余梦伦:深空探测是中国的责任和义务

http://www.sina.com.cn 2007年10月25日12:53 新浪嘉宾访谈

  主持人:我们一起来祝愿一次就能够成功找到这个入口。我们知道卫星现在已经发射成功了,我们怎样知道它现在的位置和状态呢?这也是网友特别关心的问题。

  余梦伦:探月有五大系统,里面有一个很重要的测控系统。我们国家建立了地面测量系统。另外通过国际合作,比如欧空局、智利、圣地亚哥也都参加了,基本都会有地面站测量卫星轨道,确保万无一失。在探月之前这一套测控系统做过很多次实验,大家可以放心,卫星跑不了。(笑)

  主持人:余教授说的可以通俗理解一下,我们在地球上架了一个高倍望远镜能够观察到卫星的一举一动。还要请教一下邓先生,刚才说了卫星加速的问题,卫星减速靠什么来完成?

  邓湘金:

发动机工作时会产生一个推力,发动机和飞机不太一样,但是原理基本上是一样的。当发动机产生一个推力,与飞行器的速度一致时,速度就快了。如果你再往前走,人家往后推你,你的速度就会越来越慢。当推进系统把推力调成与速度相反的话就可以减速了。

  余梦伦:简单来讲就是把卫星翻一个个儿。

  主持人:加速的目的是让它快点儿进入轨道,减速的目的呢?

  邓湘金:减速目前在地球轨道上是不会发生的。在什么地方发生呢?当卫星离开地球时需要加速使它逃逸,能够脱离地球对它引力的吸引,让它能够飞到月球上。当探测器从地球飞到月球的过程中是受到两个天体的引力作用,当离地球比较近时地球对它的引力是比较大的。当距离越来越远,到达地月之间某一个平衡点时,地球和月球对它的引力是一样的。在这之前探测器虽然是加速离开时速度比较大,但是因为引力的作用速度会逐渐减小。因为地球对它的吸引力大,月球对它的吸引力小,引力方向恰好与速度相反。当探测器过了这个平衡点之后,月球引力会对探测器的吸引力大于地球对它的吸引力。过了平衡点之后探测器是加速往前走的。

  探测器加速往前走,比如说从地球上飞到月球时会这样过来。从惯性力可以知道,当一个东西飞的非常快时,月球与飞行器之间的引力和距离是有关系的,当引力比较小,不足以把探测器拖住的时候,它就冲出去了。当探测器快到达月球时必须要对探测器进行减速,否则的话就跑到月球之外去了。

  实际上在第一次转的时候还不是一下子就进入到200公里的准确轨道,而是会进入比较高的轨道。因为各种机械、电子、燃料等等本身有很多误差不可能一下子到达,最保险的方法是使月球能够把它捕获,围着月球转,这样以后再慢慢调整,保险系数会更高一些。使卫星减速,这样轨道就会越来越低了,减速主要是发生在月球上。

  主持人:减速是为了保证正常的轨道运行。

  余梦伦:月球引力比较小,速度太大的话卫星就会冲出去了,所以必须要减速。比如说人在月球上跳会比在地球上跳的还要高,因为引力小,月球引力是地球引力的六分之一。

  主持人:我们很想有机会去月球上跳一下,看一看有什么差异。

  网友:到达减速这个环节了,进入环月工作的轨道要有多长时间?

  余梦伦:这个问题比较专业,我们通过工作了解到,进入到环月轨道最后要稳定下来是离开月面高度200公里的轨道,这是最后一步了。剩下的时间是月球探测器进行工作,飞行任务就完了。

  主持人:通俗一点,绕月一圈要花多长时间?

  余梦伦:大概是127分钟。

  邓湘金:当探测器快到月球时推进系统必须要点火把速度减下来,第一次近月制动是使卫星能够顺利进入一个比较大的椭圆轨道,近月点的距离是200公里,远月点是8700公里,这时能够让卫星围月球转起来。当卫星到达这个轨道上时卫星是不能正常工作的,因为设计轨道不是这个状态,必须要把8700公里的轨道降下来,当飞行器第二次到达近月点时再次点火,使速度减下来,使得大椭圆的远月点降低到1700公里的轨道上,这个轨道的运行周期大概是3.5个小时。200公里乘1700公里的轨道还不是卫星的工作轨道,还得进行第三次点火再次制动进行减速,把远月点高度再次降低。第三次点火之后就可以把卫星轨道从1700公里降到200公里。因为月球引力场的作用会使运行轨道进行变化,所以要进行调整。

  主持人:按照两位的说法对探测器的要求是不是特别高呢?

