作為一名航天人,孫澤洲曾與團隊一起親手研制了嫦娥一號、嫦娥三號、嫦娥四號月球探測器以及天問一號火星探測器,使我國在月球和火星探測領(lǐng)域進入世界前列。
近日,全國人大代表、中國航天科技(000901)集團有限公司第五研究院首次火星探測任務(wù)探測器系統(tǒng)總設(shè)計師兼著陸巡視器總設(shè)計師、嫦娥四號任務(wù)探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤洲在接受新京報記者專訪時表示,我國在月球和火星探測方面起步晚,需要向先行者、先進者學(xué)習(xí),但絕不是亦步亦趨效仿別人,要敢于創(chuàng)新、敢為人先。
“如果說2013年嫦娥三號著陸月球,是‘月球已近、火星尚遠’,2021年天問一號著陸火星,則是‘火星已近、夢想尚遠’,未來我們將繼續(xù)向星辰大海進發(fā)。”孫澤洲說。
全國人大代表、中國航天科技集團有限公司第五研究院首次火星探測任務(wù)探測器系統(tǒng)總設(shè)計師兼著陸巡視器總設(shè)計師、嫦娥四號任務(wù)探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤洲。受訪者供圖
月球科研站的建設(shè)將提升我國月球科學(xué)探測能力
新京報:人類目前已經(jīng)進行了百余次月球探測活動,并試圖通過環(huán)繞、著陸和巡視探測以及對月球樣品的研究來豐富對月球的認識。如今,我們對月球的理解處在什么水平?還有哪些區(qū)域需要探索?
孫澤洲:中國月球探測已經(jīng)歷了近20年的發(fā)展,從嫦娥一號到嫦娥五號連續(xù)成功,探測能力不斷提升,從環(huán)繞遙感探測到著陸巡視就位探測、再到獲取月球樣品更為精細探測,其中月球背面的著陸巡視探測更是世界首次。
在推動技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的同時,也獲得了一大批月球科學(xué)研究成果,豐富了對月球的認知,例如揭示月球背面地下淺層結(jié)構(gòu)、拓展了對月球巖漿活動和熱演化歷史的認知等。但是由于著陸巡視和采集樣品的區(qū)域還十分有限,因此我們對月球的認識還存在很大的局限性。
就嫦娥四號來說,要實現(xiàn)三個國際首次、兩個國內(nèi)首次,到月球背面去,向人類探月史上的空白區(qū)域進發(fā),就要攻克如何建立地月中繼通信、如何在月球背面復(fù)雜地形安全著陸、如何在沒有太陽能(000591)供電的月夜期間測量月壤溫度等一個個重大難關(guān)。所以后來,研制團隊創(chuàng)建了地月空間中繼通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的“中國方案”,實現(xiàn)月球背面探測器與地球之間數(shù)據(jù)高效傳輸,突破地月全時中繼等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了人類首次月背軟著陸與巡視探測。
當(dāng)然,一些關(guān)鍵性的新的技術(shù)問題還等著科研人員來解決,這就需要航天人的不懈努力。在月球探測方面,后續(xù)探月工程四期還將進行月球背面采樣返回、月球南極著陸/巡視/飛越探測。
新京報:我國率先提出了國際月球科研站計劃,該科研站在未來月球科學(xué)探測中會發(fā)揮何種作用?
孫澤洲:月球科研站的建設(shè)可以為長期、持續(xù)的月球科學(xué)探測提供支撐,從而提升我國月球科學(xué)的探測能力。月球科研站可以更好地利用月球的位置資源開展月基對天、月基對地科學(xué)探測,也可以更好地進行月基基礎(chǔ)科學(xué)實驗以及月球資源原位開發(fā)利用等。
“天問一號”探測器為我國提供第一手火星科學(xué)數(shù)據(jù)
新京報:除了月球探測外,你也參與了火星探測任務(wù)。你認為進行火星探測的難點在哪里?
