航天事業(yè)是信息化戰(zhàn)-爭有力支撐

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1、航天事業(yè)是信息化戰(zhàn)爭有力支撐 中國科學(xué)院院士、人造衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)專家以及衛(wèi)星測控專家李濟(jì)生做客新華網(wǎng)談強(qiáng)軍 季拓?cái)z 強(qiáng)軍夢是國家的夢、 軍隊(duì)的夢，也是每個(gè)官兵的夢。 由新華網(wǎng)和新華社軍分社聯(lián)合推出 的《兩院院士談強(qiáng)軍》系列訪談，將邀請眾多院士談強(qiáng)軍，由院士個(gè)人成長經(jīng)歷為主線，暢 談國家和軍隊(duì)的變遷。 將個(gè)人命運(yùn)與國家和軍隊(duì)的歷史進(jìn)程融為一體， 真情展現(xiàn)一個(gè)民族的 生生不息。本期特邀中國科學(xué)院院士、原西安衛(wèi)星測控中心總工程師李濟(jì)生走進(jìn)訪談間。 新華網(wǎng)記者：各位網(wǎng)友大家好！歡迎收看由新華網(wǎng)和新華社解放軍分社為大家聯(lián)合推出 的兩院院士談強(qiáng)軍”系列訪談，今天是訪談的第八期。我們請到的嘉賓是中國

2、科學(xué)院院士、 人造衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)專家以及衛(wèi)星測控學(xué)的專家李濟(jì)生，李院士您好，歡迎您做客新華網(wǎng)！ 謝謝。 李濟(jì)生：您好！ 嫦娥三號”存在很多新的技術(shù)難點(diǎn) 新華網(wǎng)記者：我們知道剛剛發(fā)射的嫦娥三號”很受大眾關(guān)注，這次的發(fā)射與前兩次相比， 在衛(wèi)星測控方面有怎樣的不同呢？ 李濟(jì)生：我國的月球探測分三步走： 繞、落、回。這次 嫦娥三號”的發(fā)射與 嫦娥一號”、 嫦娥二號”相比，存在很大的技術(shù)難點(diǎn)。 嫦娥一號”和 嫦娥二號”是圍繞著月球運(yùn)行來探測月球的地形、地貌等，屬于 繞”。如 今，將要發(fā)射的 嫦娥三號”將實(shí)現(xiàn) 落”所謂 落”就是要把航天器軟著陸落到月球表面上， 直接在月球表面上進(jìn)行探測。 月

3、球探測的第三個(gè)階段是 回”，即返回地球。 落”和第一個(gè)階段的 繞”相比，有一些突出的技術(shù)難點(diǎn)和新的技術(shù)，主要有三點(diǎn)： 首先，衛(wèi)星從地面發(fā)射到月球附近以后，需要適當(dāng)減速，才會(huì)成為繞月衛(wèi)星。 嫦娥二 號”的制動(dòng)火箭推力比較小，它的變軌是一次一次逐步進(jìn)行的，最后使它在繞月球 100公里 高度的軌道上平穩(wěn)運(yùn)行。而 嫦娥三號”的制動(dòng)火箭推力非常大，一次變軌就要變到繞月球 100公里的軌道上，所以對衛(wèi)星的姿態(tài)、速度、變軌的位置等要求很高，如果誤差大，變軌 之后就會(huì)偏離之前設(shè)計(jì)好的軌道。所以說 嫦娥三號”的技術(shù)要求更高。 第二個(gè)難點(diǎn)在于如何令 嫦娥三號”安全地降落在月球的表面。在載人航天返回艙返

4、回的 過程中，返回艙會(huì)在距離地面十公里的位置打開降落傘， 這時(shí)返回艙是慢慢落到地面的。 但 是月球上沒有空氣， 不可能使用降落傘， 如果著陸器采取硬著陸降落， 著陸器就會(huì)摔壞，所 以要采取軟著陸的方法，即用一個(gè)推力器產(chǎn)生與月球重力方向相反的推力托著著陸器慢慢的 從高處向下降。距離月球遠(yuǎn)的時(shí)候引力小，越是接近月球表面引力越大， 因此推力并不是恒 定的推力，而是一個(gè)變推力。著陸器下降的高度、 和速度之間有嚴(yán)格的匹配要求， 下降的速 度和高度之間的匹配都是設(shè)計(jì)好的。 在降落過程中，著陸器會(huì)自動(dòng)控制推力，使下降速度和 高度相匹配，但考慮到可能會(huì)出現(xiàn)意外或緊急情況， 地面必須具備對其進(jìn)行地面控制

