那一年，我們把奔月神話變成了現(xiàn)實

中國航天事業(yè)創(chuàng)建70年來，一代代航天人在歷史前進的邏輯中求索，在時代發(fā)展的潮流中奮斗，在科技進步的規(guī)律中攀登，創(chuàng)造了以“兩彈一星”、載人航天、月球探測等為代表的一系列輝煌成就。中國航天基金會聯(lián)合中國航天報社推出以深度報道、圖文推送、專題視頻等多種形式于一體的系列融媒體作品《見證者說》，尋訪那些親身經(jīng)歷崢嶸歲月的航天人回憶講述航天往事，回顧航天事業(yè)從無到有、從創(chuàng)建到發(fā)展的巨大變化，弘揚航天人以國為重、探索創(chuàng)新的昂揚精神，再現(xiàn)中國航天事業(yè)發(fā)展的奮進征程。

2007年11月5日，北京航天飛行控制中心的大屏幕上，一組組數(shù)據(jù)不斷跳動。此時，距離嫦娥一號衛(wèi)星從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空已經(jīng)過去了12天。

這12天里，它從地球出發(fā)，一次次抬高軌道，穿越漫長的地月轉(zhuǎn)移軌道，向著38萬公里外的月球飛去。而此刻，它迎來了奔月路上最關鍵的一腳“剎車”。

當“嫦娥一號”成功實施近月制動、進入環(huán)月軌道的消息傳來時，飛控大廳里瞬間沸騰了。人們從座位上站起來，歡呼、鼓掌、擁抱。中國探月工程月球科學應用首任首席科學家歐陽自遠和中國探月工程首任總設計師孫家棟緊緊抱在一起，淚水濕潤了兩位古稀老人的眼眶。

歐陽自遠后來哽咽著說：“我覺得這是大家的期盼，繞起來了，繞起來了。”那一刻，“嫦娥奔月”不再只是千年傳說，它變成了真實的軌道、真實的數(shù)據(jù)和一段用智慧與堅守寫下的歷史。

買不來的月球

1958年，歐陽自遠在顯微鏡下看清了一塊來自廣西南丹縣的鐵隕石。獨特的紋理和漂亮的花紋讓他既興奮又驚訝：這不是地球上的普通礦石，而是來自小行星核心部位的鐵隕石。那時他還不知道，自己的一生將和中國探月工程緊緊綁在一起。

我國首次月球探測工程拍攝的全月球影像圖

隕石是太陽系送到地球的“樣品”。但樣品終究有限，月球上有什么？月球是怎樣形成的？地球和月球之間有怎樣的聯(lián)系？這些問題，光靠地球上的石頭回答不了。

多年后，神舟飛船開始把中國人送向太空時，歐陽自遠看到了另一個希望：也許可以去月球了。

反對的聲音隨之而來。有人說，美國人早已登月，我們不必重復；有人說，探月勞民傷財；也有人問，如果要去深空，為什么不直接去火星？更現(xiàn)實的問題是，國家資源有限，載人航天已經(jīng)是大工程，探月還要不要開展？

歐陽自遠寫下近兩萬字的《我國開展月球探測的必要性與可行性》，他首先回答的，不是怎樣去月球，而是為什么非去不可。

時任全國政協(xié)副主席、中國工程院院長徐匡迪聽到有人說中國探月不會比美國“阿波羅”更輝煌，不應該去做。他反問：“如果我們不對月球進行探測開發(fā)，就只能買了。可是，月球能買嗎？月球資源、月球環(huán)境能進口嗎？”

月球當然買不來。環(huán)境、資源、數(shù)據(jù)、經(jīng)驗，都買不來。一個國家要走向深空，第一步必須自己邁出去。

進入探月工程論證階段后，歐陽自遠最初把無人月球探測規(guī)劃概括為繞月探測、落月探測、取樣返回。在給不久后任中國探月工程首任總指揮欒恩杰匯報時，欒恩杰覺得還可以更簡潔：“歐陽，不行，太長了，再簡單一點。”于是有了后來廣為人知的3個字：繞、落、回。

2004年1月23日，我國首次月球探測工程獲批立項。那天晚上，欒恩杰寫下感言：“地球耕耘六萬載，嫦娥思鄉(xiāng)五千年。殘壁遺訓催思奮，虛度花甲無滋味。”其中不僅有浪漫，更多的是緊迫感。立項，只是這個龐大工程開始運轉(zhuǎn)的起點，今后的路還很長，很長。

