嫦娥奔月:中国“嫦娥一号”探月卫星发射成功(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-06-05 10:26:44

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作者:王金锋

出版社:吉林出版集团有限责任公司

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嫦娥奔月:中国“嫦娥一号”探月卫星发射成功

嫦娥奔月:中国“嫦娥一号”探月卫星发射成功试读:

前言

自1949年10月1日中华人民共和国成立至今,新中同已走过了60年的风雨历程。历史是一面镜子,我们可以从多视角、多侧面对其进行解读。然而有一点是可以肯定的,那就是,半个多世纪以来,在中国共产党的领导下,中国的政治、经济、军事、外交、文化、教育、科技、社会、民生等领域,都发生了深刻的变化,中国人民站起来了,中华民族已屹立于世界民族之林。

60年是短暂的,但这60年带给中国的却是极不平凡的。60年的神州大地经历了沧桑巨变。从开国大典到60年同庆盛典,从经济战线上的三大战役到经济总量居世界第三位,从对农60年的时间在历史的长河中可谓沧海一粟。其间究竟发生了些什么,怎样发生的,过程怎样,结果如何,却非人人都清楚知道的。对此,亲身经历者或可鲜活如昨,但对后来者来说却可能只是一个概念,对某段历史的记忆影像或不存在或是模糊的。基于此,为了让年轻人,特别是青少年永远铭记共和国这段不朽的历史,我们推出了这套《共和国故事》。《共和国故事》虽为故事,但却与戏说无关,我们不过是想借助通俗、富于感染力的文字记录这段历史。这套500册的丛书汇集了在共和国历史上具有深刻影响的500个蘑大历史事件。在丛书的谋篇布局上,我们尽量选取各个时代具有代表性的或深具普遍意义的若干事件加以叙述,使其能反映共和国发展的全景和脉络。为了使题目的设置不至于因大而空,我们着眼于每一重大历史事件的缘起、过程、结局、时间、地点、人物等,抓住点滴和些许小事,力求通透。

历史是复杂的,事态的发展因素也是多方面的。由于叙述者的视角、文化构成不同,对事件的认知或有不足,但这不会影响我们对整个历史事件的判断和思考,至于它能否清晰地表达出我们编辑这套书的本意,那只能交给读者去评判了。

这套丛书可谓是一部书写红色记忆的读物,它对于了解共和国的历史、中国共产党的英明领导和中国人民的伟大实践都是不可或缺的。同时,这套丛书又是一套普及性读物,既针对重点阅读人群,也适宜在全民中推广。相信它必将在我国开展的全民阅读活动中发挥大的作用,成为装备中小学图书馆、农家书屋、社区书屋、机关及企事业单位职上图书室、连队图书室等的重点选择对象。

编者2010年1月

一、科学决策

●朱镕基以他惯有的务实精神,批示道:“要抓紧探月工程的论证工作,力争赶在印度前面探月。”

●温家宝总理批示道:“建议纳入国家科技长远规划编制工作中充分论证。”

●科学家朱毅麟说:“这个印记是一张中国的地图,当时的意思是,谁想把台湾从中国分裂出去,月亮都不答应。”

中国科学家分析月岩

1978年5月28日,在中美建交前夕,美国派遣国家安全事务顾问布热津斯基访问中国。布热津斯基受到了当时中国最高领导人华国锋的接见。

在这次会谈中,布热津斯基带来了美国总统卡特送给中国的一份珍贵礼物作为见面礼。礼品共有两件,一块重量仅仅一克的石头,一面美国航天员带上月球的中国国旗。

这块从月球上带来的石头,有指尖般大小,铸在一个类似于凸透镜的有机玻璃盒内。

这当然是美国对中国的友好表示,但同时,它也是一种对中国月球研究的挑战。因为美国没有给中国提供任何有关这块月岩的信息。

其实,我国的月球研究在很早就开始了。我国探月工程首席科学家欧阳自远院士曾回忆说:

从1962年起,我国就开始对美苏两国发射的各种月球探测器进行了跟踪研究。

这可以说是我国探月历程的最初始工作。

尽管20世纪60年代中国学者对月球的探索只是刚起步,但已经比较系统,并且一直都在努力与世界保持着同步。

科学家们当时对月球的空间环境、月形月貌、矿物类型、月层划分、火山与岩浆活动、构造、撞击坑的分布与年龄,以及月球与地月系统的起源与演化历史,都进行了系统地综合分析研究。科学家们还一直跟踪国际月球探测的研究进展,编写了《月质学研究进展》、《天体化学》等专著。

1969年7月20日,美国“阿波罗十一号”宇宙飞船的宇航员阿姆斯特朗小心翼翼地走下“鹰”号登月舱的扶梯。他先用左脚轻轻地试探了一下布满细细粉状沙砾的月球,当确认不会下陷时,才把右脚放到了月面上。

从此,月面上留下了一个长32.5厘米、宽15厘米的人类第一足迹。19分钟后,宇航员奥尔德林也踏上了月球。这两位美国航天员以大无畏的勇敢和献身精神获得了全世界的尊敬,成为了全人类的骄傲。