  邓湘金:是的,点火的时刻、点火时间的长度以及发动机工作的稳定状态都非常关键,其中任何一点出问题都将会影响到它正常设计的情况。

  余梦伦:所以为了保险整个控制过程都是地面控制的。

  主持人:这次探月工程最实用的目的是看一看月球有没有很好的资源为地球所用。如果真发现这样的资源拿回地球,会不会因为月球引力的作用带来一些不好的影响呢?

  邓湘金:这个问题想的比较深刻了。国际上的深空探测任务目标有两大类,第一大类是了解空间是怎么起源的、人类是怎么来的,进行科学探测。另一个欧空局、日本、印度都很关注深空探测,一方面能够引导国家的科学不断发展,处在世界的前沿。另一方面能带动航天技术水平的提高。相当于人类的活动范围已经扩大的。比如说人类以前最早打仗是在陆地上打,

二战时在空中打,二战之后还有一些太空竞赛,人类的活动空间越来越大了。比如说别人在那个空间里已经有很成熟技术了,中国还没有进入的话,会对一个国家的战略发展有影响。

  这是深空探测的两个意义,科学意义和工程技术意义。将来把资源带回地球来,会不会发生什么灾难性的东西,目前来讲是不会的。包括原苏联把三次成功发射采回来的样品保存,也进行科学分析。像美国通过阿波罗工程把月球样品带回来,也进行相应的分析。从目前经验来看,把月球的一些样品带回到地球,主要目的是想探索一些人类起源和人类未来发展的问题,应该说这些样品不会对人类发展带来灾害性的东西。当然在这个过程中要注意保护一些外星球的东西,不能随心所欲,应该保护月球的环境。即使我们对月球没有研究清楚,但是尽量把它的状态保存下来。当我们的后代,几十年或几百年以后有更强的能力,能够对月球的原状进行研究的话也是一个贡献,也是现在人类的一个责任。

  主持人:对这个问题余院士怎么看呢?

  余梦伦:比如说宇航员返回必须隔离之后进行各方面的处理,对月球来说,从阿波罗回来以后,包括前苏联带回来的样品,中国也有一克阿波罗回来以后的样品,很小心地保护,用半克进行各种各样的分析。一方面我们进行科学研究,另一方面也是很慎重的。

  主持人:通过两位的介绍,一方面这次探月过程是对未知的渴求,另一方面也是国力的彰显。我们知道在日本、欧空局都有很多卫星已经在探测过程中了,嫦娥一号的优势在哪里?未来探月工程的前景是怎样的呢?

  邓湘金:中国空间技术研究院联合中国运载

火箭研究院等等相关单位一直在跟踪国际深空探测的情况,也一直在设想我们深空探测的道路怎么走。通过调研我们发现,人类对地球以外天体的探测迄今为止已经超过两百多次了,对月球的探测到昨天为止我们统计的是115次,从昨天之后应该是116次了。在这116次中有中国的一次了。国外从几十年前开始深空探测,中国起步比较晚。做这么大一个工程,需要政治、经济、社会等等方面的支持。国家能够把这么重大的工程开展起来,就说明我们的国力、状态有了很大发展。像这种探月工程并不是每个国家都做得起的,包括经济能力、技术能力以及在国际中的环境,花费是非常高的。

  另一方面即使你有钱,没技术也是做不到的,是很多综合能力的一种体现。

  主持人:未来的前景会是怎样的呢?

  邓湘金:我们一直讲月球探测是我们国家空间探测的第三个里程碑,中国空间探测有这样几个关键的地方,第一个是返回式的卫星,第二个能够载人,空间探测有了一种新的手段。第三种是除了在地球附近活动之外,已经能够跑到地球以外的地方活动了。这是航天史上一个很大的发展,我们把它称之为第三个里程碑。

  我们认为这样一个新领域的开辟,是某种现象即将兴起的迹象,未来道路很长。刚才我也讲了国外已经开展了那么多的探测次数,有它的道理和需求。中国从一个科技强国来讲也好,从一个经济强国来讲也好,或者是这样一个重要民族在世界中未来对科技的贡献来讲都会在这方面做更多的工作。我个人认为深空探测在未来是一个前景比较好的领域。

  主持人:余院士此时此刻是不是特别有同感?

  余梦伦:我也有同感,中国作为一个大国必须要进入空间,从科学领域来说我们进入空间,要了解生命的起源、地球的起源,我们说要认识世界、认识宇宙才能改造宇宙,这也是人类扩展深层空间的一个重要措施。中国作为一个大国,必须要做出我们的贡献,这是我们的责任,也是我们的义务。

  有人说探月花了那么多钱,看不到什么经济效益,不能这么看。当前可能看不到经济效益,从长远来说对人类的发展、对地球、生存等一系列问题都是有很深远意义的。

  主持人:探月工程是一个伟大工程,它的影响不是一时,而是一世。感谢两位嘉宾介绍了非常详实的探月信息,谢谢两位,也感谢网友的收看!

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