從那以后，歐陽自遠手里的月球探測科學目標、欒恩杰手里的工程組織、孫家棟手里的總體技術路線開始被放進同一張時間表里。后來，人們常把他們稱作中國探月工程的“鐵三角”。歐陽自遠曾說，自己完全不懂航天，是個新兵，是孫家棟和欒恩杰帶著他進入這個領域的。孫家棟卻對他說：“搞月球，我在你這里學到了很多東西。歐陽，我其實是給你打工的……我的任務是把你的眼睛和手延伸到月亮上去。”

一句玩笑，道出了探月工程最本質(zhì)的協(xié)同：科學家說要干什么，設計者負責如何送達目的地，組織者把千萬人擰成一股繩。

用中國人自己的衛(wèi)星凝望月球

走向月球的第一步究竟要做到什么程度？欒恩杰有一句很樸素的話：“我們?nèi)右粔K鐵塊子、鐵砣子，也要寫上是中國扔過去的，這是能力。”一語道出那一代航天人的最初愿望：先抵達月球，擁有自己的月球探測實踐。

“嫦娥一號”對接現(xiàn)場

歐陽自遠則把探測的科學目標一點點展開。他說，基礎資料絕不能靠別人提供。“嫦娥一號”要獲取全月球三維立體圖像，要盡量包羅整個月球，不留下空白，尤其要把以往圖像中常有缺失的南極、北極地區(qū)也囊括進來。還有一件前人沒有系統(tǒng)做過的事是測出全月球表面月壤厚度，為估算氦-3等月球蘊藏的資源提供更扎實的數(shù)據(jù)。

目標看起來清晰，落到工程上卻處處是難題。“嫦娥一號”從立項到發(fā)射只有3年多時間。為求穩(wěn)妥，研制團隊在成熟的東方紅三號衛(wèi)星平臺上進行適應性改造。但從地球軌道到月球軌道，絕不是簡單“飛遠一點”。

38萬公里外，信號更弱，環(huán)境更復雜。孫家棟說，距離遠了，就像平常說話離得遠了要大聲說，聲音小了聽不見；如果聽不見、看不見，就等于把探測器丟掉了。月球探測還受發(fā)射窗口約束，哪一天、哪一分鐘合適，都不是隨便湊的。一旦錯過，整個節(jié)奏都要往后推。

2007年10月24日，“嫦娥一號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空，長三甲火箭把它送入大橢圓軌道，隨后一周內(nèi)其軌道不斷被抬高，衛(wèi)星進入地月轉(zhuǎn)移軌道。按計劃，衛(wèi)星要進行3次中途修正，實際只做了1次，控制精度超出預期。

2007年10月24日，“嫦娥一號”由長三甲火箭成功發(fā)射升空并進入預定軌道

但真正的考驗還在后面。只有“嫦娥一號”進入月球200公里使命軌道，才算真正意義上的成功。在此之前，意外隨時可能發(fā)生。

11月5日，第一次近月制動開始。多年后，孫家棟回憶，這個動作看起來簡單，但許多國家第一次做時都沒有做成，因為探測器必須自己剎車減速，時間稍不同步就可能飛過月球，越飛越遠，進入更遠的深空。

嫦娥一號衛(wèi)星副總設計師黃江川打了個比方：“月球在運動，衛(wèi)星也在運動，兩個不同運動體要到一個地方去匯合，衛(wèi)星就要剎車。如果不剎車，衛(wèi)星就和月球擦邊而過，打個招呼就進入38萬公里以外的太空了。”

11月7日，“嫦娥一號”完成第三次近月制動，正式進入200公里高度的使命軌道，即極月圓軌道。中國第一顆月球探測器開始繞月飛行。隨后的10天里，地面不斷發(fā)送指令，為其檢查狀態(tài)、調(diào)整姿態(tài)、改善軌道。尤其在探測器飛到月球背面之前，所有準備工作都必須提前完成，讓它以穩(wěn)定狀態(tài)進入看不見、呼不到的區(qū)域。

一切準備就緒后，“嫦娥一號”搭載的有效載荷陸續(xù)開機。它的任務是為月球繪制三維立體影像、分析月面元素含量、測量月壤厚度、探測地月空間環(huán)境。中國人第一次用自己的探測器系統(tǒng)地“凝望”月球。

留在中國深空探測的起點上

“航天是個系統(tǒng)工程，用‘萬人一桿槍’來形容毫不為過。”嫦娥一號探測器總設計師兼總指揮葉培建曾說。這桿槍要打向38萬公里外的月球，任何一個零件都不能松。

