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 中國科學院院士、人造衛(wèi)星軌道動力學專家以及衛(wèi)星測控專家李濟生做客新華網談強軍 季拓攝 強軍夢是國家的夢、 軍隊的夢，也是每個官兵的夢。 由新華網和新華社軍分社聯(lián)合推出 的《兩院院士談強軍》系列訪談，將邀請眾多院士談強軍，由院士個人成長經歷為主線，暢 談國家和軍隊的變遷。 將個人命運與國家和軍隊的歷史進程融為一體， 真情展現一個民族的 生生不息。本期特邀中國科學院院士、原西安衛(wèi)星測控中心總工程師李濟生走進訪談間。 新華網記者：各位網友大家好！歡迎收看由新華網和新華社解放軍分社為大家聯(lián)合推出 的兩院院士談強軍”系列訪談，今天是訪談的第八期。我們請到的嘉賓是中國

2、科學院院士、 人造衛(wèi)星軌道動力學專家以及衛(wèi)星測控學的專家李濟生，李院士您好，歡迎您做客新華網！ 謝謝。 李濟生：您好！ 嫦娥三號”存在很多新的技術難點 新華網記者：我們知道剛剛發(fā)射的嫦娥三號”很受大眾關注，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，存在很大的技術難點。 嫦娥一號”和 嫦娥二號”是圍繞著月球運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”將實現 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行探測。 月

3、球探測的第三個階段是 回”，即返回地球。 落”和第一個階段的 繞”相比，有一些突出的技術難點和新的技術，主要有三點： 首先，衛(wèi)星從地面發(fā)射到月球附近以后，需要適當減速，才會成為繞月衛(wèi)星。 嫦娥二 號”的制動火箭推力比較小，它的變軌是一次一次逐步進行的，最后使它在繞月球 100公里 高度的軌道上平穩(wěn)運行。而 嫦娥三號”的制動火箭推力非常大，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 之后就會偏離之前設計好的軌道。所以說 嫦娥三號”的技術要求更高。 第二個難點在于如何令 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，返回艙會在距離地面十公里的位置打開降落傘， 這時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， 著陸器就會摔壞，所 以要采取軟著陸的方法，即用一個推力器產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。距離月球遠的時候引力小，越是接近月球表面引力越大， 因此推力并不是恒 定的推力，而是一個變推力。著陸器下降的高度、 和速度之間有嚴格的匹配要求， 下降的速 度和高度之間的匹配都是設計好的。 在降落過程中，著陸器會自動控制推力，使下降速度和 高度相匹配，但考慮到可能會出現意外或緊急情況， 地面必須具備對其進行地面控制

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，這個控 制過程我們是第一次嘗試，技術要求是很高的。 第三個難點，月球著陸以后會利用月球車在月球的表面進行探測、 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， 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， 或地面要人為地 改變月球車的行進路線，這時必須要地面對它進行地面控制，這個控制叫做 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，存在比較大的時間延遲，操作起來不會像在地面上可以 馬上做出動作，而且，遠距離通信是否會出現信號丟失、 信號干擾等問題。？情況比較復雜。 遙操作”也是一個很新的技術，需要實踐。 以上三方面是主要的新技術，其他方面還有一些難點，例如，月球表面的溫度和太陽的 光照有很大關系，光照著的時候，即月晝，月球表面溫度最高可以達到 120度，而照不到的 時候，即月夜的時候，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，而月晝時怎么辦呢？月球上不可能像在地球上一樣裝空調，要能夠承受高溫，

7、 我們想了一個辦法，讓月球車調整方向，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都是新技 術。 發(fā)射窗口的選擇十分關鍵 新華網記者：感謝李院士給我們進行的深入的解讀， 也解答了網友對這個工程的一些疑 惑。您剛才說，衛(wèi)星測控發(fā)揮的作用還是非常大的是嗎？ 李濟生：對。 新華網記者：雖然我們做了很多的準備，但在地面的衛(wèi)星測控還是占主要部分的吧？ 李濟生：對。地面的 遙操作”的控制權重是最高的。我們可以在地面控制探測器在月球 上的動作，當然，它也可以自主控制，但是這種控制總是會出現預想之外的情況， 所以說地 面控

8、制權重是最高的。 新華網記者：選擇 嫦娥三號”的發(fā)射時間，與以往也有所不同， 請李院士給我們解讀一 下選擇發(fā)射時間的原因。 李濟生：發(fā)射窗口的選擇是必須的。 我們認為必須在這個時刻發(fā)射， 因為一旦錯過了這 個時刻，衛(wèi)星發(fā)射以后想要達到原來設計的位置就會耗費很大的能量。 嫦娥三號”是按照一 個大的橢圓軌道奔向月球， 我們已經計算好到哪里需要多少時間， 而正好 嫦娥三號”到了遠 地點附近就會和月球相會。否則的話，隨便什么時間發(fā)射，可能會和月球距離很遠， 嫦娥 三號”將不能圍著月球轉，所以必須要有一個發(fā)射窗口。 月球車的返回過程很艱險 新華網記者： 嫦娥三號”落”成功以后，將會進入到

