入大氣之后,大氣會(huì)給它提供一定升力,升力使得它又從大氣層中出來,進(jìn)入到大氣層外,然后重力又會(huì)使它再次進(jìn)入大氣層,這就是我們所說的“打水漂”。中國國家航天局探月與航天工程中心副主任,探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇接受中新社“中國焦點(diǎn)面對面”專訪。中新社記者 盛佳鵬 攝中新社記者:嫦娥五號(hào)探測器在月面工作期間,只用19個(gè)小時(shí)就完成了月面自動(dòng)采樣,比預(yù)期要順利一些。回頭看整個(gè)過程,您覺得它實(shí)際的操作難度是要高于還是低于預(yù)期?
裴照宇:在嫦娥五號(hào)任務(wù)中,著陸之后的很多環(huán)節(jié)是過去沒有經(jīng)驗(yàn)的。第一個(gè)(難題)就是月面采樣,因?yàn)橐捎脽o人的方式,跟著陸的狀態(tài)密切相關(guān),跟月面的地形、地貌、地質(zhì)也密切相關(guān)。在嫦娥五號(hào)任務(wù)中,采樣雖然只花了19個(gè)小時(shí),但是從過程來看,剛開始我們認(rèn)為(著陸點(diǎn))表面有點(diǎn)像沙漠與戈壁交界處的地貌,以為(月面)比較堅(jiān)硬,(后來)用表取方式進(jìn)行采樣感覺還行,比較好采,所以采樣時(shí)間就節(jié)省下來了。
(利用)節(jié)省下來的時(shí)間,我們又開展一些其它工作,比如國旗展示,有效載荷的第二次全面探測,還有上升的一些準(zhǔn)備工作,這些工作原來預(yù)留的是8個(gè)小時(shí),現(xiàn)在就顯得更加從容。
中新社記者:嫦娥五號(hào)在完成月面自動(dòng)采樣之后,也進(jìn)行了一系列工作,其中有一個(gè)民眾比較關(guān)注,即五星紅旗在月面的“獨(dú)立展示”。現(xiàn)在嫦娥五號(hào)已經(jīng)回到地球,網(wǎng)友們也非常好奇,五星紅旗到底是留在月球還是帶回了地球?
裴照宇:嫦娥三號(hào)、嫦娥四號(hào)都是落月、巡視任務(wù),我們在落月的著陸器和巡視器表面貼了國旗,這兩次任務(wù)的國旗,伴隨著嫦娥三號(hào)、四號(hào)永久留在月球表面。
在嫦娥五號(hào)任務(wù)中,我們采用另外一種方式來展示國旗,有一個(gè)專門的國旗展開機(jī)構(gòu)。在完成采樣任務(wù)后,(嫦娥五號(hào))啟動(dòng)了國旗展開機(jī)構(gòu),是從著陸器的側(cè)面伸出來的。著陸器在完成采樣和起飛的支持作用后,就永遠(yuǎn)留在月面,國旗也會(huì)永遠(yuǎn)地留在月面。圖為嫦娥五號(hào)著陸器和上升器組合體全景相機(jī)拍攝五星紅旗在月面成功展開。國家航天局 供圖
中新社記者:在拿到月球樣品這份“太空快遞”之后,我們會(huì)如何處理?這個(gè)樣品對于我們了解月球又有哪些幫助?
裴照宇:首先要解封,樣品容器是在真空狀態(tài)下進(jìn)行封裝的,進(jìn)入地球之后,要在地球的環(huán)境下操作,不同于一般的罐子開封。解封之后要對樣品進(jìn)行分樣,進(jìn)行基本特性、物理化學(xué)特性測試。然后要進(jìn)行樣品登記,給每一份樣品建立檔案。
從科學(xué)研究的角度,我們將制定一個(gè)樣品管理辦法,對樣品如何管理,如何分配使用,會(huì)做出具體規(guī)定。樣品是科學(xué)研究重要的基礎(chǔ)物質(zhì),一方面我們會(huì)組織國內(nèi)科學(xué)家對樣品進(jìn)行研究,同時(shí)管理辦法中也提出積極開展樣品研究的國際合作,我們也歡迎國外科學(xué)家來開展樣品研究。
樣品管理辦法中提到,要成立一個(gè)科學(xué)家委員會(huì),向國際征集樣品研究的方案、建議,通過科學(xué)家委員會(huì)對這些建議進(jìn)行評估,認(rèn)為哪些建議有科學(xué)價(jià)值,樣品使用合理,樣品的管理有序可靠。通過這種方式來決定提供哪些樣品,從事哪些研究。我們沒有提出國別限制,鼓勵(lì)科學(xué)家進(jìn)行樣品的研究合作。
中新社記者:之前曾經(jīng)有報(bào)道提出,嫦娥五號(hào)帶回的月球樣品會(huì)分為兩份,一份保存在北京,另外一份保存在湖南,這個(gè)消息是否屬實(shí)?在對月球樣品進(jìn)行處理、研究之后,我們后續(xù)會(huì)怎么去保存這些樣品?