这两位捷足先登的美国男士,不仅在月球插上了美国国旗,还挖回了一包又一包的“月宫”之土。这实在让世界为之震惊。“阿波罗”登月航天员带回月球实物样品后,美国曾邀请了20几个国家的700多名科学家开展了样品分析和研究实验,并对首度揭开的奥秘进行理论总结。那几年里,这些科学家每年都在约翰逊航天中心举办一次会议,交流各自的新发现。

后来,美国宇航员阿姆斯特朗应邀访问中国。在一次访谈中,阿姆斯特朗开玩笑说:

第一个住进月宫的是一位中国的美女,叫嫦娥;而第一个踏上月球的却是一个美国男人,那就是我。

阿姆斯特朗对“嫦娥”的发音有些搞不准,但他知道,在古老的东方国度里,嫦娥的地位如同西方人尊崇的月神阿尔忒斯,她是世界上最早住进月宫里的仙女。他的话也许没有更多的意味,但却激发了中国人早日踏上月球的决心。

当时,美国航天员已经到月球上去过6次了,“阿波罗”11号、12号、14号、15号、16号、17号都去过,连同苏联月球探测器带回地球的月岩和月壤,一共有382千克。

那么,布热津斯基于1978年5月28日带来了的这一小块月岩,是哪一次采集的?又采自月球的什么地点呢?美国人没有提供任何有关它的资料。

中国人对卡特总统送来的这块月岩的身世来历一无所知。这好像是美国故意给中国出了一个谜。

外交无小事,尽管只是一件小小的礼品,中国领导接到手里时还是感到了它的沉重。为此,中央领导就这个问题专门询问了中国科学院。

20世纪70年代,国内有些单位曾提出过要不要搞月球探测,要不要搞载人航天。当时,政府考虑到中国是一个经济还不富裕的发展中国家,没有能力也没有必要花费巨资到月球上去,最重要的还是解决目前老百姓的生计问题,发展航天高技术造福人民,应当是很长一段时间里的发展宗旨。周恩来当时提出,头脑不要发热,“先把地球上的事办好”。

从这一宗旨出发,中国根据自己的国情,坚持有所为有所不为,集中力量解决国民经济和社会发展面临的难点、热点问题,把工作的重点放在了通信卫星、气象卫星等应用卫星的研制和发射上,以加快振兴经济、造福人民的步伐。

另外,当时的中国与国外交流少之又少,中国科学家更没有多少机会对外交流,当然他们也无缘参与美国搞的月岩研究这项世界性科研课题。

尽管如此,作为站在中国科学前沿的中国科学家们并没有闲下来,探月的技术论证工作也一直在进行之中。当时,全国搞天体岩石的研究人员确实很少,但还是有人在搞。

所以,当中央领导问谁在研究月球时,中国科学院立即作了回答。中国科学院地球化学所的科学家欧阳自远在做这方面的研究,不过他在贵阳。

样品很快从北京安全地送到了贵阳。

拿到样品,欧阳自远请来了全国大约近百名各方面的研究专家,并制定了详细的研究计划。欧阳自远当然猜得到美国送中国这块礼物还有别的用意,他说:

美国人赠送月岩样品,其实也是在探测我们的测试能力和研究水平,虽然这话没有明说,但我们的研究结果还是让美国人很信服。

1克样品尽管很少,但对于做研究来说已经足够。欧阳自远想得很周到:来自月球的石头,应该让公众亲眼看到。于是,他只取了一半的石头,拿来研究,另一半,他送到北京天文馆,让大家观赏。

北京天文馆把剩下的半克月岩镶嵌在透明的有机玻璃里,珍藏起来。

欧阳自远列出了详细的分析鉴定清单,征集全国的研究力量,谁有本事做哪项工作就做哪项工作。当时有十几家研究所、100多名专家参加了这项研究。

科学家们对月岩作了分阶段研究。首先对月岩做的是非破坏性测试与研究,然后才做破坏性的测试与研究。

科学家们各自发挥自己的特长和优势,只要当时能做的测试,他们都努力做了。研究的内容涉及岩石学、矿物学、主量元素、微量元素、碳14中子活化分析、放射化学中子活化分析、质子激发X射线分析、火花源质谱、电子探针及电子能谱测试等。

最终,科学家们对这块月岩的矿物成分、结构构造、化学成分、微量元素、物理性质、产出环境都有了具体明确的结论。

经过证实,这块月岩属美国“阿波罗17号”飞船登月时采集的高钛月海玄武岩样品,其主要矿物含量为:辉石55%、斜长石25.7%、钛铁矿24%。

科学家还同时指出了美国专家对它的具体编号,并确认了这块石头所在的地方是不是有阳光的照射。在此后两年的时间里,中国科学家为此发表了12篇论文,详细的分析结果得到了美国专家学者的确认和钦佩。

虽然当时中国的研究只是建立在一小块美国提供的月岩上,但也极大地促进了中国科学家探索月球的兴趣,也为中国未来的月球探索提供了初步的经验。

1979年,邓小平访问美国。

访美期间,邓小平参观了美国华盛顿航空航天博物馆。在博物馆入口处的大厅内,有一块月岩切片安放在玻璃下面,旁边的一块牌子上写着:

请摸一摸月亮!

