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2007年嫦娥一号发射升空:曾历经10年反复论证

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【前言】

2007年10月24日,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥一号”卫星成功送入太空。“嫦娥一号”是中国自主研制的第一颗月球探测卫星,它的发射成功,标志着中国实施绕月探测工程迈出重要一步。

10年反复论证、3年昼夜攻关,嫦娥一号升空背后是中国航天人长达13年的艰辛付出。

【导读】

从东方红一号到嫦娥:20年沉寂与10年论证

幕后:92年首次奔月想法因无科学研究价值被否

嫦娥一号额外收获重要成果:分析出月球重力场

嫦娥工程探秘:二号软着陆 三号携带机器人

人们常常把中国探月的最早起源,归结于一块月球岩石。

1978年5月28日,中美建交前夕,美国总统国家安全事务顾问布热津斯基访华,给时任国家主席的华国锋带来卡特总统的两件礼物:一块1克重的月球岩石;一面美国宇航员带上月球的中国国旗。

石头很快被安全护送到远在贵阳的中国科学院地球化学研究所,天体化学专家欧阳自远承担了这一艰巨的任务。为此,他请来了全国近百名研究专家。“最后确认了石头是阿波罗17号飞船登月时采集的,甚至确认了石头所在地是否有阳光照射,美国人不得不服气。”今天已是中国绕月探测工程月球应用科学首席科学家的欧阳自远在接受《国际先驱导报》采访时说,此后两年的时间里,中国科学家以这块岩石为主题发表了12篇论文。

西方探月升温迫使中国跟进

但事实上,中国对月球的关注早在20世纪60年代中期就已经开始。“跟踪国际月球探测的研究进展,并编写了《月质学研究进展》、《天体化学》等专著。”欧阳自远说,当时主要是学习积累阶段。

这样的积累持续了将近40年,直到1994年,欧阳自远才首次提出探月构想。“当时,我们只发展了卫星、载人航天两个领域,深空探测仍属空白。”欧阳自远回忆说,这一年,美国发射了克莱门汀号环月探测器,不但开始了全月面元素的分布与含量的探测,还意外发现了在月球南极区有水存在的信息。当年,欧洲空间局也提出了重返月球、建立月球基地的详细计划。

“在全球竞争面前,中国如果无动于衷的话就会在竞争中落后、丧失发言权。”于是,欧阳自远联合其他科学家向863计划(国家高技术研究发展计划)小组提交了一份报告,讲解中国月球探测的必要性与可行性研究。

“月球上丰富的资源将是各国解决能源危机必争的对象,作为一个发展中大国,不能不考虑自己的月球利益。”欧阳自远说,这个报告得到了863小组很好的评价,“认为这件事情中国确实应该干”。

曾历经多次质疑

但当这一计划扩大到其他部委时,质疑之声便多了起来。“当时,有些部委并不同意,有些领导同志问,你们登月去干什么。”中国绕月探测工程总指挥栾恩杰回忆说。

于是,呼吁和说服便成了欧阳自远和他的同事们接下来做得最多的工作。“围绕‘探月有没有必要’等问题,科学家们进行了反复的论证。”欧阳自远已记不清当时经过多少次的审查了。

可即便如此,嫦娥工程仍然停留在专家内部审议,并没有上升到国家规划层面。1998年,转机出现了。

那一年,中国实施了政府机构重大改革,国务院成了新的国防科学技术工业委员会(简称国防科工委),并内设国家航天局。航天专家栾恩杰被任命为国防科工委副主任兼国家航天局局长。面对制定“中国的航天发展规划”这一重任,这位专家型官员清醒地认识到,“未来航天发展不再关注制造多少颗卫星,而是怎么飞往火星、月球等深空探测”。

当年秋天在北京香山举行的一次会议,加快了嫦娥工程的步伐。在中国科学院主办的这次会议上,科学家们向国防科工委提出,中国有世界上一流的空间科学家,可只能用国外的二手资料作研究。他们因此呼吁政府对深空探测进行开发。

专家的呼吁加上栾恩杰的超前认识,体现在当年的中国航天白皮书上。当“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”这一后来对探月工程产生重大影响的明确阐述,最终在两年之后向全世界公布之后,国外媒体纷纷猜测说,“中国要探月了”。

总理批示一波三折

“要”是“要”,但什么时候还不得而知。对于国防科工委来说,当然越快越好。随着航天白皮书的披露,专家的质疑已经不再是困扰,拿出一个具体的可操作方案成为当务之急。

2001年12月,国防科工委委托孙家栋院士协调构建探月工程框架。这位参与过中国第一颗人造卫星研制和发射的航天人,受命之后即召集专家对探月一期工程——绕月工程进行了为期一年的综合论证。

“这项论证是整个工程的关键,不仅包括绕月探测工程五大系统的确定,还包括各大分系统之间的协调和组织;不但要确定使用哪种运载火箭和卫星平台,还要解决怎样实现38万千米距离的精确测控。”中国绕月探测工程总设计师孙家栋回忆说。

