《生活啊生活》征文专栏

“10、9、8、7-------3、2、1,点火!”刚刚过去的10月24日18时05分04秒,就在中国西昌卫星发射中心发射指挥官李本琪喊出点火口令的同时,发射控制台操作员皮水兵用力地按下了红色的点火按钮。突然橘黄色的火焰从火箭底部喷起,发射塔被火光烟雾包围着。

顿时,前方有一种出乎意料的瞬间安静(由于视觉和声感不一样),接着只感到大地在颤抖,慢慢的巨大的声响如滚雷般以排山倒海般压了过来,声音越来越大,伴随着那迎面而来的热气浪,真让人觉得心和大地群山连在一起,那激动和心灵的震撼与大地发出同一样的频率……

这一幕就是我在相距发射“嫦娥一号”3号塔架500米左右的观察位置,目送嫦娥腾空奔月的那惊心动魄的场面,只有您亲耳闻真目睹,才可感到在那一时刻心与灵碰撞的强气场。

再看,火箭点火后的前几秒钟,火箭仿佛是停顿般徐徐上升,底部喷射着倒过来的迷人火焰,如同一位东方巨神托着那神话里的嫦娥腾空直上云霄,舞着彩带而奔向遥远的月球。火箭速度越来越快,大约有20多秒后才消失在晚云中,留下的是那屹立的塔架和苍穹里无尽回荡。

幸亏我平时“发烧”,练就了摄影的好本领,结果在短短的20几秒里,成功抢拍到了清晰的近乎完美的73张嫦娥腾空奔月的起飞的靓照,在这里,我不想独吞,愿发表在《美洲文汇周刊》上与大家分享。

“嫦娥”长的什么样?

生就一副“四方脸”,长着能辨别月球14种元素的“火眼金睛”和能接收38万公里外地球上信号的“顺风耳”,穿着能阻挡太阳辐射的金色“外套”……

随着嫦娥一号卫星的顺利升空,盖在她头上的神秘盖头也终于揭开。可是很可惜,我们在现场只可以看到蒙着神秘面纱的如弹头一样的“嫦娥”。

那末,她是长得如何有闭月羞花之美呢?绕月探测工程卫星系统主任设计师饶炜介绍,嫦娥一号卫星和所有人造卫星一样,由“卫星平台”和“有效载荷”两部分组成。卫星总重2350公斤,从外表看就是一个方方正正的大盒子,本体尺寸为2000毫米×1720毫米×2200毫米。

嫦娥一号的卫星平台以中国已成熟的东方红三号卫星平台为基础进行研制,并充分继承资源二号卫星和中巴地球资源卫星等现有的成熟技术和产品。

“嫦娥一号卫星在较为成熟的平台上再进行适应性改造,包括突破一批关键技术。比如三维定向技术,也就是时刻使卫星的太阳能电池板、探测头和传输信息的天线分别对准太阳、月亮和地球。这样一个三维控制系统在过去是没有的,技术难度相当高。”饶炜说,另外,在地球、月球和卫星三者间进行探月卫星的轨道设计和紫外月平仪的研制等也都是进行技术攻关取得的新成果。

饶炜介绍,之所以选用东方红三号卫星平台,主要在于它的可靠性非常高。这一卫星平台采用了许多先进的技术,如全三轴稳定、统一双组元液体推进、公用平台设计、大面积密栅太阳电池阵和高强度轻重量碳纤维多层复合材料等,自1997年5月首次投入使用后,中国已用它研制并发射了至少6颗卫星。

由于要进行距地球38万公里的深空探测,而且月球与地球、太阳的相对关系比较复杂,因此嫦娥一号卫星与一般的地球卫星相比,加装了能够与地球进行通信信号传输的定向天线,搭载了对月球进行探测的8种探测仪器,在制导、导航与控制、星上热控和电源分系统设计等方面进行了许多创新,在轨道、测控、制导、导航与控制系统和热控分系统等方面也都有自己的独特之处。 “虽然嫦娥一号卫星的运行寿命预计只有1年,但它作为中国人开始深空探测的先驱,将永载史册。”饶炜说。

“嫦娥”难点在哪里?

