深空環(huán)境復雜多變,“嫦娥一號”的繞月之旅也充滿(mǎn)了冒險,11月10號前后,“嫦娥一號”就第一次經(jīng)歷了特殊天象“日凌”的干擾。
王志:那日凌的干擾到底有多大?
孫家棟:日凌干擾其實(shí)就兩三天的時(shí)間,就是正好這個(gè)所謂日凌干擾,不是說(shuō)衛星上怎么樣,是衛星飛到一定一個(gè)位置,當用我們的地面觀(guān)察站來(lái)觀(guān)察這個(gè)衛星的時(shí)候,正好這個(gè)方向是沖著(zhù)太陽(yáng),這個(gè)太陽(yáng)的干擾進(jìn)到地面的觀(guān)察站里面來(lái)了,太陽(yáng)除了光線(xiàn)以外還有一個(gè)電磁波就干擾進(jìn)到站來(lái)站就工作不正常,這個(gè)時(shí)候呢,對地面的測量我們的衛星,或者給我們衛星發(fā)指令的時(shí)候,有時(shí)候就產(chǎn)生誤差,有誤差以后,發(fā)射指令錯誤的話(huà),衛星也接收到,所以這幾天正好是沖著(zhù)太陽(yáng)這個(gè)方向的時(shí)候,產(chǎn)生這種現象,也叫做日凌。
王志:除了日凌以外還有別的自然現象會(huì )對這個(gè)衛星進(jìn)行干擾嗎?
孫家棟:還有比方說(shuō)月蝕,月球轉過(guò)來(lái)飛到地球這面的時(shí)候,陽(yáng)光受地球擋住,那么月球轉過(guò)來(lái)以后,那么這個(gè)時(shí)候要很長(cháng)一段時(shí)間,衛星見(jiàn)不到太陽(yáng),見(jiàn)不到太陽(yáng)的時(shí)候,溫度就相對比較低了,第二個(gè)問(wèn)題,見(jiàn)不到太陽(yáng)它的帆板也不能發(fā)電,這樣呢就給衛星工作狀況帶來(lái)一個(gè)新的工作狀況,就是你太陽(yáng)電池不能發(fā)電的時(shí)候,我們星上要依靠自己帶來(lái)的蓄電池來(lái)進(jìn)行發(fā)電,但是由于它時(shí)間比一般的情況比較長(cháng),那么假設我設計衛星的時(shí)候按這么長(cháng)時(shí)間來(lái)帶蓄電池的話(huà),平時(shí)用不了這么多電池的發(fā)電,那對衛星的重量就超重很多,為了減輕重量,作為這個(gè)特殊情況,用特殊的辦法來(lái)進(jìn)行處理,那我帶的電池就可以少一些,衛星的重量就可以少一些,所以所有這些天氣現象在設計過(guò)程中都要進(jìn)行非常細致的來(lái)考慮。
讓我們再來(lái)回顧一下“嫦娥一號”發(fā)射時(shí)的情景,2007年10月24號,長(cháng)征三號火箭搭載著(zhù)“嫦娥一號”繞月探測衛星在西昌發(fā)射升空;鸺l(fā)射的當天,中國探月工程的總設計師孫家棟一直坐鎮發(fā)射現場(chǎng)。
王志:10月24號發(fā)射那天您到了現場(chǎng),作為總設計師來(lái)說(shuō),這是必須的嗎?
孫家棟:對,在這種工程來(lái)講是絕對必須的,因為現場(chǎng)執行任務(wù)的過(guò)程中,這個(gè)變化很難預測,一旦出現一些異,F象,這里頭有非常重要的決策問(wèn)題,還是發(fā)射,還是不發(fā)射,甚至有一些事情,假設你決心不發(fā)射的話(huà),那它推遲就不是一天不是兩天,甚至半年或者一年,或者整個(gè)有的產(chǎn)品要報廢,假設你要決心發(fā)射,那這里頭就帶著(zhù)一定的風(fēng)險,我們絕對不希望發(fā)射失敗。
王志:當天你在發(fā)射現場(chǎng),你有壓力嗎?
孫家棟:當然有壓力了,那你要對這個(gè)事業(yè)負責,因為停下來(lái)以后,重新處理,千軍萬(wàn)馬,帶來(lái)很多非常嚴肅的事情,但是當時(shí)要是不停的話(huà),那火箭真正要成功上去以后,衛星并沒(méi)有轉成那一點(diǎn),就等于說(shuō)一是塊鐵塊子送上天上去了。
11月5號11時(shí)37分,“嫦娥一號”完成第一次近月制動(dòng),進(jìn)入繞月軌道,真正成為我國第一顆月球衛星。這一刻,在北京航天飛行控制中心,中國探月工程的總設計師孫家棟和同事緊緊擁抱在了一起。
王志:這個(gè)日子有什么特殊嗎?