孫澤洲:去火星的難度很大,到目前為止,整體成功率50%左右。火星探測的難點主要是火星環(huán)境帶來的新影響和新問題。有4億公里地火遠距離通信難題、火星稀薄大氣進入難題、弱光照條件下太陽能高效利用難題、火星表面沙塵防護難題等。
例如對火星著陸巡視任務(wù)而言,火星大氣稀薄、不穩(wěn)定、95%二氧化碳,火星著陸與地球和月球著陸存在極大差別,從進入火星大氣層到著陸火星表面歷時約9分鐘,通過氣動減速、傘系減速、動力減速和著陸緩沖四個階段,將4.8公里每秒的速度減為零,其中氣動減速和傘系減速是最為關(guān)鍵的階段,需要完成98%的減速需求,而且與火星大氣直接相關(guān)。
另外,針對火星表面巡視面臨弱光照、易沉陷的難題,我們也是國際上首次在火星采用“太陽能集熱器”技術(shù),實現(xiàn)了高效太陽能利用,集熱器太陽能轉(zhuǎn)換效率高達80%,為“祝融號”火星車提供了良好的溫度保障。
為了提高火星車移動性能及下陷脫險能力,我們還創(chuàng)新設(shè)計了基于主動懸架的全新移動系統(tǒng),實現(xiàn)了車體抬升、自主蠕動和車輪抬升等功能;通過六輪獨立轉(zhuǎn)向控制,實現(xiàn)了火星車行進間轉(zhuǎn)向、原地轉(zhuǎn)向等多種運動形式。
新京報:目前,遠在火星執(zhí)行全球遙感科學(xué)探測任務(wù)的“天問一號”已經(jīng)“上崗”兩年,在崗期間的“天問一號”做了哪些任務(wù),取得了哪些成就?
孫澤洲:“天問一號”環(huán)繞器的各科學(xué)載荷均實現(xiàn)了火星全球探測,獲取具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多維度多要素第一手火星科學(xué)數(shù)據(jù)。繪制了火星全球的中分辨率影像圖;科學(xué)研究團隊還利用“天問一號”探測數(shù)據(jù),在火星地下淺層結(jié)構(gòu)、火星磁場、環(huán)火軌道空間環(huán)境以及火星重力場等方面,獲得了一批優(yōu)秀的科學(xué)成果。
火星車?yán)塾嬓旭?921米,國際上首次對烏托邦平原南部進行巡視探測,攜帶了地形地貌相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀、磁場探測儀、火星氣象測量儀6臺載荷,獲取精細科學(xué)數(shù)據(jù),揭示了火星淺表精細結(jié)構(gòu)和物性特征,為深入認識火星地質(zhì)演化與環(huán)境、氣候變遷提供了重要依據(jù)。
新京報:火星進入冬季,復(fù)雜的環(huán)境條件會給“天問一號”帶來什么挑戰(zhàn),對此我們做了哪些準(zhǔn)備?
孫澤洲:火星著陸區(qū)進入冬季主要影響著陸火星的“祝融號”火星車,對環(huán)繞飛行的環(huán)繞器沒有直接影響;鹦嵌镜牟焕幹饕菈m暴、低溫、太陽能的獲取更為困難。面對嚴(yán)酷環(huán)境的挑戰(zhàn),一方面是高效利用太陽能,例如通過太陽能集熱器技術(shù)高效率地將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能,通過太陽電池的光譜匹配技術(shù)更高效地將太陽能轉(zhuǎn)化為電能;另一方面設(shè)計休眠模式和自主喚醒能力。
孫澤洲。受訪者供圖
影視作品中的現(xiàn)代科技元素在未來或成現(xiàn)實
新京報:近年來,《流浪地球》《三體》等熱門影視劇引發(fā)大家關(guān)注,其中出現(xiàn)的引力彈弓效應(yīng)、重元素聚變發(fā)動機等讓不少網(wǎng)友表示是一次“偉大的科普”。你認為,這些影視劇爆火的背后能反映哪些問題?大眾要如何從科學(xué)的角度去看這些。
孫澤洲:科幻題材影視將現(xiàn)代科技元素、美好的向往、奇特的想象、精美的藝術(shù)制作完美結(jié)合,贏得了大眾的好評,反映出公眾對科技發(fā)展的關(guān)注、對拓展科學(xué)認知的熱情、對科技能力提升的期盼?催@些科幻的影視作品,不必苛求其中的科學(xué)嚴(yán)謹性,隨著科技的發(fā)展,也許未來想象將成為現(xiàn)實。
新京報:今年兩會你最感興趣的議題是什么?此外,站在新的起點上,下一步還有哪些探月探火任務(wù)?
孫澤洲:今年我主要關(guān)注科技創(chuàng)新、青年科技人才培養(yǎng)以及居家社區(qū)養(yǎng)老等方面議題。
回顧近年來航天事業(yè)發(fā)展,從嫦娥奔月到火星探測,從神舟飛船載人飛天到中國空間站遨游蒼穹,中國航天一步一個腳印,相繼解決一大批“卡脖子”難題,取得了一項項舉世矚目的成就。站在新的發(fā)展起點上,我們將全面推進探月工程四期和行星探測工程,開展嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號、天問二號等型號研制工作,開啟高質(zhì)量、高效率、高效益全面發(fā)展新征程,推動中國人探索太空的腳步邁得更穩(wěn)更遠,為建設(shè)科技強國、航天強國提供有力支撐,為實現(xiàn)航天夢和中國夢作出新的更大貢獻。
新京報記者 張建林
編輯 樊一婧 校對 劉軍
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