一年后,国务院的重视让论证进程得以加快。2002年10月,时任国务院总理的朱镕基听取了探月工程的汇报,并作出重要批示:要抓紧搞探月工程的论证工作。“对我们来说,是一种巨大的鼓舞,从那以后,我就说,有门!”栾恩杰说。

2003年,恰逢国务院拟定《国家中长期科学和技术发展规划(2006~2015)纲要》。身为规划办公室成员的栾恩杰不失时机地把探月工程的规划送给了总理。“送到国务院以后,温家宝总理就写了一段话:探月工程要纳入国家的中长期发展规划。”

只是这样的欣喜并没持续太久。“规划要到2006年才搞完,也就是说,探月工程要到2006年以后才能实施,那太晚了。”此时,栾恩杰想到一个绝妙的主意,“把绕、落、回三步走中的‘绕’单独拿出来,准备把一期工程单独立项,剩下的留在‘中长期’里。”栾恩杰说,本来的中国探月工程指挥部也因此被改名为中国绕月工程指挥部。

2003年9月27日是栾恩杰终身难忘的日子,这一天国家专委会要讨论绕月工程是否单独立项。“当时谁心里都没底,我们主任就说闯一闯。”说到这儿,栾恩杰仿佛一下子回到了当年,语气突然有些兴奋,“最后,温家宝总理同意绕月工程立项。”

这意味着这个怀胎十年的规划即将分娩。2004年1月23日,农历大年初二,温家宝批准了国防科工委、财政部《关于绕月探测工程的立项请示》,国家划拨13.6亿元人民币。

核心技术都是中国造

立项后不久,国防科工委就成立了以时任主任张云川为组长的绕月探测工程领导小组,在小组第一次会议上,正式将探月工程命名为嫦娥工程,将第一颗月球探测器命名为嫦娥一号。而核心班子早在2003年2月就已经确定:由栾恩杰、孙家栋和欧阳自远组成探月工程三人筹备领导小组。“从立项到完成一共三年半,是我国新型航天器中最快的。”嫦娥一号卫星总指挥、总设计师叶培建告诉《国际先驱导报》。

当然,需要克服的技术障碍还有很多,最大的问题就是天线无法接受到信号。“地面最高的卫星是3.6万公里,但月球离地球38万公里,嫦娥一号的信号传到地球时将会以百倍速度下降。”栾恩杰说,当时天线能量提高不了,地面就不能预演,工程进行了一年多,实在做不下去了。

最后解放军总装备部在青岛和新疆喀什站分别建了两个大天线,直径从12米加到18米。“可接受的信息余量大了一点,但到底行不行还是没底。”栾恩杰说,“最后利用法国卫星来检测,才发现测控能力可以完成对嫦娥一号的跟踪和测量。”

像这样国际合作的例子,在整个嫦娥工程中并不少见。“俄罗斯也帮过我们审查轨道。”栾恩杰回忆说,“张云川主任有个指示,所有天上的东西,在地面一定要看得到。但中国从来没去过,要看到这个轨道,除非先发射一个过去。我们就找走过的人,当时美国不帮,我们就找俄罗斯,因为他们去过,所以我们心里就有底了。”

“这些都不是实质的,核心技术还是我们自己创造。”栾恩杰说,“帮忙是给钱的,但是他们想合作一起搞就不行。没有他们,我们照样可以干。”

我们人类是唯一的吗?也许别的星球上有人已经搞了共产主义。人类也可能搬家,搬到别的星球去。“

―――1970年冬天,周恩来在听取秦山核电站工程汇报的中央专委会议上谈中国发展载人飞船计划

从我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”的曲折研制和成功发射开始,在经过近20年的沉寂后,月球探测和载人飞船两个目标几乎同时摆到了中国航天事业的案头。

“首星”一波三折

1970年4月24日,“长征一号”运载火箭首次发射,将第一颗中国造卫星“东方红一号”送入预定轨道

“从1957年10月起,中国科学院地球物理所地球物理国家委员会,在全国范围内组织对苏联卫星观测,并成立了人造卫星光学观测组和射电观测组。”在中国科学院原党委书记、国务委员张劲夫的一篇回忆录中,老人提到了中国航天事业的起点。观测组是应前苏联科学院的要求设立的。

是年10月4日,苏联把人类第一颗人造地球卫星送上天。分管科技的副总理聂荣臻找到张劲夫,要他密切关注有关情况。中国科学院在竺可桢、钱学森等人的建议下,立即开会研究中国的卫星工作。

中科院党组将这次会议决定的卫星研制列为了1958年的第一项重大任务,为对外保密,代号为“581”任务。1958年7月,中科院向聂荣臻汇报,力争苦战三年,将第一颗人造卫星飞上天。

这年9月,张劲夫身为候补中央委员,向中央书记处汇报科研计划时,中央政治局决定拨款2亿支持搞卫星。“在新中国成立不久,能够拿出如此巨款,谁都能够掂得出它那沉甸甸的分量。”

