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“千万分之一的幸运”—专访中国探月“主帅”叶培建

发布时间 :2019-02-14      作者 :撰文 本刊记者 胡周萌      

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  • 2017年在杭州崇文实验学校给孩子们讲中国的探月.jpg

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  “我已年过七十,经历诸多,此时心情仍旧激动。为什么?首先是自豪。嫦娥四号落到月球背面,这是全人类的第一次。”

  每逢卫星发射前夕,叶培建的内心常常满溢一股自豪之情。“等卫星上天,全国人民就都知道了,这是我们干的!”

  探月这份事业,叶培建一干就是20年。

  2001年,他开始担任嫦娥一号技术负责人,率领团队开辟中国的探月道路。从论证探月方案,到组织团队设计研究,再到执行任务,他见证了“嫦娥”每一个振奋人心的瞬间,也深知这些瞬间背后所凝聚的艰辛。如今,年逾七旬的叶培建是中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席专家,他仍肩负着嫦娥系列各型号总设计师、总指挥顾问的重任,掌舵中国探月之旅。

  就在嫦娥四号发射的两天前,叶培建在动员会上说:“我已年过七十,经历诸多,此时心情仍旧激动。为什么?首先是自豪。嫦娥四号落到月球背面,这是全人类的第一次。我们现在能去,真是太幸运了。全世界75亿人,我们骨干队伍就几百人,只占千万分之一。这千万分之一的幸运就落在我们头上。”

  人民画报:2001年至2004年,探月工程经过了三年论证,这个过程中是否有波折?当时的讨论为探月工程的实施奠定了怎样的基础?

  叶培建:当时的论证比较复杂。因为资金有限,我们要通过较少的次数实现科学目标,还要实现航天技术的进步,所以设计了“绕、落、回”三步走,三次走完无人探月人类走过的全部路程。关于“绕、落、回”,我们没有分歧,但第一步怎么绕,内部有不同意见,各个方案“PK”,最后采纳了五院的方案。主要有两点考虑:第一,技术不能太新,都用新技术,风险很大,所以主要继承了东方红三号和中国资源二号这两个卫星平台的技术;第二,我们起步晚,于是提出一些创新的办法,既能比较快实现绕月,一旦实现后,又不至于落后。总的来说,“继承+创新”做得比较好。

  载人航天和探月这两个大工程都告诉了我们一条重要经验,那就是做好“顶层规划”。探月就按“绕、落、回”的路线走,不折腾,这样队伍就很稳定。而且,做第二步就想到要为第三步服务,做第二步就想到利用好第一步积累的技术,依此类推,无论多困难,坚持往前走。

  人民画报:2004年探月工程正式立项,您带领年轻的团队用三年时间完成了嫦娥一号研制任务。当时最大的困难是什么?

  叶培建:2001年我开始担任嫦娥一号的技术负责人,肩上担子尤其重。那时,我还是中国资源二号总设计师兼总指挥,它是中国第一个传输型的对地观测卫星。

  嫦娥一号是中国第一颗月球探测卫星,很多技术挑战从未遇到,困难和压力主要在于此。比如,卫星怎么飞到月亮?

  还要正好被月球捕获?地面上是无法做实验来验证的。又比如,月球离地球40万公里,怎么解决通信问题?对月球定位需要紫外敏感器,那时中国还没有,得从头研制。地球卫星是两体定向,而月球卫星要三体定向,既面对太阳,又面对地球,还要面对月亮,卫星天线得转起来,怎么实现?月球轨道上冷热差超过300度,怎么保证卫星的长寿命?等等。当时总结的七个关键技术问题,都一一解决了。

  人民画报:自探月工程启动以来,您遭遇过“捏一把汗”的时刻吗?

  叶培建:我有一种心理,就是做了那么多工作,我们应该成功,如果还不成功,那确实是有些问题没有意识到。我们的工作做得很细,嫦娥四号光故障预案就做了几百个,能考虑到的所有问题我们都演练过,包括出现问题谁来决策、怎么上报。但是做科学实验,没有绝对万无一失的时候。

  嫦娥每一个型号的发射,我都在现场,作为核心人物,我都表现得很平静,这样大家心里才有底。如果连我都忙起来,那肯定是出大问题了。飞控专家组的最高境界就是喝咖啡、聊天、无事可做。

  人民画报:您如何把握探月工程的进展,既控制风险也大步向前?