5、的能力， 在地面監(jiān)視著它降到什么高度？速度是多少？匹配不匹配， 如果不匹配地面會(huì)發(fā)送一些指令 控制它，使之匹配，這樣做才能使它慢慢的安全降落在月球上，而不是直接摔下去，這個(gè)控 制過程我們是第一次嘗試，技術(shù)要求是很高的。 第三個(gè)難點(diǎn)，月球著陸以后會(huì)利用月球車在月球的表面進(jìn)行探測、 巡視，也可以叫它月 球巡視器。如何控制它在月球表面行走？可以分為兩類， 自主控制和地面控制。自主控制時(shí)， 車上裝有攝像頭，可以通過視頻來觀察環(huán)境。 而如果月球車自己處理不當(dāng)， 或地面要人為地 改變月球車的行進(jìn)路線，這時(shí)必須要地面對它進(jìn)行地面控制，這個(gè)控制叫做 遙操作” 遙 操作”需要地面來發(fā)送指令控制月球

6、車的動(dòng)作，這種控制以前從未嘗試過。地球距離月球大 約38萬公里，光速 30萬公里/秒，存在比較大的時(shí)間延遲，操作起來不會(huì)像在地面上可以 馬上做出動(dòng)作，而且，遠(yuǎn)距離通信是否會(huì)出現(xiàn)信號丟失、 信號干擾等問題。？情況比較復(fù)雜。 遙操作”也是一個(gè)很新的技術(shù)，需要實(shí)踐。 以上三方面是主要的新技術(shù)，其他方面還有一些難點(diǎn)，例如，月球表面的溫度和太陽的 光照有很大關(guān)系，光照著的時(shí)候，即月晝，月球表面溫度最高可以達(dá)到 120度，而照不到的 時(shí)候，即月夜的時(shí)候，可以降到零下 180度，溫度變化很大。月球車在月夜期間可以用核電 源供電加溫，而月晝時(shí)怎么辦呢？月球上不可能像在地球上一樣裝空調(diào)，要能夠承受高溫，

7、 我們想了一個(gè)辦法，讓月球車調(diào)整方向，使太陽能電池帆板對著太陽，使月球車在太陽能電 池帆板的陰涼”里，就像放在太陽傘下面。類似于這些通過地面操作來控制的技術(shù)都是新技 術(shù)。 發(fā)射窗口的選擇十分關(guān)鍵 新華網(wǎng)記者：感謝李院士給我們進(jìn)行的深入的解讀， 也解答了網(wǎng)友對這個(gè)工程的一些疑 惑。您剛才說，衛(wèi)星測控發(fā)揮的作用還是非常大的是嗎？ 李濟(jì)生：對。 新華網(wǎng)記者：雖然我們做了很多的準(zhǔn)備，但在地面的衛(wèi)星測控還是占主要部分的吧？ 李濟(jì)生：對。地面的 遙操作”的控制權(quán)重是最高的。我們可以在地面控制探測器在月球 上的動(dòng)作，當(dāng)然，它也可以自主控制，但是這種控制總是會(huì)出現(xiàn)預(yù)想之外的情況， 所以說地 面控

8、制權(quán)重是最高的。 新華網(wǎng)記者：選擇 嫦娥三號”的發(fā)射時(shí)間，與以往也有所不同， 請李院士給我們解讀一 下選擇發(fā)射時(shí)間的原因。 李濟(jì)生：發(fā)射窗口的選擇是必須的。 我們認(rèn)為必須在這個(gè)時(shí)刻發(fā)射， 因?yàn)橐坏╁e(cuò)過了這 個(gè)時(shí)刻，衛(wèi)星發(fā)射以后想要達(dá)到原來設(shè)計(jì)的位置就會(huì)耗費(fèi)很大的能量。 嫦娥三號”是按照一 個(gè)大的橢圓軌道奔向月球， 我們已經(jīng)計(jì)算好到哪里需要多少時(shí)間， 而正好 嫦娥三號”到了遠(yuǎn) 地點(diǎn)附近就會(huì)和月球相會(huì)。否則的話，隨便什么時(shí)間發(fā)射，可能會(huì)和月球距離很遠(yuǎn)， 嫦娥 三號”將不能圍著月球轉(zhuǎn)，所以必須要有一個(gè)發(fā)射窗口。 月球車的返回過程很艱險(xiǎn) 新華網(wǎng)記者： 嫦娥三號”落”成功以后，將會(huì)進(jìn)入到