可是,随之而来的三年困难时期将中科院的卫星计划无限期推迟了。1959年1月21日,张劲夫对科学院党组会传达了邓小平的指示:“1960年不放卫星,与国力不相称。”接着,中科院调整了“581”任务,决定先从研制探空火箭开始。

1960年3月,代号为“603”的火箭发射基地在安徽与江苏交界的深山中设立。在这个如今已经被世人遗忘,荒草萋萋之地,中科院在5年内进行了9批次24枚高空科学探测试验。虽然有成功,但失败同样让人心情沉重,钱学森和张劲夫有一次正好在现场,目睹了失败的一幕。

1962年,中央成立了一个专门委员会(中央专委),周恩来为主任。这个委员会提出要把人造卫星搞成,并能播放《东方红》乐曲。三年后的1月,周恩来批示了中科院的新方案,“581”更名为“651”,计划在1970年左右发射我国第一颗人造地球卫星。卫星设计院得以成立,负责研制“东方红一号”。同时,七机部领过了研制“长征一号”运载火箭的任务。

1965年被中国的航天人称为“卫星年”,这一年,中科院成立了四个组,开始草拟第一颗卫星的初步方案。

就在中科院的卫星研制将要完成之际,“文革”爆发。1967年1月后,卫星研制科研队伍、实验基地、科研设施等被一起交给了国防部门。第二年,中国空间技术研究院成立,接过了“东方红一号”的研制。

1970年4月24日,“长征一号”运载火箭首次发射,将第一颗中国造人造地球卫星“东方红一号”送入预定轨道。一波三折的首星研制和发射,历经10余年征程,中国人的航天之路真正开始。

打着绝密印章的714工程

设想中的我国第一艘载人飞船被命名为“曙光一号”。这个计划自始至终都被打上了绝密印章

前苏联在放飞人造卫星不到5年,就将他们的第一个太空使者加加林送上了太空,向外太空发出人类的第一声问候。美国也在1962年2月,把航天员格伦送入太空。

美苏的超常速度触动了中国的科学家,在那个“超英赶美”的年代,任何突飞猛进的设想都不足为怪。当美苏航天员先后安全返回地面的时候,七机部副部长钱学森说:“先把载人航天的锣鼓敲起来。”

还没造过卫星,就想登天,这谈何容易,但在那时,没有人提出反对意见。安徽的603基地秘密发射了三次火箭试验之后,1966年7月28日,一枚生物试验火箭将箭头生物舱安全回收,一只叫“珊珊”的小狗与大白鼠活着返回了地球。

动物试验的成功鼓舞了科学家,他们认为,能将动物安全回收地球,也能将航天员送上天并活着归来。在这次试验一个多月前,有关单位召开论证会,提出“以科学实验卫星作为开始和打基础,以测地卫星、特别是返回式卫星为重点,全面开展包括通信、气象、导航等卫星,配成应用卫星的完整体系,进一步在返回式卫星的基础上发展载人飞船”的规划。

1968年1月8日,在“我国第一艘载人飞船总体方案设想论证会”上,我国第一艘载人飞船被命名为“曙光一号”。这个计划自始至终都被打上了绝密印章。

1970年4月24日至30日,全国400多名专家在北京京西宾馆参加“曙光一号”总体方案做准备的毛泽东思想学习班。七机部八院展示了他们设计的载人飞船样图和模型。

这年的冬天,周恩来在听取秦山核电站工程汇报的中央专委会议上说:“人类如果把地球上的东西用得差不多要搬家了。月亮还能再活吗?那是个死东西了。我们人类是唯一的吗?也许别的星球上有人已经搞了共产主义。人类也可能搬家,搬到别的星球去。”

别的星球是否已经搞了共产主义,中国人立志要到那里去看看,或许能够取得一些打造共产主义新天地的经验回来。

1970年7月14日,毛泽东圈阅了中国发展载人飞船报告。这份报告提出第一艘飞船计划于1973年底发射升空,代号为“714工程”。

那时的中国人总希望在每个方面超越美苏,飞船当然越大越好,大就先进。

选拔航天员的工作悄悄展开,1970年8月9日,北京航天医学工程研究所接到国防科工委的通知“立即着手载人飞船研制工作,并开始选拔、训练航天员”。

沈阳、北京、南京和广州四军区的1000多名歼击机飞行员被推荐到了北京,初选出了80多名,这些人又被分成三批参加北京的特殊体检,他们每人被告知要执行秘密任务,谁都不知道是在选拔航天员。1971年3月15日,80多人留下了20个,成为早于杨利伟等人的中国首批待训航天员。

可是,这20人最终未能上天。薄弱的中国经济基础无力支撑庞大的费用开支,只有300公斤的长征一号运载火箭难以承担体积庞大的飞船,动乱的年代,最终使“曙光一号”尘封在科学家的草图中。两张两米多长、一米多宽的飞船图纸,至今仍在中国空间技术研究院的档案室保存着。