邓小平看到这块石头,十分好奇地摸了一下。这个博物馆的馆长幽默地说:

先生,您摸到月球了!

这只是当年邓小平访美期间的一个小插曲,但仍然能够向我们展示一些东西。

1979年12月,联合国和平利用外太空委员会起草了一份《月球协议》,“协议”共21条,确定了月球探测和开发的三项基本原则:

禁止把月球作为军用;自由探索;月球及其资源为人类共同的继承财产。

1984年7月,这项协议经联合国批准生效。然而,它却遭到了世界的冷遇,后来只有智利、墨西哥、摩洛哥、澳大利亚、奥地利、荷兰、菲律宾、乌拉圭和巴基斯坦9个国家在协议上签了字。

面对这样的国际环境,中国的科技必须更加快速发展,才能在未来世界中赢得自己的一席之地。

也只有这样,中国才能更快地走向太空,实现中国人几千年的飞月梦想。

科学家首次建议探月

1994年11月30日,中国的“长征3号甲”运载火箭再次发射,将“东方红3号”通信卫星准确地送到了预定的地球同步转移轨道。这是“长征3号甲”运载火箭一年之中的第二次发射。

一年之内,取得发射双连冠的佳绩,这在当时我国航天发射中并不多见。但是,“长征3号甲”运载火箭却十分遗憾地与月球擦肩而过,没有能够享受到奔月的切身体验。

早在1986年2月,为了发射我国新型广播通信卫星,新型运载火箭的研制就被提上了日程。在向国务院申报立项的报告中,火箭被正式命名为“长征3号甲”运载火箭。“长征3号甲”运载火箭的研制作为“新3星一箭”国家重大项目之一,列入了国家“七五”计划。“新3星一箭”指“东方红3号”通信卫星、“风云1号”气象卫星、“资源1号”卫星和“长征3号”甲运载火箭。

1990年3月31日,国务院正式批准立项,“长征3号甲”运载火箭的研制工作自此拉开了帷幕。

1990年1月,日本发射了一颗小小的“飞天号”月球探测器,一跃而成世界上第三个发射月球探测器的国家。

时任国家科委主任的宋健给中国空间技术研究院的院长闵桂荣打电话,关切地询问:

研究院是否可以组织一下探月的论证?

中国空间技术研究院立即安排了研究论证会议。不久,航空航天部也召开了探月专题讨论会,部署从技术上探讨探月的可行性。这时,准备将来发射通信卫星的“长征3号”甲运载火箭也正在紧张的研制之中。

首枚火箭的试验性发射不能直接发射用户的通信卫星,但是又不能空发一枚火箭,那么发射什么卫星呢?

1991年,中国运载火箭技术研究院提出研制一颗模拟星,模拟星没有通信卫星的具体功能,但重量、接口与以后要发射的“东方红3号”通信卫星基本一致。

在论证时技术人员发现,火箭飞向月球的速度要求是每秒钟11公里左右,最低要求是每秒钟10.9公里,而“长征3号甲”运载火箭飞向地球同步转移轨道的速度已经达到每秒钟10.2公里,速度差得不多。只要再增加一点速度,飞向月球应该没有太大的问题。

火箭的技术性弄清楚了,科学家们很兴奋。他们琢磨着设计一个有意义的金属物体,上面绘有中国国旗或地图,并取名为“探月1号”,然后,用火箭将其送到月球上去。“探月1号”到达月面,就等于在月球上贴上了一个中国标签,并可以永远地将其“烙”在月球上。尽管这只是一个铁疙瘩,但它毫不含糊地向世界表示:中国人已经触摸到了月球。这当然是一件扬国威、鼓志气的事。

因为这件事情,火箭技术人员还专门找了中国空间技术研究院、北京航空航天大学、西北工业大学、南京大学等科研院所和高校的专家,进行多次探讨。

当时的方案是,用火箭直接把重约4吨的飞行器送到近月轨道,然后借助月球引力把它吸上月面。

科学家们为此进行了专门的研究计算。月球的半径为1730多千米,它对近旁的飞行器有较强的引力作用,只要飞行器飞入距月球3000千米至5000千米的轨道,脱靶小于6000千米,就有可能击中月球。

从计算看,再加点动力,“长征3号甲”运载火箭的运载速度和运载能力是完全能够胜任的。当时,科技人员提出的经费预算还不到500万人民币。

就在这批人忙碌于搞月球轨道设计时,另一批科学家也在思考这个问题。但他们认为,即使技术方案做出来了,轨道精度也达标了,但是发射一个“铁蛋蛋”到月球上去干什么呢?这确实是个关键问题,它的提出给科学家发热的头脑带来了一丝凉意。