  叶培建:嫦娥一号成功后,不主张发射嫦娥二号的声音很强烈。我说,中国探月只有这一次吗?备份卫星已经做好,发射了可以为今后多积累点成果。我们看到嫦娥二号很成功,到达了距离地球150万公里外的拉格朗日L2点,还会见了图塔蒂斯小行星。这次,有人不同意嫦娥四号落在月亮背面,但我认为,只要中国继续探月,早晚都要去月球背面,要去月球两极,才会有创新,既然现在可以去,为什么要等回过头再花钱呢?

  嫦娥四号去月球背面难题的确很多,是要担风险的,主要得解决通讯问题,于是我们发射了中继星。另外,月背着陆的环境还很复杂,需要很多敏感器判断地形地貌,我们也做出来了。

  人民画报:嫦娥四号任务开展了科学载荷的国际合作,搭载了4台国际科学探测设备,您如何看待这一进展?

  叶培建:全世界能去月球的机会很少,各国科学家都希望把握。对全人类来讲,国际合作是个贡献,表明我们的大度,也表明我们中国人是坦荡的。国际上有的月球探测项目排斥中国,但我们不排斥其他国家,我们的空间站和月球探测都欢迎他们来。这次美国科学家也提出,希望我们把“鹊桥”中继卫星的工作时间延长到5年,他们也想利用,都没有问题的。

  人民画报:您认为对月球的探索有何重要价值和意义?

  叶培建:月球到底是地球分出去的一块,还是当初形成地球时同时形成的,到现在仍无定论。通过对月球的研究,我们可以了解宇宙的形成,对宇宙越了解,就更有利于改造、利用地球。月球也有很多资源。比如,月球上的氦-3可以做核发电,而且氦-3储存量可供人类使用一万年,又干净又好。困难在于怎么开采、带回地球利用。现在看是困难的,那么一百年、二百年以后呢?今天没有利用,不代表将来不用。

  人民画报:您如何评价我国深空探测能力在国际上的水平和目前的发展势头?

  叶培建:进入21世纪,人类探月再次进入高潮,但我们不能一口吃成胖子。现在我们有了部分成果,但整体上还是比较后进的,和国际先进水平还有很大差距。

  今年我们就要实现月球采样返回,同时也在开展载人探月论证,未来我们还要去月球两极。不久,我们在探月上就会达到领先地位。按计划,2020年会发射火星一号,既要绕,又要落,还要走起来。如果成功,那在火星探测上,我们就一步走到了前面。此外,我们还策划了小行星探测,还想在建国100周年达到木星。等走完这几步,才可以说中国深空探测走到了世界前列。

 

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  “我已年过七十,经历诸多,此时心情仍旧激动。为什么?首先是自豪。嫦娥四号落到月球背面,这是全人类的第一次。”

  每逢卫星发射前夕,叶培建的内心常常满溢一股自豪之情。“等卫星上天,全国人民就都知道了,这是我们干的!”

  探月这份事业,叶培建一干就是20年。

  2001年,他开始担任嫦娥一号技术负责人,率领团队开辟中国的探月道路。从论证探月方案,到组织团队设计研究,再到执行任务,他见证了“嫦娥”每一个振奋人心的瞬间,也深知这些瞬间背后所凝聚的艰辛。如今,年逾七旬的叶培建是中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席专家,他仍肩负着嫦娥系列各型号总设计师、总指挥顾问的重任,掌舵中国探月之旅。

  就在嫦娥四号发射的两天前,叶培建在动员会上说:“我已年过七十,经历诸多,此时心情仍旧激动。为什么?首先是自豪。嫦娥四号落到月球背面,这是全人类的第一次。我们现在能去,真是太幸运了。全世界75亿人,我们骨干队伍就几百人,只占千万分之一。这千万分之一的幸运就落在我们头上。”

  人民画报:2001年至2004年,探月工程经过了三年论证,这个过程中是否有波折?当时的讨论为探月工程的实施奠定了怎样的基础?

  叶培建:当时的论证比较复杂。因为资金有限,我们要通过较少的次数实现科学目标,还要实现航天技术的进步,所以设计了“绕、落、回”三步走,三次走完无人探月人类走过的全部路程。关于“绕、落、回”,我们没有分歧,但第一步怎么绕,内部有不同意见,各个方案“PK”,最后采纳了五院的方案。主要有两点考虑:第一,技术不能太新,都用新技术,风险很大,所以主要继承了东方红三号和中国资源二号这两个卫星平台的技术;第二,我们起步晚,于是提出一些创新的办法,既能比较快实现绕月,一旦实现后,又不至于落后。总的来说,“继承+创新”做得比较好。

  载人航天和探月这两个大工程都告诉了我们一条重要经验,那就是做好“顶层规划”。探月就按“绕、落、回”的路线走,不折腾,这样队伍就很稳定。而且,做第二步就想到要为第三步服务,做第二步就想到利用好第一步积累的技术,依此类推,无论多困难,坚持往前走。

  人民画报:2004年探月工程正式立项,您带领年轻的团队用三年时间完成了嫦娥一号研制任务。当时最大的困难是什么?