1975年3月,国防科工委宣布飞船工程下马,航天员返回原单位。这一停,就是10年。

20年沉寂与论证

在经过近20年的沉寂后,月球探测和载人飞船两个目标几乎同时摆到了中国航天事业的案头

周恩来未能看到外星球上的共产主义,早年东方红卫星负责人之一的戚发轫回忆:“周总理说不去和美苏搞竞赛了,我们应把地球上的事情搞好。”经过了一番折腾之后,中国的领导者和科学家猛然发现,脚踏实地搞实用的东西要比把人送上天好。

拨乱反正后的1978年8月,刚刚开过“科学的春天”全国科学会议。邓小平对中国航天技术作出指示:“我国是发展中国家,在空间技术方面,我国不参加太空竞赛,现在不必上月球,要把力量集中到急用、实用的卫星上来。”

邓小平讲过这段话后,自己到美国见到了两位上过天的航天员,并亲身参加了一次模拟的航天飞行,感触颇深。数年后,时任美国总统的里根宣布,实施著名的“星球大战”计划。

这一轮太空竞赛,中国一直是一个旁观者。法国提出了“技术欧洲”计划;前苏联提出了本国的战略防御计划;日本、巴西、韩国、印度,甚至南斯拉夫,都制定了航天技术发展计划,日本提出了要研制希望号航天飞机,欧洲开始哥伦布空间站研制……但在中国的土地上,航天一词却消隐得无影无踪。

1986年3月,多位科学家联合提出《关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议》,邓小平很快批示:“这个建议十分重要。此事宜速决断,不可拖延。”

根据这个建议,后经200多位专家研究部署,最后形成的高技术发展战略部署,后被以“863计划”作为代号。1986年10月,中央在批准“863计划”时,决定拨出专款100亿,而其中的40亿,被用在航天领域的项目上。中国再一次站到了航天的起跑线上。

一个问题在当时仍然困扰着国家领导人和科学家:作为一个发展中国家,中国要不要搞航天,如何起步?

那是沉寂的十多年,中国航天业自1980年代实施军转民、军民结合,经过了找米下锅的一段岁月。

这几年,中国的卫星发射突飞猛进,先后进行了24次国际商业发射服务,将美法等国的27颗卫星送入太空。

“我记得是1987年1月,我向国务院有个报告,提到要求航天领域的首席科学家,首先要进行概念研究,要确定一下我们国家到底是应该怎么一个搞法,有哪些途径,哪些方案,把这个总领的概念蓝图很好地分析一下。”原国防科工委主任、中央专委办公室主任丁衡高说,当时的首席科学家是屠善澄。

屠在主持两个主题专家组的研究后,肯定回答中国要搞载人航天,最终建成中国的空间工程大系统。

又是5年后,1991年6月,屠善澄为首席专家的专家委员会向中央专委做了第一次汇报:中国是一个大国,备受世界瞩目的载人航天技术不能不搞。

1991年,时任863计划航天领域首席科学家的闵桂荣院士提出,中国也要搞月球卫星的建议,成立了“863”月球探测课题组。

1992年1月8日,中央专委召开第五次会议,20余年后,中国的航天路再次回到了“714工程”的设想上,但这一次,底气足了很多。

1992年9月21日,中央政治局常委开会,载人航天工程小组组长王永志回答了常委们的有关问题。这次会议,将中国的飞天梦再次变成实实在在的行动。这一天,是中国航天史上里程碑的一天。

在经过近20年的沉寂后,月球探测和载人飞船两个目标几乎同时摆到了中国航天事业的案头。

“神舟”通天路

以“神舟”命名的飞船于1999年首飞,在经过先后4次无人试验飞行后,于2003年10月开始载人飞行

1991年的春节前夕,原航空航天部向邓小平送了《关于开展载人航天飞船工程研制的请示》,其中强调:“上不上载人航天,是政治决策,不是纯科学问题,不是科技工作者能定的。”邓小平读过这份请示后,与中央领导交换了意见。自此,载人航天的立项工作如期推进。

1992年8月10日,中国的第13颗返回式卫星发射成功后,时任国家主席的江泽民抵达酒泉卫星发射中心视察。在去程的火车上,江泽民突然问前来迎接的中心领导李凤洲,对发射宇宙飞船有什么看法。

李凤洲当时的回答是:“要树立航天大国形象,保持航天大国地位,保持航天工业发展后劲,就应启动飞船工程,以此凝聚航天人才,带动科技工业发展。”

这之前,江泽民已经多次听取过有关载人航天工程报告。这年11月,丁衡高被任命为载人航天工程总指挥,国防科工委副主任沈荣骏和原航天部长刘纪原出任。

1992年8月1日,时任国务院总理的李鹏主持中央专委会议,提出设想,载人航天首次飞行不晚于2002年(后因故推迟至2003年10月),第一艘试验无人飞船争取1998年、确保1999年首飞。

这次会议上,还提出了要在未来建造20吨级的空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间站应用问题。

全国政协常委栾恩杰认为,当年的“两抓一突破”的发展思路,为后来的载人航天提供了保证。“两抓”是指抓应用卫星和卫星应用,“一突破”就是突破载人航天技术,刘纪原当时也意识到了“一突破”的重要性。