裴照宇:當(dāng)時(shí)在論證探月工程三期的總體方案時(shí),考慮到月球樣品非常珍貴,應(yīng)該有一個(gè)穩(wěn)妥的方式來確保樣品安全。所以就想到,一個(gè)地方在北京,因?yàn)檫@是地面應(yīng)用系統(tǒng)所在地,負(fù)責(zé)樣品的處理、保存、管理等工作。還有一個(gè)地方,它要起到異地容災(zāi)備份的作用,從這個(gè)角度說,要選擇地質(zhì)條件比較好的地方,(大家)認(rèn)為湖南適合。北京時(shí)間12月6日12時(shí)35分,嫦娥五號(hào)軌道器和返回器組合體與上升器成功分離,進(jìn)入環(huán)月等待階段,準(zhǔn)備擇機(jī)返回地球。圖為軌返組合體與上升器分離后模擬圖。 國家航天局供圖中新社記者:除了“嫦娥”以外,中國還有很多寓意深刻的浪漫名字,比如說“北斗”“天問”“天宮”,很多網(wǎng)友也說中國航天人是“平平無奇的取名小天才”,您能否給我們講一下這些重大工程都是怎么起名的,背后有啥講究?
裴照宇:第一,中華民族有5000年的文明史,創(chuàng)造了燦爛文化,也包括很多神話夢想,這給我們?nèi)∶峁┝瞬唤叩脑慈V腥A民族是一個(gè)追求夢想的民族,航天實(shí)際上也是一個(gè)追求夢想的事業(yè),這里有很好的匹配性,這是中國文化帶給我們思想的火花。
第二,起名也是個(gè)很嚴(yán)肅的事情。任務(wù)起名要考慮到名字與任務(wù)的匹配性、與神話故事的匹配性,還要考慮到民眾的可接受性和認(rèn)可性。當(dāng)然,起名字有一套嚴(yán)格程序,一般的做法會(huì)先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)或者民眾征集,之后再請專家進(jìn)行篩選,留下認(rèn)可度比較高的幾個(gè)(名字),然后再做最后決定。北京時(shí)間12月17日1時(shí)59分,嫦娥五號(hào)返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域成功著陸,標(biāo)志著中國首次地外天體采樣返回任務(wù)圓滿完成。國家航天局供圖 攝影:汪江波
中新社記者:嫦娥五號(hào)任務(wù)是中國航天迄今為止最復(fù)雜、難度最大的任務(wù)之一。難度這么大,中國為什么還要去月球“挖土”,探月對于中國航天來說,意義何在?這次任務(wù)是否也為中國未來的載人登月做準(zhǔn)備?
裴照宇:(從工程方面看),中國(探月工程)規(guī)劃了“繞落回”三步走,通過繞、落,我們掌握了一些技術(shù),通過返回具備了地月往返能力。
從科學(xué)方面,我們通過“繞”進(jìn)行全面普查,通過“落”進(jìn)行區(qū)域性詳查,但是鑒于重量限制,攜帶上去的科學(xué)儀器重量有限,精度有限,無法跟地面儀器設(shè)備相比。獲得樣品后,通過地面精細(xì)研究,結(jié)合“繞”和“落”的科學(xué)數(shù)據(jù),對月球的認(rèn)知可能更加全面,也更加精細(xì)。
(至于)探月對于航天發(fā)展的影響,打一個(gè)比喻,人們對月球的認(rèn)知,就跟百年前人們對海洋、深海的認(rèn)知差不多,在100年前我們可能不太清楚深海有什么,更沒想到我們真有能力、有必要開采出來為人類服務(wù)。現(xiàn)在的月球,人們對它的認(rèn)知還處在這樣的一個(gè)階段。
中國對地球軌道的航天活動(dòng)已經(jīng)進(jìn)行多年,也比較成熟。目前(已經(jīng))從掌握空間技術(shù)階段拓展到空間應(yīng)用階段,而月球及深空,我們還很少涉足。月球與深空探測是帶動(dòng)航天技術(shù)發(fā)展的好載體,開展月球和深空探測,既是長遠(yuǎn)戰(zhàn)略性的需要,也是發(fā)展航天技術(shù)的需要。
通過“繞落回”三步走,我們掌握了月球探測基本、主要的技術(shù),可以為未來月球探測、深空探測積累技術(shù)、奠定基礎(chǔ)。
有人評價(jià)這次嫦娥五號(hào)采樣返回,就像一次無人版的阿波羅計(jì)劃。當(dāng)然,從整個(gè)飛行過程來看,與阿波羅計(jì)劃是有相似之處的,但是在具體的技術(shù)環(huán)節(jié),有人和無人又是不同的。
中新社記者:后續(xù)中國探月工程還有哪些計(jì)劃和安排,預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)什么目標(biāo)?