  叶培建:2001年我开始担任嫦娥一号的技术负责人,肩上担子尤其重。那时,我还是中国资源二号总设计师兼总指挥,它是中国第一个传输型的对地观测卫星。

  嫦娥一号是中国第一颗月球探测卫星,很多技术挑战从未遇到,困难和压力主要在于此。比如,卫星怎么飞到月亮?

  还要正好被月球捕获?地面上是无法做实验来验证的。又比如,月球离地球40万公里,怎么解决通信问题?对月球定位需要紫外敏感器,那时中国还没有,得从头研制。地球卫星是两体定向,而月球卫星要三体定向,既面对太阳,又面对地球,还要面对月亮,卫星天线得转起来,怎么实现?月球轨道上冷热差超过300度,怎么保证卫星的长寿命?等等。当时总结的七个关键技术问题,都一一解决了。

  人民画报:自探月工程启动以来,您遭遇过“捏一把汗”的时刻吗?

  叶培建:我有一种心理,就是做了那么多工作,我们应该成功,如果还不成功,那确实是有些问题没有意识到。我们的工作做得很细,嫦娥四号光故障预案就做了几百个,能考虑到的所有问题我们都演练过,包括出现问题谁来决策、怎么上报。但是做科学实验,没有绝对万无一失的时候。

  嫦娥每一个型号的发射,我都在现场,作为核心人物,我都表现得很平静,这样大家心里才有底。如果连我都忙起来,那肯定是出大问题了。飞控专家组的最高境界就是喝咖啡、聊天、无事可做。

  人民画报:您如何把握探月工程的进展,既控制风险也大步向前?

  叶培建:嫦娥一号成功后,不主张发射嫦娥二号的声音很强烈。我说,中国探月只有这一次吗?备份卫星已经做好,发射了可以为今后多积累点成果。我们看到嫦娥二号很成功,到达了距离地球150万公里外的拉格朗日L2点,还会见了图塔蒂斯小行星。这次,有人不同意嫦娥四号落在月亮背面,但我认为,只要中国继续探月,早晚都要去月球背面,要去月球两极,才会有创新,既然现在可以去,为什么要等回过头再花钱呢?

  嫦娥四号去月球背面难题的确很多,是要担风险的,主要得解决通讯问题,于是我们发射了中继星。另外,月背着陆的环境还很复杂,需要很多敏感器判断地形地貌,我们也做出来了。

  人民画报:嫦娥四号任务开展了科学载荷的国际合作,搭载了4台国际科学探测设备,您如何看待这一进展?

  叶培建:全世界能去月球的机会很少,各国科学家都希望把握。对全人类来讲,国际合作是个贡献,表明我们的大度,也表明我们中国人是坦荡的。国际上有的月球探测项目排斥中国,但我们不排斥其他国家,我们的空间站和月球探测都欢迎他们来。这次美国科学家也提出,希望我们把“鹊桥”中继卫星的工作时间延长到5年,他们也想利用,都没有问题的。

  人民画报:您认为对月球的探索有何重要价值和意义?

  叶培建:月球到底是地球分出去的一块,还是当初形成地球时同时形成的,到现在仍无定论。通过对月球的研究,我们可以了解宇宙的形成,对宇宙越了解,就更有利于改造、利用地球。月球也有很多资源。比如,月球上的氦-3可以做核发电,而且氦-3储存量可供人类使用一万年,又干净又好。困难在于怎么开采、带回地球利用。现在看是困难的,那么一百年、二百年以后呢?今天没有利用,不代表将来不用。

  人民画报:您如何评价我国深空探测能力在国际上的水平和目前的发展势头?

  叶培建:进入21世纪,人类探月再次进入高潮,但我们不能一口吃成胖子。现在我们有了部分成果,但整体上还是比较后进的,和国际先进水平还有很大差距。

  今年我们就要实现月球采样返回,同时也在开展载人探月论证,未来我们还要去月球两极。不久,我们在探月上就会达到领先地位。按计划,2020年会发射火星一号,既要绕,又要落,还要走起来。如果成功,那在火星探测上,我们就一步走到了前面。此外,我们还策划了小行星探测,还想在建国100周年达到木星。等走完这几步,才可以说中国深空探测走到了世界前列。