發(fā)射前，工人在最后檢查時發(fā)現(xiàn)一個高頻接頭有些松動。如果這個問題沒有被發(fā)現(xiàn)，探測器上天后很可能影響測控信號或數(shù)據(jù)傳回。一個小小的接頭連著整個任務的成敗。“航天工作不能有一點點疏忽、一點點出入。說100減1等于0，或者1萬減1等于0也不為過。”葉培建說。

航天活動有一個原則：盡量采用成熟技術，在成熟技術基礎上采用新技術完成任務。“嫦娥一號任務只有一枚運載火箭、一顆探測器，更逼著大家充分利用成熟技術，在工程一開始就把質(zhì)量可靠性放到首位。”欒恩杰說。

這種理念也體現(xiàn)在每個分系統(tǒng)里。嫦娥一號電源分系統(tǒng)主任設計師韓國經(jīng)回憶，嫦娥一號電源系統(tǒng)充分利用了東方紅三號衛(wèi)星平臺的成熟技術：“當時就是要少花錢、多辦事。所以我們在電源系統(tǒng)方面沒有太多新研的技術。大家主要的想法就是，不搞個人的名氣，不搞新花樣，能省錢、東西可靠就行。”

在他看來，整個團隊的狀態(tài)很樸素，也很踏實。“‘老總’們?nèi)硕己芎茫判牡匕咽虑榻唤o我們。”他說。信任是一種很重要的工程關系，“老總”敢把事情交下去，一線設計師也明白，自己手里的每一項工作不是為了炫技、出名，而是為了讓中國第一顆月球探測器穩(wěn)穩(wěn)飛到月亮身邊。

技術攻關在一項項推進。探測器飛向月球后，探測數(shù)據(jù)要跨越數(shù)十萬公里傳回地球，天線必須始終對準地面。但天線裝到探測器上后，新的問題暴露出來：探測器上其他金屬產(chǎn)品會對它產(chǎn)生電磁干擾。孫家棟回憶，其他產(chǎn)品的位置已經(jīng)基本固定，如果為了天線再調(diào)整，整星布局就要大動。為此，天線團隊展開了艱難的攻關。

為了真正“看清”月球，光學成像探測分系統(tǒng)要拿出新方案。主任設計師趙葆常打了個形象的比方：一般立體成像是“兩個眼睛兩個照相機”，而“嫦娥一號”要做到“三個眼睛一個照相機”。

類似的難題幾乎貫穿“嫦娥一號”研制全過程。葉培建后來總結，大量工作都是各分系統(tǒng)先期啟動、各自負責，靠自己梳理和挖掘過去經(jīng)驗，再針對遇到的新問題攻關創(chuàng)新。中國探月工程三期總設計師胡浩曾回憶，有效載荷完成聯(lián)試后，還要送到衛(wèi)星上進行電氣聯(lián)調(diào)；結構星、初樣星、正樣星的工作也一環(huán)扣一環(huán)往前推進。

可靠性不僅體現(xiàn)在衛(wèi)星上，也體現(xiàn)在火箭上。為了把“嫦娥一號”穩(wěn)穩(wěn)送上奔月軌道，運載火箭團隊圍繞提高可靠性進行了41項設計改進。長征三號甲系列運載火箭原總指揮岑拯說：“火箭控制系統(tǒng)增加了單機和線路備份，就是為了確保飛行過程中不出現(xiàn)偏差，做到萬無一失。”

最終，“嫦娥一號”在軌期間，星上有效載荷全部正常工作，順利完成了各項預定任務。達到設計壽命后，它又繼續(xù)工作了4個多月，開展了10余項試驗。

截至任務結束，“嫦娥一號”共傳回1.37TB科學探測數(shù)據(jù)，獲取了中國第一幅全月球影像圖，以及月面化學元素分布、月表土壤厚度等一系列科學成果。孫家棟后來看到月球圖像時激動地說：“每一個坑的皺紋、深度和陰影都顯示得非常清楚，我們自己的科學家用我們自己的產(chǎn)品創(chuàng)造了新的科研成果。”

2009年3月1日，嫦娥一號衛(wèi)星進行了有計劃的受控撞月，為探月工程二期軟著陸積累了落月過程控制和軌道測定經(jīng)驗，也為中國探月工程一期畫上了句號。