当时许多科学家只想着不叫火箭空载飞行,确实没有深入地考虑花这一大笔钱到月球上去要干什么,也没有对后续工作做任何具体计划。

毕竟,一项科学工程不能光靠头脑发热的冲动,不能搞没有长期打算和规划的一锤子买卖。并且,它几乎纯粹是政治的产物,实际意义不大。

所以,国家有关部门认为月球探测的科学目标不系统、不明确,也没有连续性,拒绝批准“长征3号甲”运载火箭发射月球卫星的计划。

1994年2月8日,“长征3号甲”运载火箭攻克了100多项新技术和技术关键,首次飞行试验获得圆满成功,将“实践4号”科学探测卫星和“夸父1号”模拟卫星送入预定轨道。同年11月30日,“长征3号甲”运载火箭再次发射成功,不过都未能实现中国科学家们的奔月梦,这让当时为奔月计划努力的科学家们多少有些遗憾。

不过,“长征3号甲”运载火箭的研制,仍然给中国探月方案孕育了最初的机遇,虽然这是一次不成功的机遇,但却为科学家们制订更科学的登月计划提供了宝贵经验。

科学家第二次建议探月

1992年9月21日,中国政府正式批准了中国的载人航天工程,因为这一天是9月21号,所以命名为“921工程”。“921工程”出台后,发射“神舟”飞船的运载火箭问题提上了日程。“神舟”飞船的运载火箭是在“长2捆”火箭的基础上改进而成的。当时火箭研制和生产的进度非常快,预计将在1997年前后,运载火箭便可以进行一次试验性发射。

在这样的情况下,一些科学家又在策划一个新的探月计划,准备搭载“神舟”飞船的运载火箭上天,为香港回归献礼。

很快,这一新的探月计划形成了简易报告,并送达中央。

这是我国科学家第二次向中央建议进行中国的探月计划。中国科学家为了在中国实现探月计划,格外珍惜任何一次机会。为此,科学家们为中国的探月梦想又一次发起冲击。

看到有可能借“神舟”飞船的运载火箭实现探月,科学家们不甘冷却的月球梦再度萌发并燃烧起新的激情。火箭研制人员再次提出,利用运载火箭的试飞,往月球上发送一个具有简单功能的月球探测器,并提出了一个简易的月球探测方案。

科学家们考虑到,首次发射没有多少经验,目标定得也比较低。

科学家们当时目标是:

确保硬着陆,力争软着陆;

月球探测器重量7743千克,月面着陆质量1500千克;

在飞抵月球的过程中,向地球传输月球彩色图像和探测结果;

在月面上留下永久的中国标记,放置激光反射器;

在月面上工作3小时以上,传回周围月面图像及测量数据。

科学家们设想,即使第一个探测器水平达不到世界先进水平,但这也是一个标志。它表示我们中国有能力发射卫星到月球上去,这可以成为中国科学界送给香港回归的一份厚礼。

科学家朱毅麟说:

这个印记是一张中国的地图,当时的意思是,谁想把台湾从中国分裂出去,月亮都不答应。

当时,新中国建国50年大庆和改革开放20年纪念日都将临近,这些都是我党和我国人民取得辉煌成就的标志。科学家们想,如果此时再实现中国第一次月球探测,这将成为中华民族进入21世纪光辉的一页,那该是多么激动人心啊!

这个颇带政治热情的设想,当时在科学界引起热议。在一批科学家学者的支持下,设想很快便形成了文字,并且不久,这份申请报告就出现在中央领导面前。当时,科学家们为这个方案命名为“嫦娥工程”。

根据申请报告,发射任务计划在香港回归前完成。

据一位当时参与了该计划经费预算工作的航天总公司综合计划司的一位同志回忆说:

整个工程的经费预算大约4亿元,其中测控系统的经费为0.8亿元。至于经费的来源,李鹏总理有意向从总理的准备金中筹集2亿元,由国家计委筹集2亿元,所以经费问题不太大。

当时,提出这个计划还是有很大问题的。因为对月球探测还没有一个完整的发展规划,也没有长期和有深度的科学探测目标。而且,国家的航天技术基础尚不够扎实,这个计划当时没有十分明显的科学研究价值,再加上工程开始论证后很多单位的研制费用“猛涨”。这一切问题,最终导致这个报告被国务院否决了。

后来,宋健同志专门给依然在做月球研究的中科院院士欧阳自远写信,嘱咐他一定要吸取这个教训:第一要有明确的探月目标,第二不能向国家要钱太多。

两次探月工程的建议都遭到了中央的否决,这可能会对一些科学家产生一定的影响,但它却为以后中国探月工程计划提供了宝贵经验,也为以后中国的探月工程起步奠定了更加扎实的基础。