更有幸得是在嫦娥一号发射当晚有机会见到“嫦娥”的娘家人:绕月探测工程卫星系统总指挥、总设计师叶培建院士,并共进晚餐。听他说一说。那才叫过瘾。

“‘嫦娥’绕月是中国深空探测的第一步。为了实现一期工程的工程目标和科学目标,中国科学家先后攻克了四大难关。”

首先是轨道设计问题。与以往中国发射的所有卫星相比,嫦娥一号轨道设计的难度最大,因为它涉及地球、月球、卫星三体运动条件,而以往只需考虑地球、卫星相对运动条件。经过科学家的精心计算和多次推演,终于设计出了符合工程要求的复杂轨道。

卫星首先由运载火箭送入地球大椭圆轨道,利用自身推进系统经过调相轨道3次加速,进入地月转移轨道。卫星在地月转移轨道运行114小时后,进入月球捕获轨道,进行3次制动,分别经过3个不同轨道阶段进入月球的目标轨道,执行预定任务。

其次是热控问题,也就是卫星表面和内部的热量控制问题。嫦娥一号运行的空间环境比较复杂,“地—月”空间的强辐照环境会对卫星的电子器件产生很大影响;而且月球在对日面、背日面条件下的温度变化梯度很大,对卫星搭载的各种探测器的温控要求更高。由于要经历复杂的热环境,热控技术必须适应复杂的外部温度变化,以保证星上所有设备处在正常的工作温度范围。

再次是远距离测控与通信问题。以前中国发射的最远的探测卫星,距离地球不到8万公里,而嫦娥一号与地球的飞行距离达到38万公里,这给测控系统的传输能力带来了挑战。

同时,为实现绕月飞行,嫦娥一号需经历复杂的轨道转移过程,其间的测控任务对星上和地面测控系统提出了更高要求。在中国尚未建成深空测控网的情况下,目前采用航天测控网和天文观测网相结合的办法,基本可满足嫦娥一号绕月的要求。

最后是卫星姿态控制问题。在绕月飞行期间,嫦娥一号要一直保持对月、地、日三个天体定向,各种探测器要保持对月定向,以完成科学探测任务;卫星发射和接收天线要保持对地定向,以将科学数据传回地球,供地面应用系统研究;为了使电池阵尽量获得日照,卫星的太阳能帆板要保持对日定向。

在卫星运行期间,月、地、日三个天体都是相对运动的,姿态控制是三矢量控制过程,需要在卫星整体布局、质量分布、多轴控制跟踪等方面进行很多新的理论研究。

“这4大问题既是工程的难点,也是技术创新点。”叶培建说,“这些问题涉及许多科学技术的前沿领域,对它们的成功攻克,将使中国在相关领域发生跨越式发展,体现出科学探索工程对科技的拉动作用。”

“嫦娥”发射前村民疏散

“嫦娥一号”卫星发射当天,西昌卫星发射中心周围和火箭弹道下方的数千村民将按计划进行疏散。火箭发射时进行附近村民疏散,是各国发射卫星时的惯常做法。

发射“嫦娥一号”卫星的长征三号甲运载火箭装有大量液体燃料,发射时一旦出现意外可能危及周围居民的生命财产安全。此外,火箭如果在上升阶段出现意外,也可能对火箭弹道下方的民众造成影响。

在“嫦娥一号”卫星发射前2个小时,开始对安全半径2.5公里范围内的村民进行疏散,发射前1个小时疏散至安全区。涉及人员包括卫星发射中心附近的八一村、那基村的村民,3号山头的森林管护人员,泽远派出所至八一村报废铁路沿线的人员、田间劳动人员、工程施工人员、铁路工作人员和零散参观人员等。此外,火箭弹道下方的泽远乡园艺场至沙坝镇二村沟一线的民众将就地疏散。

疏散过程中,地方政府负责民众疏散动员教育和安全防护知识宣传,组织民众按时到达指定位置,维护疏散秩序;公安部门负责发射日交通管制,维护社会治安和疏散秩序,确保社会稳定;卫星发射中心负责下达疏散任务,检查疏散情况,发生意外时及时组织部队抢险救灾。

“嫦娥”远嫁老外送亲

前来观摩嫦娥一号卫星发射的来宾中,有日本、德国、意大利等国的航天专家。这是中国航天发射首次邀请外国来宾现场观摩。

“我们航天领域的对外开放,有时透明到了连外国人都吃惊的程度。” 叶培建总指挥、总设计师说。有一次,他带着美国航天局的一名高级官员参观我国的卫星制造车间。参观结束,这名官员有点疑惑地问:“你们的卫星真的是这里制造的吗?”