可是,曾经搞过的飞船项目还能拾起来吗?围绕着这个问题,专家们的讨论再次旷日持久。有人提出:“美苏60年代就搞出了飞船,我们再搞就落后了,不如直接搞航天飞机或空天飞机。”

有人对航天飞机提出反对,理由是结构复杂、花钱多、风险大,难度高。我国的航天技术还很落后,经济条件还不能够支撑庞大的开支。

当时的航天部一院、八院、五院(中国空间技术研究院)都是搞飞船的积极支持单位,并力争把项目争取到手,争来争去,飞船研制任务最终由五院夺魁,八院和中国科学院、航天医学研究所配合研制。

1998年11月10日,江泽民等人来到新建的北京航天指挥中心和北京空间技术研制试验中心视察。在这次视察中,江泽民发现他先前题写的“神舟”二字已经镶嵌在试验飞船的船舱上。

关于“神舟”的来源,刘纪原说,当时提出了4个名字,还有“飞天”什么的,刘纪原、沈荣骏、王永志三人反复商量,认为用“神舟”较好。

以“神舟”命名的飞船于1999年首飞,在经过先后4次无人试验飞行后,虽然第二次和第三次都出现了波折和事故,但最终还是顺利升天,并于2003年10月开始载人飞行,中国的航天员从此开始太空之旅。

嫦娥飞天的十年论证

2000年《中国的航天》白皮书提出:把“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”作为今后10年的发展目标

2004年1月23日,大年初二,国务院总理温家宝签署批准了绕月探测工程“嫦娥一号”立项,中国航天继人造卫星、载人航天后的第三个里程碑,正式登台亮相。这之前,“嫦娥一号”经过了长达十年的论证。

月球探测科学应用首席科学家欧阳自远,对月球可以说是情有独钟,地质专业出身的这位科学家第一次接触月球是从1978年开始的,美国总统安全顾问向时任的党主席华国锋赠送了一块1克重的月岩。华国锋将月岩转交给欧阳自远等人,他们又将它分成了两块。靠着其中一块0.5克重的样品,他们完成了一系列研究。

对月亮,那个总是在夜晚高悬如灯烛的遥远星球,中国的科学家感受到了它的召唤。

1994年,欧阳自远和中国空间技术研究院的??桂柏等专家在经过一年多的工作后,完成了第一个完整的月球探测可行性报告,提出了第一颗月球卫星的方案设想,他们认为中国开展月球探测活动的条件已经完全成熟。

多个机构对月球的探测计划在随后进行中,中国人开始了对最近的小星球的构想。

1998年,在国家863-703项目支持下,中国科学院地球化学所和空间中心共同完成我国月球探测发展战略研究项目,提出开展我国月球探测发展规划的初步设想。随后,中科院军工办启动创新性方向项目,支持欧阳自远的研究团队。

2000年,欧阳自远的团队完成了《我国月球资源探测卫星科学目标》的研究报告,首次提出开展我国月球探测工程分阶段进行的总体规划和基本构想。同年8月,王大珩等9位院士联合总装备部、航天科技集团、科技部、中科院、高等院校等单位的多位专家,对欧阳自远团队的报告进行论证、评审。

也就是从这份报告开始,欧阳自远等人提出了绕回落三步走的设想,这一观点现今被中国科学家广泛接受。

2000年《中国的航天》白皮书提出:把“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”作为今后10年的发展目标。

2001年8月,中国科学院副院长江绵恒约见欧阳自远、孙家栋等多位专家,表示应大力推动国家开展月球探测的决心。

就在欧阳自远的团队开展论证时,“嫦娥一号”卫星总指挥叶培建等人也在忙着建造月球卫星的前期工作,叶培建等专家在1998年已经完成月球探测卫星关键技术的初步研究。2001年9月25日,江绵恒主持在北京香山杏林山庄召开的月球探测工程研讨会,标志着这一工程缓缓启动了。

在叶培建的设计中,“嫦娥一号”卫星以“东方红三号”卫星平台为基础,利用“资源一号”、“资源二号”等卫星的现有成熟技术和产品,进行适应性改造。

2003年,欧阳自远等人完成《月球探测关键科学技术研究》报告,将以前的报告提出的规划推向深入。这成为2004年科技部通过的国家重大科学技术专项长期规划的专家论证的基础蓝本。

叶培建任总指挥的卫星设计组很快在立项启动后,于2004年进行了卫星的方案设计、初样研制,2005年12月,一颗将要奔向月球的卫星正式转入正样研制阶段。

以“嫦娥一号”为开端的中国探月工程,是中国空间科学研究与航天工程的完美结合,开创了中国空间科学研究和和平利用空间的新时代。

从“万户飞天”到“嫦娥奔月”

上世纪70年代,月球上的一座环形山体被国际天文联合会命名为“万户”。

这是一个中国人的名字。600多年前,明朝一位名叫万户的官员,将自己绑在椅子上,两手各持一只大风筝,椅背上绑着47枚自制“火箭”,点燃后冲天而起……这个中国人虽然未能如愿,被摔得粉身碎骨,但他写就了这个星球上开天辟地的壮举――人类文明史上的第一次“飞天”尝试。