这两次探月建议,预示着中国的探月工程必将走得更远……

科学家提出探月发展

1997年4月7日至10日,中国科学院院士杨嘉墀、王大珩、陈芳允以“863”计划的名义发表《我国月球探测技术发展的建议》。

中国的科学家们在经历了从热情冲动到理智缜密的思想历程和认识阶段后,中国的月球探测论证更加务实了,其可行性也正在逐渐提高。

20世纪90年代初,继美国和苏联之后,日本也向月球送上了一份礼物,成为世界第三个“月球国家”。

1994年,时任“863”计划航天领域首席科学家的闵桂荣院士等人清楚地看到,在人造卫星、载人航天和高空探测这航天科技三大领域中,中国的深空探测至今还是空白。

深空探测是航天科技领域的一个方面,而月球探测则是深空探测的第一步。月球探测活动主要包括以下几个阶段:无人探测、有人探测及月球开发。其中第一阶段无人月球探测一般包括月球轨道器、月球车及取样返回等几个步骤。

这时科学家的忧虑不再是出于单纯的政治竞争,更多的是想到了在未来空间资源的分享,想到了作为一个发展中大国的人权和利益。因为他们在研究国际航天活动的发展趋势的时候,发现了一条清晰的脉络:人类的航天活动在经历了空间技术的研究应用阶段之后,必然地要走向空间环境的研究和利用阶段。

正是基于这样的认识,欧阳自远等科学家再一次郑重地提出了“中国也要搞月球探测”的建议,虽然庆祝香港回归的探月建议被国务院否决,但这丝毫没有影响科学家们向月球进发的决心和勇气。1994年,他们又向“863”计划组提交一个名为《中国开展探测月球的必要性和可行性研究》的报告。

在这份报告中,他们写道:

我国已经掌握卫星技术、运载火箭技术、测控网技术和发射技术,我国有一支技术雄厚的卫星技术研制队伍和空间科学研究队伍。我们对月球探测器和月球科学跟踪研究了多年,因此,我国开展月球探测活动条件已经完全成熟。

这些平时富有涵养、不动声色的科学家甚至有点激动,他们在报告中说:

随着科学技术的进步,月球的战略意义、政治意义、经济意义远在南极之上。

科学家们还在论证报告中谈到这个课题的目标。他们豪迈地写道:

拿出当年进军南极的气概,探月活动不需要跨世纪,争取在建国50年大庆前实现首次中国的探月活动,加入月球国家的行列。

这个报告,拉开了探月工程前期反复论证漫长历程的大幕,为中国探月计划工程的正式启动做了最新的准备。

当时科学家们还组织成立了“863月球探测课题组”,对月球探测做反复的论证,期望把月球探测作为高空探测的起点加以推动。

这一课题组的论证工作得到了“863”专家委员会首席科学家闵桂荣和王大珩、陈芳允、王永志、孙家栋、杨家墀、王希季、屠善澄及陈述彭等十几位院士的肯定。

当时的情况是,在技术层面上讲,探月几乎不存在突破不了的难关,但资金问题成了必须要考虑的问题,国家是否有钱来进行这样大的投入,大家都心存疑虑。前几次探月计划的搁浅,多多少少都与国家掏不出过多的钱有关。

据航天著名专家屠善澄先生后来回忆,在讨论探月论证报告时,国务院发展研究中心王炯研究员从政治经济学的角度对我国开展探月工程可行性的分析十分精辟,给大家增添了极大地信心。

王炯当时拿出了一组数据,我国当年的GDP水平与美国20世纪60年代相当,美国阿波罗登月计划共投入了250亿美元,我们只拿不足他们十分之一的经费来进行探月就可以了,这应该是国家的经济实力完全可以支撑的。

而且,就是这十分之一的经费也并非在一年内就要全部投入,可以分10年或者更长时间陆续投入。国家在三峡工程、南水北调工程、载人航天工程等重大工程中的投入都远远超过了当时探月论证提出的费用。

1995年,来自中国科学院地球化学所、空间科学应用中心和中国空间技术研究院的欧阳自远、叶自立、陈康文、禇桂柏和林文祝等专家经过一年的工作,完成了第一个较完整的月球探测可行性报告。

欧阳自远他们通过分析国外月球探测活动发展状况,研究了我国开展月球探测的必要性,提出我国月球探测的项目与任务,论述我国开展月球探测已具备的条件,提出开展月球探测发展阶段设想和第一阶段月球探测的科学目标,以及第一颗月球卫星的方案设想。

他们在报告中写道:

我国在航天的三大领域(卫星、载人航天、深空探测)中一直到20世纪90年代还只发展了两个领域,深空探测仍属空白。开展月球探测活动不仅能壮国威,提高民族的凝聚力,了解月球、深化人类对地球、太阳系以及宇宙的起源与演化的研究和认识,而且月球上丰富的核聚变燃料氦-3将是各国未来解决能源危机必争的对象。

1996年,中国空间技术研究院经过论证,又提交了《月球卫星技术方案可行性研究》和《月球卫星工程关键技术研究》两份报告。在这两份报告中,科学家们已经比较细致地勾画出我国未来的月球卫星的总体轮廓。中国的探月计划不断得到了论证和完善。

1997年4月,中国科学院院士杨嘉墀、王大珩、陈芳允以“863”计划的名义发表了《我国月球探测技术发展的建议》。这是中国迈向探月工程的关键一步,希望这次的建议能够真正地让中国实现飞月梦想。