裴照宇:“繞落回”可以說是中國月球探測的開始,通過這三個(gè)階段的實(shí)施,我們掌握技術(shù)之后,下一步可能是空間技術(shù)、空間科學(xué)和空間應(yīng)用全面發(fā)展。
為了更好地服務(wù)于空間科學(xué)和空間應(yīng)用,大家提出來月球科研站的概念。打一個(gè)比方,我們?nèi)ツ蠘O考察,過去是派船去,每次船去船回的方式,在南極進(jìn)行的考察活動(dòng)是有限的,現(xiàn)在我們已經(jīng)在南極建了好幾個(gè)科研站、考察站,這樣在南極的科考活動(dòng)更有效益了。所以我們想在月面建設(shè)一個(gè)月球科研站,它能夠更好地服務(wù)于空間科學(xué)和空間應(yīng)用。中國國家航天局探月與航天工程中心副主任,探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇接受中新社“中國焦點(diǎn)面對面”專訪。中新社記者 盛佳鵬 攝中新社記者:建設(shè)月球科研站除了是中國的計(jì)劃以外,歐空局、俄羅斯、日本也有相關(guān)的計(jì)劃和安排。未來在科研站建設(shè)方面,中國是否有考慮跟國際同行一塊合作努力?
裴照宇:中國的月球探測越來越開放,更多地跟國際合作伙伴進(jìn)行合作。嫦娥四號(hào)就搭載了4個(gè)國家的科學(xué)儀器,我們已經(jīng)對外發(fā)布了嫦娥六號(hào)、小行星探測的合作機(jī)遇。
在月球科研站方面,中國把它作為未來月球探測發(fā)展的主要目標(biāo)。中國是以開放合作的方式來開展月球科研站建設(shè);我們在國際上提出了共建國際月球科研站的倡議,也得到了一些國家和國際組織的響應(yīng)。
另外在行星探測方面,今年7月份中國發(fā)射了天問一號(hào),是中國的第一個(gè)火星探測任務(wù)。按照規(guī)劃,中國還將在未來十年內(nèi)實(shí)施一次小行星探測任務(wù),一次火星采樣返回任務(wù),還有一次木星系探測和行星際穿越的深空探測任務(wù)。
整體來看,中國探測的對象已經(jīng)從月球進(jìn)入到行星際,探測目標(biāo)已經(jīng)從掌握空間技術(shù)到全面發(fā)展空間技術(shù)、空間科學(xué)和空間應(yīng)用,發(fā)展方式從以獨(dú)立自主為主轉(zhuǎn)向全面開放合作的階段。
同時(shí),我們也注意到國際上很多國家在開展月球探測,月球探測正在成為航天方面的新熱點(diǎn),中國也愿意在其它國家牽頭組織的任務(wù)中參與其中。
中新社記者:您剛才提到,中國未來的行星探測可能會(huì)選擇木星、小行星。中國在“探火”“探月”之后,是否會(huì)“淘金”,到金星探測?中國在行星探測的選擇方面,為什么會(huì)選擇木星和小行星而不選擇金星?
裴照宇:對于行星際探測,中國專家進(jìn)行長時(shí)間論證,想著怎樣以最少代價(jià)、最少任務(wù)次數(shù)來實(shí)現(xiàn)更多探測目標(biāo),從這個(gè)角度來說,暫時(shí)把金星放在一邊。但這是暫時(shí)的,我們可能會(huì)通過與其它國家合作的方式,來開展金星或其它行星的探測活動(dòng)。
中新社“中國焦點(diǎn)面對面”專訪中國國家航天局探月與航天工程中心副主任,探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇中新社“中國焦點(diǎn)面對面”專訪中國國家航天局探月與航天工程中心副主任,探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇。視頻來源:中新視頻
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