如今,他的后人不仅实现了他的梦想,还要将梦想延伸得更远、更远。

“神舟”五号、六号载人飞船的成功发射,让中国人坚信,月球不再遥不可及。

2004年2月13日,国防科工委宣布,中国的月球探测计划已进入实施阶段:3年内,一颗属于中国的卫星将开始绕月飞行;6年内,中国的月球车将在月面着陆,展开巡视探测;2020年之前,中国的机器人将把月壤样品采回地球。

这些让全世界华人感到振奋的宏伟计划,在中国月球探测工程首席科学家欧阳自远眼里,是中国人艰难起步、不懈努力的必然。

“25年前,我的研究就从一块0.5克的月球岩石样品开始。”欧阳自远告诉本刊,1978年,美国总统卡特的总统国家安全事务助理布热津斯基访华时,向中国赠送了一件特殊的礼物――一块小指尖大小的月球岩石样品。样品铸在一个有机玻璃盒内,从外面看起来很大,其实只有1克的重量。有关部门很快找到了远在贵阳的欧阳自远。

“我们将这1克月球岩石切成两块,一块保存起来,一块用来研究。美国人赠送月岩样品,其实也是在探测我们的测试能力和研究水平,虽然这话没有明说。但后来的事实证明,我们的研究结果还是让美国人很信服。”欧阳自远说,就是在这样的“压力和动力”下,中国开始了自己的探月计划。

25年后,尽收中国人眼底的将不再只是一块只有1克的石头,而是整个月球,7.3506×1022公斤的重量!2007年8月10日,中国的绕月探测工程正式转入发射实施阶段;9月16日,探月卫星“嫦娥一号”进入发射场;如果一切顺利,“嫦娥一号”将于年底奔向月球(有媒体报道称,可能在10月底发射)……

“嫦娥”计划诞生幕后

我国的探月计划是从1994年才开始的。

在这之前,有一个小插曲。1992年前后,国内就已有科学家提出了“嫦娥奔月”的想法。当时为了迎接1997年香港回归,有人提出利用运载火箭往月球上发射一个象征中国的铁质标志,将其永远“烙”在月球上,以此扬国威、鼓士气。这个设想在科学界引起了很大争议,不过还是得到了一批学者的支持,很快便形成文字向中央打了申请报告,并计划在香港回归前完成发射任务。但中央认为,“这完全是从政治角度考虑的,基本上没有什么科学研究价值”,所以最后被否决了。

后来,“863计划”专家组请欧阳自远递交一份正式的探月科研报告。到了1994年,“863计划”专家组通过了欧阳自远的报告,并且得到了一笔经费。这是中国人花在月球上的第一笔钱。直到2003年底,一份厚厚的正式报告被送进了中南海。2004年1月24日,温家宝总理在报告上签字,国家正式批准了“嫦娥一号”计划的实施方案。

在欧阳自远的描述中,“嫦娥一号”担负的是“4+5行动”任务――完成4项科学任务:拍摄三维立体月球地形图,探测月球上特殊元素的分布,评估月壤厚度和氦-3的储量,摸清距离地球40万公里的空间环境;实现5项工程目标:研制和发射中国第一颗探月卫星,初步掌握绕月探测基本技术,开展首次月球科学探测,初步构建月球探测航天工程系统,为月球探测后续工程积累经验。

最后,“嫦娥一号”在绕月飞行一年、完成预定任务后,将可能主动撞月,拍摄近距离、高分辨率的月球照片,搜集撞击瞬间的相关数据。

还应提及的一点是,“嫦娥一号”到达绕月轨道(距地球38万公里左右的太空)后,将向地球播放《谁不说俺家乡好》、《爱我中华》等30首由全国人民选出的歌曲。

谁人背后说“嫦娥”

欧阳自远说,在“嫦娥一号”之后,2012年,我国将实现探测器在月球表面软着陆;2017年,实现机器人月球表面采样返回。虽然 “时间表”已经列出,但可以肯定的是,中国人真正要走的路还很漫长。

即便如此,中国的“嫦娥奔月”还是吸引了全世界关注的目光。

10月5日,美国有线电视新闻网以《奔向月球:新的太空竞赛》为题,详细报道中国“嫦娥一号”计划。这一报道称:“自2003年以来,中国先后两度成功实施了载人航天活动,现在,月球进入了中国的视线。日本、美国的航天竞争老对手俄罗斯,以及印度都有十分活跃的探月计划,而所有的探月计划都融入了民族自豪感、国家安全,甚至商业利益。”

英国皇家航天研究院的资深学者帕特·诺利斯说:“在亚洲,日本、中国甚至印度之间展开了小小的太空竞赛。中国是亚洲第一个将人送入太空的国家,而日本则成为第一个成功发射探月卫星的亚洲国家。这是非常有意思的一个现象。”英国广播公司在10月3日的报道中称:“尽管中国的太空水平曾落后于他国几十年,但它现在将进行探月,打算发回月球表面的照片……中国正在进行一场太空秀。”

