歐陽(yáng)自遠：中國完全具備月球探測能力
若是從時(shí)間上回答，很多人都能給出答案——2007年！在國防科工委不久前公布的探月時(shí)間表里，“嫦娥”一號將于2007年進(jìn)行首次繞月飛行，從而正式邁出中國探月第一步。
但若將其作為科學(xué)問(wèn)題來(lái)解答，連探月工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠也無(wú)法將其量化。歐陽(yáng)院士在正在海南博鰲召開(kāi)的中國科協(xié)2004年學(xué)術(shù)年會(huì )上接受記者采訪(fǎng)時(shí)描繪了“嫦娥”一號的科學(xué)目標，他說(shuō)，“嫦娥”一號飛天后，科學(xué)家期望能借此獲取月球表面三維影像、分析月球表面有用元素含量和物質(zhì)類(lèi)型的分布特點(diǎn)、探測月壤特征與厚度、探測地月空間環(huán)境。但當記者問(wèn)及為達到上述目標，現階段“嫦娥”一號研制過(guò)程中究竟還有多少技術(shù)難關(guān)時(shí)，歐陽(yáng)院士直搖頭：“我實(shí)在無(wú)法將其量化�！�
歐陽(yáng)院士說(shuō)，我國啟動(dòng)探測月球工程已經(jīng)論證了10多年，而他也從20世紀60年代開(kāi)始研究月球。他認為，我國完全具備開(kāi)展月球探測的能力，也完全有能力完成對月球的精細研究。
他認為，我國已經(jīng)建立起了完整配套的航天工程體系，這些基礎設施和研制條件為我國開(kāi)展月球探測工程奠定了必要的物質(zhì)基礎。其中，東方紅—3號可作為月球探測衛星平臺；長(cháng)征—3甲運載火箭可滿(mǎn)足發(fā)射月球探測衛星的要求；我國現有的S頻段航天測控網(wǎng)，可完成首期月球探測的測控任務(wù)。從以上條件看，我國具備了月球探測數據的接收、處理和解譯能力。
“上個(gè)世紀，當美國、前蘇聯(lián)都邁向月球的時(shí)候，中國還沒(méi)有這個(gè)能力。所以，我們起步晚了。但是，今天的中國，一切都在發(fā)生著(zhù)深刻的變化。我們一年的國民生產(chǎn)總值達到十幾萬(wàn)億，中國的綜合國力在增強，中國的科技在發(fā)展，中國也培養出了大批科技人員，中國普通老百姓的生活水平也大幅度提高，我們已經(jīng)有條件有能力走向月球�！睔W陽(yáng)院士滿(mǎn)懷信心。
葉培建：所遇難點(diǎn)非近地飛行器可比
中國空間技術(shù)研究院的葉培建院士在分會(huì )場(chǎng)所作的報告中也指出了“嫦娥”一號的技術(shù)難點(diǎn)。
葉培建院士談到，與現有所有衛星與飛船不同，我國第一個(gè)月球探測器——“嫦娥”一號需要從地球奔向月球(約38萬(wàn)公里至40萬(wàn)公里，目前我國航天器所達到的距地球最遠距離為7萬(wàn)公里)并繞月飛行一年，必然會(huì )遇到過(guò)去近地飛行器所未遇見(jiàn)過(guò)的一系列技術(shù)難點(diǎn)，包括：
——如何選擇一條合適的地月轉移軌道，實(shí)現從地球到月球的飛行，繼而準確進(jìn)入預定的環(huán)月軌道，并在異常復雜的月球引力場(chǎng)下維持軌道。這需要進(jìn)行地月轉移軌道的分析求解、建立中途修正的數學(xué)模型、研究利用調相軌道擴大發(fā)射窗口的能力、進(jìn)行軌道高度控制策略和優(yōu)化設計等；
——由于測控和通信需基于現有的基礎條件完成，在沒(méi)有大天線(xiàn)的前提下，要完成38萬(wàn)公里的測控和數據傳輸就需研究現有測控體系的適應性及與天文測量VLBI系統聯(lián)合使用的可能性，衛星必須作出較大貢獻，要研制高增益的兩自由度定向天線(xiàn)，同時(shí)要配置高增益的全向天線(xiàn)；