孫家棟:作為我們航天來(lái)講,發(fā)射是非常關(guān)鍵的事情,同時(shí)這次的特點(diǎn)就是能不能到達月球,到達月球之后,最關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題就是你速度能不能減下來(lái),在月球準確那個(gè)位置上,(繞著(zhù))月球減下來(lái),而這個(gè)飛行器不怕它軌道再大,只要它圍繞月球轉起來(lái)了,那就是我們說(shuō)不是科學(xué)話(huà),土話(huà)來(lái)講,它跑不了了,所以在11月5號那天,第一次剎車(chē),剎住了以后,我們心里狀態(tài)認為從工程來(lái)講,基本上是完成了我們最擔心的問(wèn)題,所以確實(shí)是當時(shí)心情有點(diǎn)激動(dòng)。
11月7號8時(shí)34分,“嫦娥一號”完成了第三次近月制動(dòng),正式進(jìn)入科學(xué)探測的工作軌道。但“嫦娥一號”搭載的探測儀器并沒(méi)有立即投入工作,而是進(jìn)入了一個(gè)長(cháng)達10天的調整期。
王志:就是十天的調整期是自查呢,還是地面可以控制,幫它檢查?
孫家棟:它有一些工作是自查,有一些工作,好比什么時(shí)候開(kāi)始查,地面要給發(fā)指令的,在地面給它發(fā)個(gè)指令,說(shuō)你檢查什么內容,上面就按照地面的指令來(lái)進(jìn)行檢查,那么下邊再發(fā)個(gè)指令,叫你衛星姿態(tài)再調整一下,它也是按照下邊指令來(lái)進(jìn)行調整。
王志:為什么要那么長(cháng)的時(shí)間?
孫家棟:這個(gè)也是我們計劃安排的,就好像一個(gè)人身體檢查,你要去住院一周,也是叫做身體檢查,你去半天也是叫做身體檢查,就是你屬于身體檢查要檢查到細致到什么程度,因為我們第一次到月球去,我們衛星飛了這么長(cháng)時(shí)間,到達月球以后,在所有儀器開(kāi)通以前,我們按計劃安排了一段時(shí)間,很好地來(lái)檢查,同時(shí)在這段時(shí)間,確實(shí)也正好改善我們的軌道、衛星姿態(tài)方面的問(wèn)題,有一段時(shí)間正好要飛到月球背面去,當它要飛到月球背面以前,我們要提前和我們所有這次的計劃工作全部做完,使得衛星狀態(tài)非常穩定再轉到月球背面去,這樣轉過(guò)去我們比較放心。
在此次繞月探測行動(dòng)中,“嫦娥一號”將要實(shí)現四大科學(xué)目標——為月球繪制一張全面的立體三維圖、分析月球表面的有用元素、測量月壤的厚度、勘測地球與月球之間的空間環(huán)境。為了實(shí)現這些目標,總設計師孫家棟為“嫦娥一號”衛星設計的工作周期是一年。
王志:工作周期為什么是一年呢?而不是更長(cháng)一些?
孫家棟:因為你設計一個(gè)產(chǎn)品嘛,它終究還是有一個(gè)壽命,從工程來(lái)講呢,它有幾件東西是屬于帶點(diǎn)衰減性的東西,比如太陽(yáng)能電池,它在天上工作過(guò)程中,太陽(yáng)光一照的時(shí)間長(cháng)了以后,它的性能就逐步的衰減,那么時(shí)間太長(cháng)了以后,好比說(shuō)我設計的這塊電池應當給我輸送100瓦,那么它工作了一段時(shí)間以后,比如說(shuō)我們說(shuō),它衰減要衰減5%,那這就剩95瓦了,那可能你要求時(shí)間長(cháng)了,我提前就得把太陽(yáng)帆板面積做大一點(diǎn),那你把帆板面積做大了,還是這句話(huà),衛星它就要沉了,假設我們考慮到一年,這一年我帆板太陽(yáng)能電池的衰減量,末期還符合我衛星工作的時(shí)間要求,我這就可以根據這個(gè)來(lái)適當的考慮,我這衛星就可以做得輕一點(diǎn),好比說(shuō)我衛星帶去這個(gè)推進(jìn)劑,那么衛星在軌道上運行過(guò)程中,它受到月球引力的影響,這軌道逐步要往下衰減的,那么我們也要過(guò)一段時(shí)間以后,進(jìn)行對軌道適當的調整,調整軌道那也就是我們有幾個(gè)小的推力器,也要叫它工作,它工作以后把軌道調整一下,這樣一定的時(shí)間,它也要一定的推進(jìn)劑的量,這些也要根據衛星要求的,最低在那個(gè)地方工作多長(cháng)時(shí)間,帶去一定的余量。
王志:那如果根據我們現在現有的技術(shù)水準,能不能設計更長(cháng)一點(diǎn)使用壽命?
孫家棟:根據現在飛行,月球表面的條件,有的內容比在地球表面要惡劣一些,有的比在地球表面可能好一些。這樣綜合來(lái)看,也想到設計一個(gè)圍繞月球壽命更長(cháng)的衛星,倒不是一件不可能的事情。從它自己的正常壽命來(lái)講,也許呢要比一年還要長(cháng)一些,當然這種事情還是要上天最后來(lái)考驗了。
王志:一年之后呢,嫦娥一號的命運是什么?
孫家棟:假設我們要不管它的話(huà),那它就逐步的漸漸軌道,逐步的就衰落下去了,最后就是還是要落月球表面上去,最后的結果肯定是這樣的結果,但是呢這要看我們這一年的工作,我們衛星的將來(lái)所取得的探測數據滿(mǎn)足不滿(mǎn)足我們科學(xué)家的要求,完了以后假設我們推進(jìn)劑還有適當余量的話(huà),那么將來(lái)根據實(shí)際的情況,我們也有可能考慮到是不是還可以做一些其它一些實(shí)驗,當然現在還不好說(shuō)這個(gè)話(huà)。
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