法新社记者在题为《2020年之后,中国瞄准月球基地》的报道中称:“由于中国的太空雄心持续增强,于今年完成‘嫦娥一号’探月行动后,2009年,中俄还将对火星展开联合勘测活动。因此,中国的探月与登月行动,比起印度来应该是走在前面的,甚至可以骄傲地说,它走在亚洲的最前列。”

《印度日报》10月7日报道说,印度空间研究院“月球初航-1”项目总指挥米尔施瓦米·安纳杜拉伊,当天意味深长地说:“印度是一个开放而自由的国家,是否派人登月现在不好说,但中国的派人登月项目却已经确定。”

更意味深长的是,此前,美国太空总署宣布启动2020年登月计划,但署长格里芬却断言:“中国会比美国更早一步达成登月之旅”。有外国观察家解读说,“这是美国在暗示它已经将中国作为对手了。人们都知道,在上世纪的冷战后期,就因为竞争对手苏联进行太空竞赛的斗志减弱,美国才放缓了进军太空的步伐。如今,喜欢把中国的一切都拉进政治圈子来‘较量’的美国,就像一头好斗的公牛,又重新拉开了太空竞赛的架势。”

我国首颗月球探测卫星嫦娥一号已经发射了一年多,处于超期服役状态,嫦娥一号的最终命运如何一直牵动着国人的神经。3月1日16时13分10秒,嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确落于月球东经52.36度、南纬1.50度的预定撞击点,实现了预期目标,标志着嫦娥一号卫星完美谢幕,为我国探月一期工程画上了一个圆满的句号。

◆绕月5514圈 嫦娥“魂归”月球丰富海

昨天(3月1日)下午,为了保证嫦娥一号卫星在地面的控制下主动撞月,嫦娥一号任务飞行控制组选择在青岛和喀什两个测控站同时能够进行测控的时间段内进行落月任务。昨天15时36分,地面发出指令,嫦娥一号卫星开始减速,缓缓落向月球表面,37分钟后,16时13分10秒嫦娥一号卫星成功跌落在月球表面东经52.36度、南纬1.50度的预定撞击点——丰富海区域。卫星撞月过程中,CCD相机实时传回了清晰的图像。

绕月探测工程测控系统指挥部指挥长、北京航天飞行控制中心主任朱民才对记者说,随着嫦娥一号卫星的成功落月,北京航天飞行控制中心也圆满完成了为期一年多的艰巨使命,为嫦娥工程一期飞控任务画上完美句号。截至2009年3月1日,嫦娥一号卫星累计飞行时间已达494天,其中环月飞行482天,绕月飞行达5514圈。

◆粉身碎骨 燃料殆尽仍要发挥“余热”

嫦娥一号为什么要用粉身碎骨的方式来主动撞击月球,完成它最后的使命?昨天(3月1日),绕月探测工程月球应用科学首席科学家欧阳自远对记者说,嫦娥一号主动撞月要比燃料彻底消耗光、被动撞月能更好地发挥科学探测作用。

“撞击月球是国际航天领域结束月球探测器‘使命’普遍采用的方式,”欧阳自远说,嫦娥一号撞击月球是它的最终宿命,因为它受到月球引力场的作用,越飞越低,燃料最终消耗殆尽,免不了被月球吸引过去,而那时地面将对它彻底失去控制,嫦娥一号何时撞月,撞到哪里完全就“听天由命”了,那样将没有任何用处。

“与其让嫦娥一号因为燃料耗尽自然坠落月球,还不如趁着还有点燃料的时候,选择主动撞击月球,多少也能为人类了解月球增加一些资料积累。”

由于探月工程二期将实现软着陆,技术跨度大,因此,为了在落月过程控制和轨道测定方面积累经验,减少后续工程风险,有关部门决定在嫦娥一号卫星寿命末期,控制卫星撞月。

欧阳自远说,科技人员在它的能量消耗殆尽前主动让嫦娥一号撞月,溅起的尘埃、气体也许会对研究月球表面的自然形态有所帮助。

◆超期服役 四个多月完成十余项试验

嫦娥一号卫星于2007年10月24日发射,同年11月7日进入200公里的环月工作轨道,设计寿命为一年。2008年10月,嫦娥一号成功在轨运行一年,完成了预定探测任务,由于服役期满后,嫦娥一号卫星工作状态仍然良好、燃料充足,有关方面决定让嫦娥一号超期服役,最大程度地发挥科学探测作用,为后续探月任务增加技术储备。

从2008年10月服役期满至2009年3月1日成功撞月,嫦娥一号共超期服役了四个多月。为什么嫦娥一号在服役期满后还有充足燃料再多飞四个月?据悉,这是由于嫦娥一号控制精确度高、燃料使用合理、余量充足,卫星全系统状态正常稳定,才实现了卫星超期服役。

在这“额外”的四个多月里,科技人员应用嫦娥一号卫星开展了卫星平台有关技术试验和卫星变轨能力、轨道测定能力的十余项验证试验。同时,开展卫星部分系统的技术试验和可靠性试验,取得了一批有价值的技术试验数据,为探月工程二期积累了技术和宝贵的经验。