科工委提出探月的规划

1998年10月1日,国务院成立新的国防科学技术工业委员会,简称“国防科工委”,并内设国家航天局。

作为航天工业的国家主管部门,国防科工委成立伊始,就出现在月球探测规划论证的前台。它以高效的管理、有力的措施,迅速组织精兵强将推进探月工程的论证,随后,带来了一连串振奋人心的好消息。

中国国防科工委的成立,是中国的探月历史舞台上出现的一个重大转机。中国的探月计划在经过科学家长时间的努力后,终于在国防科工委的具体组织和领导下,开创了中国的探月时代。

中国著名的航天专家栾恩杰研究员被任命为最初成立的国防科工委副主任兼国家航天局局长。上任伊始,他就感到了自己肩头的巨大压力。

作为中国航天方面的领导人,栾恩杰首先要面对的就是制定“中国航天的发展规划”这一重大课题。中国的航天应该包括什么?今后10年、20年中国航天的发展蓝图应该怎么样?这些他都要做到心中有数。

栾恩杰非常清楚,在中国航天的发展历程中,如果不能用发展的眼光去看问题,没有突破和创新,就不可能有中国航天的辉煌。

在当时召开的国际科学会议上,各国政要、科学家关注的不再是生产多少枚火箭,而是加大航天应用的力度,填补空间科学的空白。航天大国也不再关注制造多少颗卫星,而是谈论怎样飞往火星,去探索宇宙的起源、太阳系的变化、天体现象和生命科学的关系、宇宙环境对地球的影响等等。

在新的世界形势下,中国航天必须要抓住新的时代脉搏,提出新的任务,改变旧的“航天”概念。只有这样,中国与先进航天国家的差距才不会越来越大,才可能走向世界航天的前列,成为世界航天的领军者。

1998年,总装“863”航天领域办公室组织了杨嘉墀等航天专家对清华大学、中国航天科技集团五院502所、国防科大、中国科大的“月球车”项目申请报告进行评审,通过了由清华大学牵头的“月球探测机器人总体方案设计及关键技术分解”的立项研究,揭开了我国月球车研究的序幕。

月球车即月球探测机器人,分为有人驾驶和无人遥控两种。我国研究的重点在后者,主要任务是:从遥感数据验证天文学推理的各种科学理论与事实,对特定地区进行探测,判断月球上的水温、火山、峡谷、月球表面生成与进化过程,对月球表面的太阳辐射线、太阳风、陨石等的活动情况进行探测,对月球上的岩石进行全面的调查与分析,对月球上所有区域的资源数据进行收集,为建立天文台做地盘的调查,做各种元素的加热实验及氦-3的抽样实验。

月球车的设计是一项复杂的系统工程,其研究涉及许多学科和领域,如机械、机器人的遥控作业、空间技术、通讯和信号处理、加工自动化和人工智能等。

在月球探测的第一步,月球表面探测中,所需要的关键技术包括:轻小型机械结构,爬坡越障的驱动机构及相关材料、密封和润滑技术,此外,还有自主导航、定位及控制,信号的压缩、传输及恢复,环境建模及增强现实等技术问题。

1998年的金秋,香山的红叶披着灿烂的阳光,中国科学院的“香山会议”正在召开,这是中科院的一次科学聚会。在这次大会上,有一个声音触动了国防科工委的官员们。

当时主管航天业务系统的一司司长郭宝柱后来回忆说,科学家们问他,我们有世界上一流的空间科学专家,可是我们只能用国外科学家用剩的二手资料做研究,总是在别人领先发布研究成果后,才开始寻找研究的缝隙。造成这种劣势的缘由,是中国迄今没有自己独立的空间探测计划,我们为什么不能有自己的一手资料呢?

随着中国航天科学的发展,科学计划日益成为中国航天的障碍。科学家们明显地感到,中国已经拥有了成熟的火箭技术和卫星技术,却没有独立的空间科学探测计划,与国际上方兴未艾的宇宙探索热相比,这是一个致命的空缺,他们呼吁政府以国家计划的形式,尽快对“深空探测”处女地的开发进行规划。

科学家们的努力,使政府部门对月球探测给予高度的重视,在郭宝柱的电脑里,《中国的航天》白皮书1998年第一版的草稿里,就有了“深空探测从月球起步”的提法。

1999年,“863”计划专家组再次组织月球探测目标研究,中科院还作了《中国空间科学发展战略》的研究。经过长期研究和缜密思考,科学家们对我国月球探测工程的科学目标也基本形成了比较清晰、统一的认识。

这个时候,国防科工委的思考也日渐成熟。他们认为,中国航天已经经过近40年的发展,从初创时期的白手起家到“两弹一星”,从应用卫星到卫星应用,再到载人航天,一步一个脚印,一步一次创新。

中国的航天应该有新的概念。他们把空间科学纳入“大航天”之中,表达了中国航天人进军月球、太阳系乃至整个宇宙的雄心,抒发了中华民族对人类发展应有的壮志。

中国航天领域的战略家们,以远见卓识的目光和“大战略”思维,开始谋划中国航天飞向深空、探测月球的美好远景;开始考虑推动以月球探测为主的深空探测活动,并通过重大工程来带动技术的创新和发展。