9、嫦娥工程的第三個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)月球 車的返回。這個(gè)挑戰(zhàn)對我們來說有多大？ 李濟(jì)生：這是個(gè)更大的挑戰(zhàn)，因?yàn)橐?回”首先要 落。探測器到了月球上之后，通常 會(huì)分成幾個(gè)部分，整個(gè)探測器到了月球上空形成一個(gè)繞月球運(yùn)行的軌道以后， 有一部分圍繞 月球運(yùn)行，我們稱之為在軌的軌道器。 除此之外還有一個(gè)著陸器落到月球上， 著陸器落到月球以后， 還會(huì)分出一個(gè)上升器， 為 的就是 回”。若要把衛(wèi)星發(fā)射到太空，需要有一個(gè)運(yùn)載。這時(shí)，上升器就相當(dāng)于一個(gè)火箭， 它會(huì)將返回艙發(fā)射到月球的上空，這就是上升器的作用。 除此之外還有返回器，我們到月球上進(jìn)行探測、采樣，采集月球上的石頭、月壤等，放 到返回艙內(nèi)，把它們帶到

10、地球上，分析研究月球的構(gòu)成、 元素等。這些樣品是裝在返回器里 的，把返回器送回地球上。所以，返回的并不是月球車，而是返回器。 新華網(wǎng)記者：那返回的過程究竟是什么樣的？ 李濟(jì)生：裝了樣本的返回器放置在上升器里， 上升器接收地面發(fā)送的指令， 點(diǎn)火、升空， 要和在月球軌道上運(yùn)行的軌道器交會(huì)對接， 由軌道器攜帶返回地球。這個(gè)交匯對接和神舟十 號載人航天任務(wù)一樣?，F(xiàn)在交會(huì)對接的技術(shù)已經(jīng)有所突破了， 地面有很多的觀測站可以監(jiān)視 并控制，但是月球上什么都沒有。 雖然我們在地面可以做的工作很多， 但是到月球上這些工 作都不可能做。月球上環(huán)境條件非常惡劣，上升器要能順利、 正常的工作，而且要與圍繞

11、著 月球運(yùn)行的軌道器交會(huì)對接，難度可想而知。這是第一大難關(guān)。 這一關(guān)完成之后，軌道器將從月球返回地球，此時(shí)返回器在橢圓軌道上運(yùn)行， 當(dāng)它靠近 地球的時(shí)候會(huì)達(dá)到每秒鐘 10公里以上的高速，如果以這樣的速度直接撞上地球，肯定會(huì)粉 身碎骨。我們想了一個(gè)辦法，讓它返回地球時(shí)先穿過大氣層， 利用大氣的阻力來減速， 并且 圍繞著地球轉(zhuǎn)，之后再控制它落到地球上。從月球返回地球的軌道是一個(gè)大橢圓軌道， 中途 要進(jìn)行幾次軌道修正，形成一個(gè)近地點(diǎn)高度為 500公里的橢圓軌道。如果軌道修正誤差太大， 近地點(diǎn)高度太高則起不到減速的作用， 太低則可能使返回器在大氣層中被燒毀。 風(fēng)險(xiǎn)還是非 常大的。 我國

12、已掌握幾乎所有類型的衛(wèi)星測控技術(shù) 新華網(wǎng)記者：您從我國的第一顆人造衛(wèi)星 東方紅”就開始參與到了我國的衛(wèi)星測控事 業(yè)，我們也想聽聽您這些年來的故事。 李濟(jì)生：我是從1970年4月24日發(fā)射的 東方紅”開始參與衛(wèi)星測控事業(yè)的， 到現(xiàn)在已 經(jīng)40多年了。經(jīng)過這幾十年的發(fā)展，我國不僅在衛(wèi)星的制造、發(fā)射上有了很大的提高，在 衛(wèi)星測控方面也有很大進(jìn)步。 1970年4月24日我國發(fā)射了第一顆衛(wèi)星； 1971年的3月3日發(fā)射第二顆衛(wèi)星；1975 年又發(fā)射了第三顆衛(wèi)星， 之后一年平均發(fā)射一顆衛(wèi)星， 為了準(zhǔn)備衛(wèi)星測控方案和軟件， 我們 壓力非常大，有的時(shí)候一年要發(fā)射兩個(gè)不同型號的衛(wèi)星， 我們要不分晝