“我们的车间如此简陋,人家都不相信这里能制造卫星。但卫星的确是在这里制造的。”叶培建说,“是什么样就是什么样,我们没有必要遮遮掩掩。”

“老外”刚走,在3号塔架下就来了一队穿军官服的首长,借长焦镜头一看是中共中央政治局委员、中央军委副主席郭伯雄和国务委员兼国防部长曹刚川,这时距离6时05分还有30分钟。只见他们在他们在工作人员陪同下几分钟后就离开了,还有20分钟发射了,这时在3号和2号发射塔间有又来了警车开道的车队,全是便服,再一看是国务院副总理曾培炎,也在西昌卫星发射中心来看发射。

后来看报纸,曾培炎是代表党中央、国务院、中央军委,向奋战在工程研制、建设、试验一线的全体科技人员、工人和解放军指战员,来表示热烈的祝贺和亲切的慰问。开句玩笑“嫦娥”居高临下临行前说:“别惦记,放心吧!”。

“嫦娥”奔月感言

目送“嫦娥奔月”,我作为一个中国人,有太多的感言,我想下面这段话,同样表述了我的心声。

“嫦娥奔月”,这个在中国流传了千年的传说,在今天这个明媚的秋日开始变为现实。随着中国自主研制的第一个月球探测器:嫦娥一号卫星飞向太空,自强不息的中国航天人,又将把中华民族的崭新高度镌刻在太空中。

绕月探测,中国航天的第三个里程碑。它标志着,在实现人造地球卫星飞行和载人航天之后,中国航天又向深空探测迈出了第一步。

深空探测是人类对太阳系内除地球外的行星及其卫星、小行星、彗星以及太阳系以外的银河系乃至整个宇宙的探测,这已成为当前国际航天活动的一个热点。今天发射的嫦娥一号卫星,将飞向距地球38万公里的月球,把中国人造卫星此前约8万公里的最远飞行距离,一步提高到4.5倍以上。

作为一个诞生了“嫦娥奔月”“吴刚伐桂”等神话传说的国度,中国人自古就有着探究月球真相的强烈愿望。早在3000多年前,我们的祖先便对月食开始记载,在1500年前就进行过月食的预报。

然而,真正意义上的现代探月活动,我们毕竟是后来者。1959年10月,苏联完成首次绕月飞行,人类第一次拍摄到月球背面的照片;10年后的7月,美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下了人类第一个脚印,用自己的一小步,实现了人类的一大步。与太空探索的每一次进步一样,自主创新、奋起直追、跨越发展,成为后来居上的中国航天人的不懈追求。迄今为止的探月活动,基本经历了这样一个循序渐进的过程:从月球近旁飞过、撞击月球、绕月探测、月球表面软着陆……所遵循的是技术难度逐渐递增的原则。中国首次探月就采用了绕月探测方式,直接跨越了前两个阶段。

从1958年毛泽东发出“我们也要搞人造卫星”的号召到1970年“东方红”乐曲响彻太空,用了12年;从1992年载人航天工程立项到2003年载人航天成功,用了11年;从2004年初绕月工程启动到今天嫦娥一号卫星升空,只用了3年多时间……这一组不断缩短的时间表明,在由航天大国到航天强国的道路上,中国航天人的前进步伐越来越快。

上万人参与的庞大绕月探测工程,仅花了14亿元人民币。勤俭节约、无私奉献、团结协作,构成了独具特色的中国航天事业永恒的主题。

太空是人类共有的太空,航天事业是全人类的事业。秉承着和平开发太空资源、造福全人类的一贯宗旨,中国的“嫦娥”工程从一开始就高度开放。中国已经宣布,嫦娥一号卫星传回的月球探测数据将与世界各国科学家共享。这再次彰显了中国航天人所具有的为人类航天事业贡献智慧与力量的高度责任感。

雄关漫道真如铁。虽然人类探月活动已经有近半个世纪的历史,但迄今开展的123次探月活动,成功的不到50%。这意味着,预计100多万公里的“嫦娥”奔月之旅绝非坦途。我们期待“嫦娥”一路走好。这,是中国航天人的愿望,也是中华民族乃至全人类的共同期盼。

我也有着这样的期盼!

上个月我曾在西昌目送嫦娥腾空奔向月球

                                                                                                                                                                   纽约  王守东

本文作者王守东,院长/博士/教授/主任医师,现任U.S.National Health Product Inc./U.S.Green Valley Int'l Group LLC.总裁。