“嫦娥一號”沒有回到地球。它留在了月球上，留在了中國深空探測的起點上。

一顆備份星走向更遠的深空

嫦娥一號任務成功后，欒恩杰很長時間都記得自己看月亮的感覺。夜空晴朗時，他會望著月亮出神：“那里有我們的東西在轉(zhuǎn)，雖然看不到，但是在我心里。”在他看來，“嫦娥一號”的意義不僅是完成了一次任務，更是中國航天進入深空探測時代的里程碑。

“嫦娥二號”被裝入整流罩后在發(fā)射場吊裝對接

探月工程起步時，我國還為“嫦娥一號”研制了一顆備份星。如果嫦娥一號任務失敗，備份星可以接續(xù)上場。任務成功了，這顆“替補隊員”便有了新的命運。經(jīng)過論證，它被改造為嫦娥二號衛(wèi)星，作為探月工程二期先導星，為嫦娥三號衛(wèi)星落月探路。2010年10月1日，“嫦娥二號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空，為新中國61歲生日獻上了一份特殊禮物。

如果說嫦娥一號任務解決的是“中國能不能到月球”的問題，那么嫦娥二號任務要回答的是：中國能不能更快、更近、更精確地探測月球，并為落月做準備。

2010年10月1日，長三丙火箭將“嫦娥二號”準確送入地月轉(zhuǎn)移軌道

2010年10月至2011年6月，“嫦娥二號”按計劃開展科學探測和新技術驗證，各類有效載荷共獲取3.5TB原始數(shù)據(jù)。高分辨率CCD立體相機在約200天時間里完成整個月面的立體成像觀測，形成分辨率為7米的全月球地形影像圖。

更重要的是，它要為“嫦娥三號”選擇落腳點。虹灣地區(qū)是“嫦娥三號”預選著陸區(qū)，為了看清那里的地形，科研人員精確控制“嫦娥二號”進入100公里×15公里的橢圓軌道。月面上的隕石坑、石塊、平坦區(qū)域都逐漸變得清晰。后來“嫦娥三號”實現(xiàn)中國航天器首次月面軟著陸，再往前追溯，“嫦娥二號”拍下的圖像就是落月之前的重要“探路圖”。

完成繞月探測任務后，“嫦娥二號”狀態(tài)依然良好，推進劑仍有余量。航天人沒有讓這次機會停留在月球。2011年6月9日，“嫦娥二號”受控飛離繞月軌道，奔向距地球約150萬公里的日地第二拉格朗日點。77天后，它成功被月球捕獲，進入日地第二拉格朗日點附近環(huán)繞軌道。此后，它又繼續(xù)飛向更遠的太陽系空間，在距離地球約700萬公里的深空，與4179號小行星進行近距離交會，實現(xiàn)中國首次小行星飛越探測。

一顆從備份星改造而來的探測器，最終走出月球，奔向更遠的深空。

如今回望“嫦娥一號”“嫦娥二號”，會發(fā)現(xiàn)它們的意義不只在于幾項工程指標、幾幅月球圖像、幾次軌道機動。

“嫦娥一號”軌道圖

在歐陽自遠那里，月球不再只是詩詞和神話，而是必須親自抵達、親自探測、親自獲取數(shù)據(jù)的天體；在欒恩杰那里，奔月不再只是科學家的設想，而是可以被組織、被管理、被一步步推進的國家工程；在孫家棟那里，38萬公里的距離被拆成一次次變軌、一次次制動、一條必須精確抵達的路；在葉培建和一線設計師那里，探月的路最終還要落回一個接頭、一組參數(shù)、一套電源系統(tǒng)、一場通宵測試。

這些目光匯在一起，才是中國人走向月球的道路。

神話沒有消失，它只是換了一種方式，變成運載火箭的尾焰，變成飛控大廳里的數(shù)據(jù)、曲線，變成月球表面的撞擊點，變成虹灣地區(qū)清晰的影像，變成后來“玉兔”踏上的那片月壤。

（本文部分內(nèi)容參考《星耀中國 我們的嫦娥探月衛(wèi)星》《嫦娥奔月：中國月球探測工程首任首席科學家歐陽自遠的故事》《孫家棟傳》《中國航天事業(yè)的60年》《“嫦娥”探月》，部分內(nèi)容據(jù)探月工程有關公開訪談和相關資料整理。）

文/記者 鄧雨楠

圖/《中國航天報》資料圖

編輯/孫喆 苗珊珊

審核/賀喜梅

監(jiān)制/黃希

本文轉(zhuǎn)載自公眾微信號：中國航天報

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