——衛星從發(fā)射到奔月、繼而環(huán)月，要經(jīng)歷多次復雜的軌道和姿態(tài)機動(dòng)，而且有幾個(gè)機動(dòng)點(diǎn)在時(shí)機上是唯一的，風(fēng)險很大。另外整個(gè)系統是個(gè)復雜的三體定向問(wèn)題對地球、對月球、對太陽(yáng)，使衛星的制導、導航與控制十分困難，除繼承已有的硬、軟件技術(shù)外，衛星的GNC系統設計將更加復雜，可靠性要求更高，并要研制新型的紫外敏感器以解決對月敏感的新問(wèn)題；
——衛星的全壽命過(guò)程，其外熱流變化很大，有的面在一段時(shí)間是朝陽(yáng)面，另一段時(shí)間又是背陽(yáng)面，使得熱控在衛星功率有限、重量有限的前提下很難設計，擬采用被動(dòng)為主、主動(dòng)為輔的方式，充分利用現有成熟技術(shù)，適當采用新技術(shù)，輔以衛星姿態(tài)機動(dòng)等辦法解決；
——由于衛星與太陽(yáng)光線(xiàn)入射的位置關(guān)系，其能源波動(dòng)極大，在一定時(shí)刻將無(wú)法滿(mǎn)足衛星能源需求，解決的辦法是調整衛星飛行姿態(tài)，采用正飛、側飛交替的模式來(lái)改變太陽(yáng)光入射角度，從而保證能源需求。
探月工程在實(shí)現了第一步繞月探測之后，將發(fā)射一個(gè)飛行器著(zhù)陸于月球表面，這個(gè)著(zhù)陸器能對著(zhù)陸區周?chē)M(jìn)行探測，并從該著(zhù)陸器上釋放出一個(gè)月球表面探測車(chē)在月面行走和進(jìn)行探測，針對這一任務(wù)，還會(huì )碰到一系列技術(shù)問(wèn)題。
設想中的登月火箭動(dòng)力系統
探月的最終目的是登月，是為了開(kāi)發(fā)和利用月球的寶貴資源。繼20世紀60年代的美蘇探月競賽以來(lái)，90年代又掀起第二輪探月高潮。航天大國均提出了各自的探月計劃。在可供人類(lèi)登月的運載火箭和所需的發(fā)動(dòng)機中，美國研制了土星V火箭，起飛質(zhì)量為2910×１03kg，主發(fā)動(dòng)機推力達到6770kN；前蘇聯(lián)在N-1火箭失敗后研制了能源號火箭，起飛質(zhì)量為2400×１03kg，主發(fā)動(dòng)機RD-170的推力達到7259kN。中國航天科技集團第11研究所研究員丁豐年、張小平在他們的報告中闡述了中國登月火箭的動(dòng)力系統。
與美俄等航天大國比，我國現有最大的火箭起飛質(zhì)量為460×１03kg，發(fā)動(dòng)機最大推力只有750kN，即使是正在研制的新一代大型運載火箭起飛質(zhì)量最大為780×１03kg，主發(fā)動(dòng)機推力也只有1200kN，與登月尚有較大差距。
丁豐年和張小平認為，未來(lái)我國的登月火箭應具備推進(jìn)劑環(huán)保、可靠性高、性能高、成本低的特點(diǎn)�；鸺煞秩�，其中一級由1個(gè)中心模塊捆綁4個(gè)模塊而成，每個(gè)模塊采用兩臺發(fā)動(dòng)機；二級采用4臺發(fā)動(dòng)機；三級采用兩臺發(fā)動(dòng)機。在這個(gè)方案中，二、三級發(fā)動(dòng)機為我國新一代大型運載火箭的發(fā)動(dòng)機，關(guān)鍵技術(shù)已基本突破，計劃在2005年～2006年研制成功。
(稿件來(lái)源：《科學(xué)時(shí)報》，作者：保婷婷)