13、夜的工作。 但是現(xiàn)在 我國一年發(fā)射20多顆衛(wèi)星，大家卻覺得不是很緊張，這就說明了現(xiàn)在的整體測控能力、多 星測控能力等方面都有了巨大的提高。 我國幾乎掌握了所有類型的衛(wèi)星測控技術(shù)。 1984年，我國發(fā)射第一顆地球同步通信衛(wèi) 星，也就是靜止軌道的衛(wèi)星。它并不是從地面上發(fā)射就直接把衛(wèi)星送入到靜止軌道的， 而是 先打成一個(gè)大的橢圓軌道， 遠(yuǎn)地點(diǎn)通常在三萬六千公里， 近地點(diǎn)在200公里，而且軌道面和 地球的赤道面也不重合， 都要靠地面測控系統(tǒng)把它逐步的調(diào)整到赤道面去， 形成一個(gè)三萬六 千公里的圓軌道。 第一顆同步衛(wèi)星雖然是 1984年發(fā)射的，但在1977年的時(shí)候就已經(jīng)開始準(zhǔn)備了， 整個(gè)的

14、測控過程、測控方案、軟件都要準(zhǔn)備，即便是這樣我們還感到很不放心。那時(shí)要想進(jìn)行這種 類型的衛(wèi)星測控都有些提心吊膽， 可是現(xiàn)在比這個(gè)復(fù)雜的衛(wèi)星都可以控制的非常好， 整個(gè)控 制的技術(shù)、過程都沒有問題。到目前為止，所有不同類型的衛(wèi)星的測控技術(shù)我國都掌握了。 如今我國衛(wèi)星測控自動(dòng)化水平也提高了很多， 逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，各個(gè)測控站的工作人 員只要監(jiān)視機(jī)器運(yùn)行是否正常就可以了，人的體力勞動(dòng)要比以前減輕了很多。 測控系統(tǒng)的可靠性也提高了，現(xiàn)在我們的計(jì)算機(jī)都可以穩(wěn)定的運(yùn)行。 1971年我國發(fā)射 第二顆衛(wèi)星時(shí)，計(jì)算機(jī)運(yùn)行起來根本不穩(wěn)定。但是現(xiàn)在我們有 100多顆衛(wèi)星，長期進(jìn)行 24 小時(shí)的監(jiān)控，無論是

15、測控站還是衛(wèi)星測控中心， 計(jì)算機(jī)都很穩(wěn)定。 載人航天可靠性要求那么 高，至今都沒有出現(xiàn)問題，這都?xì)w功于衛(wèi)星測控技術(shù)水平和測控設(shè)備可靠性水平的提高。 我 國的測控技術(shù)，經(jīng)過這幾十年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平了。 強(qiáng)軍夢”離不開 航天夢” 新華網(wǎng)記者：40年的衛(wèi)星歷程體現(xiàn)了中國 強(qiáng)軍夢”的腳步。最后請李院士談?wù)勀窃? 么看待強(qiáng)軍夢”的？ 李濟(jì)生：我認(rèn)為，建設(shè)一支能夠和我國國際地位相適應(yīng)、 相匹配的軍隊(duì)和一個(gè)強(qiáng)大的國 防，對于我國的安全和國家利益等十分重要。 現(xiàn)在的國際環(huán)境是非常復(fù)雜的， 所以中國要想 發(fā)展起來，要想掘起，必須要有一個(gè)強(qiáng)大的國防。 強(qiáng)軍夢”就是要建設(shè)這樣一個(gè)和國家地

16、位、 國家利益相適應(yīng)的強(qiáng)大的軍隊(duì)。 要實(shí)現(xiàn)這一 點(diǎn)，航天是很重要的一個(gè)方面，所謂陸海空天電，航天是不可缺少的。 我國航天技術(shù)發(fā)展很快，很多方面接近甚至是達(dá)到了國際的先進(jìn)水平， 但是還存在差距。 比如我國還沒有預(yù)警衛(wèi)星、沒有很高分辨率的偵察衛(wèi)星、衛(wèi)星測軌精度還不夠高等。美 國偵察衛(wèi)星的分辨精度能達(dá)到 0.1厘米，我國目前還做不到。 要想強(qiáng)軍，航天非常重要，進(jìn)一步的發(fā)展航天技術(shù)對信息化作戰(zhàn)有很大影響， 航天對于 信息化作戰(zhàn)能夠提供有力的支撐。 當(dāng)然，航天并不是唯一重要的，要實(shí)現(xiàn) 強(qiáng)軍夢”，科技首先要大發(fā)展，人才培養(yǎng)同樣重 要。只有這樣，才能真正的實(shí)現(xiàn) 強(qiáng)軍夢”。 新華網(wǎng)記者：非常感謝李院士在百忙當(dāng)中接受我們的采訪， 也感謝廣大網(wǎng)友對本場訪談 的關(guān)注。中國衛(wèi)星測控事業(yè)還有待于更進(jìn)一步的發(fā)展， 中國的航天事業(yè)也期待著大家的關(guān)注。 謝謝大家，再見?。ㄚw艷 王楠楠）