独家追访

494天完成四大目标

额外“收获”月球重力场

据了解,嫦娥一号卫星在轨运行一年中,共传回1.37TB的有效科学探测数据,出色地实现了我国探月一期工程的四大目标,即:绘制月球0°到南北纬70°的全月球影像图;测定月球表面多种元素分布及测定其中的矿物;研究月球表面内层土壤的薄厚分布;探测月球环境,了解月球表面以及空间的数据。这批科学研究成果,为我国月球探测后续工程和深空探测奠定了扎实的基础。

中科院上海天文台研究员、嫦娥一号卫星测控系统VLBI分系统总体技术主任设计师平劲松在接受记者采访时对嫦娥一号卫星的测控能力赞不绝口。他说,嫦娥一号卫星除了顺利完成预定的四大科学目标之外,还额外收获了一项重要内容——分析出月球重力场的分布。

北京飞控中心、中科院上海天文台、武汉大学联合对嫦娥一号进行了为期一年多的测控数据分析繁衍,利用嫦娥一号的数据,第一次很成功地得到了卫星精确的轨道,繁衍分析出了月球重力场。

“嫦娥一号在发射之前是没有预计到有这个能力的,月球重力场的分析不在科学目标当中,这对月球和行星科学的探测可以有额外的支持。”这说明,我国的实际测控能力比预期要强很多。据悉,有关月球重力场和其他嫦娥一号科学探测的研究成果将于近期发表在有关学术期刊上。 (王大鹏 通讯员 杨冰 姜宁)

本报北京8月4日电  (记者廖文根) 随着“嫦娥一号”卫星今年3月1日悲壮地撞向月球,“嫦娥一号”卫星正式结束了它的探月使命。5个月来,我国科学家对月球的研究取得了哪些进展?“嫦娥二号”、“嫦娥三号”预计何时发射?8月4日,绕月探测工程地面应用系统总设计师李春来接受本报记者专访,就有关问题进行了阐述。

中国版全月球影像图可作为新的月球基础图

“利用‘嫦娥一号’卫星绕月飞行一年多时间探测到的科学数据,截至目前,我国科学家已经获得了多项科技成果。”李春来介绍,科技成果主要体现了以下几个方面:

制作完成全月球影像图。“CCD立体相机共获取1098轨图像数据,实现了对月面的全覆盖。其在数据覆盖范围和月表地形特征与细节反映上都明显优于国际上已有的月球影像图,是当前国际上数据覆盖最全、数据一致性最高、图像质量最好、定位精度最高的全月球影像图,可作为新的月球基础地图。”

将制作完成三维数字地形图。“目前的DEM(数字高程图)地图主要是利用激光高度计数据制作,使用CCD立体相机数据制作的全月球数字地形图将在下月完成,这将是国际上分辨率最高的全月球地形图。”李春来说,“‘嫦娥一号’的激光高度计获得了900多万个有效高程数据,制作了分辨率为3公里的全月球数字高程图,是目前精度最高的全月球DEM数据。”

初步摸清了月球上多种元素的分布。使用伽马射线谱仪数据,我国科学家完成了3种天然放射性元素U、Th、K的全月球分布图和Fe、Ti、Mg、Al、Si的区域分布研究,将进一步研究成像光谱仪的高光谱数据,研究月球表面岩石分布和地质构造。

另外,我国科学家获得了全月球微波亮温数据,初步分析了全月球月壤厚度分布及氦—3资源量;获得了近月空间中太阳风和高能粒子的原始数据,发现太阳风在月表的反射现象和极区昼夜交界处的加速现象。

“嫦娥二号”将采取“软着陆”登月

另据了解,作为“嫦娥一号”的备份星和探月二期的先导星,“嫦娥二号”卫星正在进行正样研制,除了延续“嫦娥一号”的科学目标,对月球表面元素分布、月壤厚度、地月空间环境等做更进一步的科学探测外,它的绕月飞行轨道将由嫦娥一号的200公里高度降低到100公里,将可以对月球部分地区进行精细拍照。为了给“嫦娥三号”探路,在完成绕月探测后,“嫦娥二号”将采取“软着陆”的方式降落月球,来验证轨道控制等相关技术。“嫦娥二号”预计发射时间为2010年10月到2011年春季期间。

“嫦娥三号”携月球车2013年前发射

目前,与前两颗星完全不同的“三号”已完成方案设计,很快将转入初样研制阶段,将于2012年冬到2013年春发射。而探月三期(月球自动采样返回)发射时间预计在 2016年10月到2017年5月。

“嫦娥三号”在月球着陆后,“嫦娥”将分为两部分:着陆器和月球车。月球车将在月球表面巡游,着陆器定点守候。

月球车巡游的范围可达到5平方公里,在90天的时间中实现月面巡视、月夜生存等重大突破,开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分等探测活动。并抓取月壤在车内进行分析,得到的有关数据将直接传回地球。