9、嫦娥工程的第三個階段，實現月球 車的返回。這個挑戰(zhàn)對我們來說有多大？ 李濟生：這是個更大的挑戰(zhàn)，因為要 回”首先要 落。探測器到了月球上之后，通常 會分成幾個部分，整個探測器到了月球上空形成一個繞月球運行的軌道以后， 有一部分圍繞 月球運行，我們稱之為在軌的軌道器。 除此之外還有一個著陸器落到月球上， 著陸器落到月球以后， 還會分出一個上升器， 為 的就是 回”。若要把衛(wèi)星發(fā)射到太空，需要有一個運載。這時，上升器就相當于一個火箭， 它會將返回艙發(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，我們到月球上進行探測、采樣，采集月球上的石頭、月壤等，放 到返回艙內，把它們帶到

10、地球上，分析研究月球的構成、 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。 新華網記者：那返回的過程究竟是什么樣的？ 李濟生：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， 點火、升空， 要和在月球軌道上運行的軌道器交會對接， 由軌道器攜帶返回地球。這個交匯對接和神舟十 號載人航天任務一樣。現在交會對接的技術已經有所突破了， 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 月球運行的軌道器交會對接，難度可想而知。這是第一大難關。 這一關完成之后，軌道器將從月球返回地球，此時返回器在橢圓軌道上運行， 當它靠近 地球的時候會達到每秒鐘 10公里以上的高速，如果以這樣的速度直接撞上地球，肯定會粉 身碎骨。我們想了一個辦法，讓它返回地球時先穿過大氣層， 利用大氣的阻力來減速， 并且 圍繞著地球轉，之后再控制它落到地球上。從月球返回地球的軌道是一個大橢圓軌道， 中途 要進行幾次軌道修正，形成一個近地點高度為 500公里的橢圓軌道。如果軌道修正誤差太大， 近地點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。 風險還是非 常大的。 我國

12、已掌握幾乎所有類型的衛(wèi)星測控技術 新華網記者：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， 到現在已 經40多年了。經過這幾十年的發(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， 為了準備衛(wèi)星測控方案和軟件， 我們 壓力非常大，有的時候一年要發(fā)射兩個不同型號的衛(wèi)星， 我們要不分晝

13、夜的工作。 但是現在 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。 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 先打成一個大的橢圓軌道， 遠地點通常在三萬六千公里， 近地點在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)把它逐步的調整到赤道面去， 形成一個三萬六 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年的時候就已經開始準備了， 整個的

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

15、測控站還是衛(wèi)星測控中心， 計算機都很穩(wěn)定。 載人航天可靠性要求那么 高，至今都沒有出現問題，這都歸功于衛(wèi)星測控技術水平和測控設備可靠性水平的提高。 我 國的測控技術，經過這幾十年的發(fā)展已經達到國際先進水平了。 強軍夢”離不開 航天夢” 新華網記者：40年的衛(wèi)星歷程體現了中國 強軍夢”的腳步。最后請李院士談談您是怎 么看待強軍夢”的？ 李濟生：我認為，建設一支能夠和我國國際地位相適應、 相匹配的軍隊和一個強大的國 防，對于我國的安全和國家利益等十分重要。 現在的國際環(huán)境是非常復雜的， 所以中國要想 發(fā)展起來，要想掘起，必須要有一個強大的國防。 強軍夢”就是要建設這樣一個和國家地

16、位、 國家利益相適應的強大的軍隊。 要實現這一 點，航天是很重要的一個方面，所謂陸?？仗祀?，航天是不可缺少的。 我國航天技術發(fā)展很快，很多方面接近甚至是達到了國際的先進水平， 但是還存在差距。 比如我國還沒有預警衛(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)星的分辨精度能達到 0.1厘米，我國目前還做不到。 要想強軍，航天非常重要，進一步的發(fā)展航天技術對信息化作戰(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。 當然，航天并不是唯一重要的，要實現 強軍夢”，科技首先要大發(fā)展，人才培養(yǎng)同樣重 要。只有這樣，才能真正的實現 強軍夢”。 新華網記者：非常感謝李院士在百忙當中接受我們的采訪， 也感謝廣大網友對本場訪談 的關注。中國衛(wèi)星測控事業(yè)還有待于更進一步的發(fā)展， 中國的航天事業(yè)也期待著大家的關注。 謝謝大家，再見?。ㄚw艷 王楠楠）