作者:黄永明 来源:南方周末 发布时间:2010-12-6 14:57:05
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欧阳自远回首首席七年心路历程:假如嫦娥一号失败了

自2003年起,欧阳自远担任了7年的探月工程首席科学家。CFP/图
 
嫦娥二号原本是一号的备份星,假如嫦娥一号发射失败了,它就会被用来再做一次尝试。自从嫦娥一号成功上天后,探月工程的科学家便开始讨论改变嫦娥二号的使命,使之成为嫦娥三号的先导星。
 
在外人看来,嫦娥二号月球探测卫星一帆风顺。
 
今年10月1日,它由长征-3C运载火箭直接送入地月转移轨道。112个小时后,它就飞到了月球附近的特定位置,进行近月制动,随即进入近月点100千米、远月点8000千米的绕月轨道。相比之下,嫦娥一号花了13天才飞到月球。
 
后面的几天里,嫦娥二号又进行了两次近月制动,进入高度100千米的极月圆轨道。时机成熟时,嫦娥二号变轨进入了近月点15千米、远月点100千米的椭圆绕月轨道。这就是说,它距离月球表面最近时只有15千米。此前中国从未在这么近的距离上观测过月球。
 
10月底,嫦娥二号对月球的虹湾地区进行了拍摄。虹湾局部影像图在11月8日公布,它宣告了嫦娥二号的工程任务取得圆满成功。随后,嫦娥二号继续进入高度100千米的极月圆轨道绕月进行科学探测。
 
嫦娥工程地面应用系统总设计师李春来在11月28日表示,嫦娥二号未来有望取得全世界分辨率最高的一幅全月图。
 
在此之前,自2003年起担任了7年探月工程首席科学家的欧阳自远院士在国家天文台的办公室里接受了南方周末记者专访,坦陈嫦娥“一帆风顺”的背后故事,回首首席七年的心路历程。
 
改变嫦娥二号的使命
 
嫦娥二号原本是一号的备份星,结构和装配与一号基本相同。假如嫦娥一号发射失败了,它就会被用来再做一次尝试。
 
而自从嫦娥一号成功上天后,预计将圆满完成科学目标和工程目标,探月工程的科学家便开始讨论改变嫦娥二号的使命,使之成为嫦娥三号的先导星。这场讨论持续了一两年,包括科学目标和工程目标的新设计、要完成哪几项关键技术试验,以及提高和改进探测仪器的技术指标和性能等等。“软件、硬件、设施,都得要配套。不是说我一说要这么干就能干的,而是要长时间的很复杂的准备,各个系统忙得要命。”欧阳说。
 
最终,嫦娥二号在一号的基础上做出了诸多改进。比如照相机,完全改成另一种新类型的立体照相机,它与嫦娥一号每次从三个角度拍摄不同,每次分为前视和后视两个角度。在飞行高度为100千米条件下,照相机的空间分辨率小于10米,在飞行高度为15千米时,空间分辨率为1米左右。
 
嫦娥二号的任务可以归纳为两项,第一项就是演练嫦娥三号所需的关键技术。这些技术中包括了不经过调向轨道而直接发射进入奔月轨道,这是嫦娥一号所没有做过的。此外,嫦娥三号将会停留在100千米高的轨道上运行,所以嫦娥二号也要在100千米高的位置运行。“别看好像与一号相比没近多少,但月面的各种热辐射对卫星影响很大,所以200千米和100千米差别太大了。这需要对卫星本身做很多改进。”欧阳说。
 
根据嫦娥工程的设计,嫦娥三号将会在月球表面软着陆。它首先会飞到15千米的高度,然后再降落。“发射嫦娥二号之前,15千米能不能控制好,心里也没数。因此嫦娥二号要进行15×100千米的椭圆轨道飞行。这就要求轨道的测控精度和速度大大提高,因而原有S频段测控体制增加了X频段测控体制。”欧阳继续说。
 
嫦娥二号的另一项任务是为嫦娥三号着陆的地区拍摄出精细的照片,分辨率在1米左右,提供出精确的落点的地形地貌。这些照片也是卫星飞至15千米高度时拍摄的,每次掠过虹湾时的拍照时间只有61秒钟。由于下传数据量的增加,地面系统接收数据的能力从每秒3兆提高到12兆。
 
“什么都一帆风顺,显然不可能”
 
嫦娥二号发布虹湾局部影像图,标志着它工程任务的圆满完成。嫦娥三号除了从15千米高度开始下降的软着陆技术之外的所有关键技术均得以成功预演。但这并不意味着嫦娥二号全部任务的完成。
 
除了工程任务,它还有科学任务。“科学上的事情要有个积累,不是说你飞一下就都做出来的。”欧阳说,嫦娥二号的科学家希望它能够在半年之后拍摄出分辨率小于10米的月面全图,“也许最后能够把全图做出来,但我现在不敢讲。每次照相才那么窄一条,我哪个地方漏一点怎么办?这是常有的事情。卫星姿态有时要调整,仪器出毛病了要修仪器,这也是经常的事情,那样的话有些地方就拍不到了。”2007年,嫦娥一号公布第一张月面图的时候,由于同一个很小的撞击坑出现了两次,而欧阳自远引用加拿大一位华侨的看法,误将图片拼接的瑕疵解释为月面可能出现了新的很小的撞击坑,网友便生造了一个新成语“欧阳挖坑”。
 
实际上,月球上的撞击坑仅仅直径大于1000米的就有33000多个,大于100米的数以亿计,小于100米的撞击坑无法计数,拼图难以做到不出任何瑕疵。
 
“照片中有新的坑也很难免,但是我确实不敢确定到底是不是,或者我们工作人员拼接有错误也有可能。”欧阳说他并不在意那个成语,“现在拿出美国的图来,我可以挑出几百个错误来。我们肯定也有错误,或者也有不完整的地方,我们以后再改进就是了。”真正令欧阳自远感到压力的是,中国人无法容忍科学探索上的失败。人们只能看到嫦娥系列卫星一个接一个的成功,无法想象一旦出现失败会是怎样。
 
“可以想象,开汽车有时候都会遇到一下发动不起来的状况,对于如此复杂的探月工程,问题怎么可能没有嘛!”欧阳说。
 
“所以我们的压力大在哪儿?要出去就必须成功,不成功便成仁,你知道吗?”他对南方周末记者说,“一期工程时多大的压力啊,当然不是我一个人承担,但我始终感到发射的时候手心都出汗,简直是血压、血糖、血脂都高得很,几个月睡不着觉。为什么?因为我理解我们这个民族的心理状态。这个民族是要经受这种风险的锻炼的,不能够这样,什么都一帆风顺,显然不可能。”在月球探测史上,20世纪共进行了108次发射,其中成功52次,成功率为48%。火星探测的成功率更低,只有百分之三四十。美国的四架航天飞机先后有两架发生了爆炸,共有14名宇航员遇难。“人家都经受了,而且继续前进。中国怎么可能不经历任何失败呢?当然我们一定会全力以赴、严慎细实、尽心尽力、确保成功,但也难免会出事的。”欧阳说,“不少人不是以科学的态度来对待这样的一件事情。所以我也很担心,我内心感觉到我们的民族需要很好地经过这种风险的煎熬,一定要能够经受得住的。”

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