在国防科工委的领导下,经过许多科学家的努力,中国探月工程的规划越来越清晰,中国离探月工程的起步也越来越近了。

中央公布航天白皮书

2000年11月22日,中国国务院新闻办公室首次公布《中国的航天》白皮书,向全世界公布中国航天的发展政策和目标。

白皮书全文约12000字,对中国发展航天事业的宗旨原则、发展现状、未来发展和国际合作等方面都作了简要的介绍。

白皮书明确指出了我国未来的发展目标,是将“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”,这是中国向国际社会庄严宣告了向深空探测的进军号令。

白皮书首先指出,21世纪,中国将从本国国情出发,继续推进航天事业的发展,为和平利用外层空间,为人类的文明和进步作出应有的贡献。

白皮书指出中国航天事业的发展宗旨是:

探索外层空间,扩展对宇宙和地球的认识;和平利用外层空间,促进人类文明和社会发展,造福全人类;满足经济建设、国家安全、科技发展和社会进步等方面日益增长的需要,维护国家利益,增强综合国力。

中国航天事业的发展原则是:

坚持长期、稳定、持续的发展方针,使航天事业的发展服从和服务于国家整体发展战略;坚持独立自主、自力更生、自主创新,积极推进国际交流与合作;根据国情国力,选择有限目标,重点突破。提高航天活动的社会效益和经济效益,重视技术进步的推动作用;坚持统筹规划、远近结合、天地结合、协调发展。

白皮书还谈到了中国航天事业发展现状,指出中国已经在航天事业上取得了很多进步。白皮书同时介绍了中国航天事业的近期和远期发展目标。

白皮书指出,21世纪将是世界航天活动蓬勃发展的新世纪。中国根据国家发展的现实需求和长远目标,正在制定面向21世纪的航天发展战略和规划,加快发展航天事业。

另外,白皮书强调,中国一贯支持和平利用外层空间的各种活动,主张在平等互利、取长补短、共同发展的基础上,增进和加强空间领域的国际合作。

白皮书说:

中国政府继续支持在空间技术、空间应用和空间科学等领域开展国际交流与合作。《中国的航天》白皮书的出台,特别是“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”这句话的公开披露,立刻引起国内外媒体敏感的猜测。大家都在惊呼:中国要探月了!在白皮书公布后的一两个月里,“中国探月”成了国内外媒体出现频率最高的字眼。

与媒体的大声惊呼不同,科学家们正在为中国的探月工程紧张地进行着研究论证工作任务。时任中国国防科工委副主任、中国国家航天局局长的栾恩杰就多次找到航天专家孙家栋。

栾恩杰非常了解孙家栋这位航天总体大师高超的谋略、敏捷的思维、丰富的经验,以及对中国航天的钟情和在航天界的影响力及人格魅力。

这两位在业内极具影响力的“老航天”满怀神圣的使命感,一起谋划着中国航天发展的战略思路。两人的灵感一经碰撞立即迸发出了具有前瞻性的火花。

他们认为,按照国家目前的技术水平和经济实力完全可以开展对月球研究探测的工程实施,可以着手考虑工程实施方面的大思路了。

孙家栋与栾恩杰两人还把几十年来对月球资源应用有着极大兴趣的中国科学院欧阳自远院士找来,一起切磋谋划探月工程实施的事情。

2000年5月和2001年1月,清华大学两次组织了“月球探测技术研讨会”。

通过这两次研讨会可以看出,我国的月球车技术已经达到了相当高的水平。但是这并不表示我们很快就可以登月,因为月球车本身的技术并不复杂,把月球车送上月球的相关火箭技术才是至关重要的。

而在火箭技术方面,我国还未起步。而且,即使月球车的相关理论与技术都已成熟,要运用到实践中,也还需要一个长期的过程。最短也要8年,我们的月球车才有可能登上月球。

2000年8月,中科院组织的专家论证会顺利地评审通过了“月球探测卫星科学目标及有效载荷”这项研究成果,标志着中国探月一期工程的科学目标被正式确立。

中科院所确定的科学目标有四项:绘制全月面的三维立体影像图;分析月球表面14种元素的含量和分布;探测月球土壤的厚度;探测地月空间环境。后来在2001年,“发射绕月卫星”第一期科学目标和有效载荷配置通过了国家评审。

2000年10月5日,在京召开首届“世界空间周”庆祝大会。会上,时任国防科工委副主任、国家航天局局长的栾恩杰作了题为《面向21世纪的中国航天》的专题发言。

栾恩杰说:

我国将在无人实验飞船成功飞行的基础上,实现载人航天飞行。在空间探测方面,将实现月球探测,并积极参与国际火星探测活动,使我国的空间探测技术上升到一个更高的水平。

这是中国高层首次公开表明探月决心。

2000年11月,《中国的航天》白皮书正式出台,这是中国政府开始对月球探测的号召,也是时代的召唤,全国科学家将以更加积极的姿态,开创中国航天新时代。

国务院批准绕月工程

2004年1月23日,正是中国农历的大年初二,这是一个值得在中国历史上留下重大印记的日子,探月的轮廓在一次次缜密的描绘中,一节节浮出水面,就像十月怀胎终于分娩。

这一天,新一届国务院总理温家宝没有因为新年而停止工作,而是在为中国的未来忙碌着。他不仅在科学家提交的报告上签了字,批准了中国的绕月探测工程立项,而且对后续工程,他也作了批示:

建议纳入国家科技长远规划编制工作中充分论证。

我国第一个月球探测工程被命名为“嫦娥1号”工程,探测器被命名为“嫦娥1号”。

从此,中国的绕月探测工程正式启动。

经众多科学家们多次的建议,多年的论证,中国的探月工程终于进入到了实质性的发展阶段。当时,中国“双星计划”的首席科学家刘振兴院士说:

把绕月卫星发上去,这是被逼出来的。印度已经宣布2007年发射绕月卫星,他们的技术力量挺强,我们必须得赶到前面去,现在时间已经很紧了。

好消息在当天下午就传到了远在贵阳的欧阳自远耳里的。后来欧阳自远回忆说:

当时很平静,因为我知道探月这件事情我们迟早要做,我始终坚信我们会成功。

在得到中央批准之后是如此平静,足可见欧阳自远对中国未来科学的自信和把握。

白皮书出台以后,面对媒体的大肆炒作,中国的航天科学家们却心如止水,默默地进行着各自的工作。中国航天科技集团公司组织的“我国开展月球探测的概念性研究”课题组也在继续做着扎扎实实的基础研究工作。

这个项目由科学界德高望重的空气动力学专家庄逢甘院士任课题组组长。在他的带领下,一批中国的科技精英根据我国的国情和现有技术力量,提出了我国探月的科学目标、开展一期工程的总体方案、实施该方案的现有能力评估、探月工程中的关键技术难点、工程研制进度和经费预算等实际问题。

课题组的研究成果成为后来向中央汇报立项报告的蓝本。当时提出2002年课题组提出的月球探测工程最初“版本”是分五步走:

第一步,发射探月卫星;

第二步,实现月球软着陆;

第三步,月面巡察采样并返回;

第四步,2020~2030年实现载人环月轨道飞行、载人登月;

第五步,2030~2050年与有关国家共建月球基地。

课题组还对第一步“发射探月卫星”做了工程预算,大约需要投资11亿人民币。

也许是考虑到工程的可行性及方方面面的承受能力,有关部门把课题组提出的前三步作为探月工程的一、二、三期工程,即绕、落、回,写入了给国家的立项报告。至于后两步,他们认为可以留待以后根据世界科技的发展趋势再决定。

科学家们的立项论证是在白皮书出台以后开始进入操作的。白皮书出台以后,搞了一辈子航天工程总体工作的孙家栋明确提出了自己的观点。他认为,作为进军月球这样的航天大工程的实施,首先要获得国家的立项批准。

孙家栋根据自己多次开创大型航天工程担任总设计师的经验,在立项之前必须明确工程目的、实现途径、需求牵引、技术经济可行性、远期目标的连续性等原则问题。孙家栋提出,工程起步要先立足于满足工程的基本条件,在基本条件的基础上由简到繁分步实现工程应用的发展目标。

2001到2002年间,孙家栋受国防科工委委托,组织全国各方面力量,开展了我国月球探测卫星的科学目标与有效载荷配置的研究,对我国月球探测关键技术的解决途径,对月球探测工程的综合立项工作进行了反复论证。

孙家栋院士是“东方红”卫星系列的总设计师。在这次立项论证中,孙家栋从火箭、卫星、轨道、仪器等各层面,逐项制定并落实技术标准,为探月工程提供切实可行的工程保障。

通过为期一年的综合论证,最后得出结论:

科学目标明确、先进,技术能够实现,没有颠覆性的技术问题,为国家的最后决策提供了科学依据。

中国的探月计划从论证开始,就受到国家领导人的高度重视。2002年10月17日,中央研究重大工程的专门委员会第三次会议召开。在这次会议上,时任中国国务院总理的朱镕基以他惯有的务实精神,批示道:

要抓紧探月工程的论证工作,力争赶在印度前面探月。

2003年2月28日,国防科工委在北京召开了200余人参加的“2003年民用航天工作会暨探月工程筹备会”。国防科工委邀请孙家栋等20名院士作为正式会议代表参加了会议。

这次会议确定了3人筹备领导小组,正式全面启动月球探测工程前期工作。

在这次会议上,国防科工委副主任栾恩杰作了题为《与时俱进,开拓进取,谱写中国航天新篇章》的报告。报告中提出了“正式启动探月工程筹备工作”。

时任国防科工委主任的刘积斌在大会上宣布了探月工程组织系统名单,任命孙家栋为探月工程筹备阶段的总设计师,由他负责组织工

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