

这位78岁老人是我国最顶尖的100位科学家之一,不仅身兼中国科学院院士和国际宇航科学院院士,还是中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”技术的总负责人。
记者:从今日清晨开始,“嫦娥一号”的首选零窗口发射已进入倒计时阶段。您作为整个工程的总设计师,如何评价到目前为止的工作进展?
孙家栋:到目前为止各个系统都处于正常运转之中,一切按计划进行。按照我们航天人的习惯来说,运转正常就是良好。
记者:在搞载人航天时,飞行在轨道上的飞船有些侧面我们是探测不到的,甚至是失联的状态,那“嫦娥一号”上去时会不会这样呢?
孙家栋:“嫦娥一号”卫星先绕地球转,转到背面的时候,中间有很长一段是看不见的。我们国家现在最东最西的地方都设置了观测站,但这相对于浩瀚的宇宙空间来说远远不够。过去我们依靠在太平洋上的远洋测量船,垂直观测可以解决大概“半个地球”的观测问题,如果倾斜观测基本上可以捕捉24小时里的14~15小时,这样对于观测来说基本够了。
但是“嫦娥一号”是探月工程的首次执行,需要更加谨慎和保险。所以我们为了解决这个问题,就增加了备份手段,与一些友好国家合作,比如在南美的委内瑞拉和澳大利亚西南边都建立了观测站,这样我们基本上就能在90%的时间里观测到“嫦娥一号”卫星。当它开始往月球飞的时候,我们的设计是,凡是卫星有动作的时候,我们一定能看得到它,等看不见的时候这个卫星基本上是没有动作的。
首次探月是国际共有难题
记者:您是中国卫星发射的专家,也是唯一一个见证从第一颗卫星发射到第100颗发射的航天科学家。“嫦娥一号”卫星和其他卫星发射有什么最大的区别?
孙家栋:最主要的区别就是距离远,近40万公里。一走远了,飞行器的速度、力量掌握,观察、联络和测控等程序都要复杂和困难得多。还有在轨道飞行的力学原理,绕地球好计算,但是绕月球就要复杂得多。因为绕地球飞行是把地球看作固定点的,但是绕月球飞行,月球和卫星本身都在不断运动之中,这好比猎人去捕获飞跑的兔子,难度很大。
在月球上还有很多特殊性,比如要考虑到卫星上用来充当能源的太阳光照帆板,绕月球飞行时既会被地球也会被月球遮挡;还有月球上的温度变化、辐射等都和地球不同,如果不考虑周全保护好卫星,很可能使其受到损害。
记者:首次探月,有没有一些让您觉得特别难攻下来的难题?
孙家栋:有,我们曾经有一个天线,卫星飞起来以后,要把数据传回地球,这个天线要老对着地面。所以在飞行的过程中,控制需要调整。但是天线装到卫星上去以后,就暴露出一个问题。在卫星上还有其他产品,他们互相间对这个电池门也会起干扰。一干扰,它将来对地面整个能源的分布,就多少会起了变化。这个问题研究来研究去,因为其他产品在太空的位置已经很固定,假如再调整的话,那整个布局要变化很大,所以最后这个任务只好就压给搞天线的同志。
从卫星系统分析来看,奔月存在的重要风险之一是环月前卫星9到10次的变轨是否能准时、精确地完成。其中最为关键的有两次变轨,一是在近地点变轨,即进入地月转移轨道,二是近月点变轨,即实现月球捕获,这两次变轨都具有短暂性和唯一性的特点。如果控制不好,就有撞击月球或飞离月球的可能。
记者:对卫星姿态的控制,被认为是发射后的一大难点?
孙家栋:是的。对于卫星姿态的控制,在绕地飞行时我们有基准点,可以看太阳定方向,仪器既可以看地球也可看太阳。但是绕月飞行时由于距离地球远,红外反射弱,主要靠太阳和敏感天体的星球反应来定位,加上月球是紫外反射,这些变化都要考虑到。
另外,我们探月要获取月球的三维影像。绕地飞行时镜头是冲着地球的,太阳光照帆板向着太阳获取能量;但是绕月飞行时不仅镜头要冲着地球,太阳帆板冲着太阳,还要增加天线来对着地球,才能把信息传回地面测控点,这样等于有三个方向的要求,很复杂。
其实观察国际上其他国家的探月工程,首次发射的成功率并不高,对于任何国家来说,首次探月都会面临很多前所未见的难题。
探月队伍平均年龄仅40岁
记者:探月已经提了很多年,2001年您做论证后,怎么就有信心启动这个工程了?
孙家栋:这既有可行性又是我们国家发展的需要。2001年,我国航天事业经过30多年的发展,已经有很好的基础,并且已经有大量执行发射成功的经验,加上我们的实验室和技术水平,都显示我们是时候启动这个探月工程了。
最重要的是,我们当时已经有了一支很好的航天人员队伍,他们经验丰富,思想觉悟高,而且十分年轻。我们后来组建的“探月队伍”,平均年龄也就40岁上下。
记者:您当年以年过70的高龄接下探月工程的任务,并一直玩命工作到现在的78岁高龄,很多人都觉得难以理解。
孙家栋(笑):2001年,我接受国防科工委委托,开展我国月球探测卫星的科学目标与有效载荷配置的研究,综合论证为期一年。那年我71岁。年龄没有什么,我们航天人都有这样的工作特点,都似乎废寝忘食的。对于我个人来说,这可以说是一辈子中一个最富有挑战的战场。
总指挥+总设计师是“中国特色”
记者:据说您是最早参与中国探月工程的“铁三角”之一?
孙家栋:从科研角度而言,早在上个世纪80年代末就有很多科学家对我国探月工程的数据进行科研,并提出启动探月工程的建议。但是从航天工程而言,上个世纪90年代载人航天是我们的重点执行工作,因此对探月工程的工作力度并不大。
自从2000年我国首次公布了《中国的航天》白皮书,才向国际庄严宣告了向深空探测的进军号令。到了这之后,探月工程开始形成项目报批,并任命总负责人,再组建梯队。最早的三个人,是栾恩杰、欧阳自远和我,分别抓管理、科研和技术。
记者:由“总指挥”加“总设计师”这样两条指挥线共同运作航天工程,被认为属于“中国特色”。
孙家栋(笑):是的,很有中国特色。上个世纪70年代
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