中國首次火星探測任務總設計師張榮橋的思索

來源︰光明日報作者︰齊芳責任編輯︰朱紅
2017-09-21 17:03

探索深空,人類不僅要克服已知困難,更要面對很多未知——我們甚至不知道深空中有哪些我們還不知道。那麼,人類能在深空中走多遠?中國首次火星探測任務總設計師張榮橋有很多思索。

思考一︰科學目標——想得到什麼新發現和新認識?張榮橋介紹,幾十年來的深空探測,獲得了很多重大發現,極大地豐富了人類對宇宙特別是太陽系的認識。獲得科學發現越來越成為深空探測可持續發展的驅動力,那麼在這種情況下,中國進行深空探測,有必要先搞清楚哪些已經被驗證了,我們再做要有什麼特點,中國要做什麼原創性的探索。只有搞清楚我們的科學目標,才能有的放矢。

思考二︰科學載荷——想得到的能不能得到?深空探測的重點是空間環境、物質成分、內部構造、表面形貌等,需要得到電、磁、力、溫度等要素。張榮橋說,那麼我們就要考慮研發什麼樣的有效載荷來實現科學目標。比如,要不要開發新的測量機理、方法?能不能做到小型化、多功能化、智能化?

思考三︰環境及其適應性——能否可靠到達和生存?張榮橋介紹,為了面對諸多未知,我們不僅要更多地了解行星的電磁特性、力學特性等情況,還要對工程技術進行研發,比如開發、完善元器件、原材料、軌道設計和控制等,才能確保工程可實現。

思考四︰大推力火箭——能否準時出得去?深空探測器需要脫離地球引力,而實現著陸、采樣返回等任務需要更大質量的探測器。“受天體運行規律影響,發射機會難得,比如火星探測每隔26個月才有一次機會。”張榮橋說,“火箭的運載能力直接決定了能以多大能力出去。因此,要研發大推力火箭,並探索能否實現零窗口發射。”

思考五︰自主導航控制——能否找到自己的路?深空探測的飛行可能需要幾年甚至幾十年,星地距離延伸至幾億甚至幾十億公里,星地時延將達到數小時。“在茫茫星空,探測器怎麼找到自己的路?”張榮橋說,除了星際航行軌道設計,我們還需要新型導航方法和導航敏感器,並實現探測器的自測量、自計算、自診斷和自恢復。

思考六︰數據傳輸——天地通信能否暢通?張榮橋介紹,星地距離的增大讓數據傳輸信號的空間衰耗呈指數增大,如何確保數據傳輸的有效性和安全性,就成為制約深空探測的瓶頸。他認為,除了要提高星上發射能力,例如搭載高效發射機、可展開星載天線等,也要加強地面接收能力,同時可以嘗試不同頻段的組合。

思考七︰能源與動力——能否另闢蹊徑?“探索木星及木星以遠,太陽輻照強度不足以滿足衛星能源需求,而化學推進面臨長期儲存等難題。”張榮橋說,因此需要研究新的能源和動力方式,例如高效光電轉換材料、空間核電源、電推進等。

圍繞這些問題,中國科學家正在努力研究。張榮橋說︰“走出地球搖籃,是人類與生俱來的秉性和精神追求。我們生活在一個偉大的時代,見證和分享了航天發展給人類帶來的福祉,也必將創造新的輝煌。”

(光明日報北京9月20日電)

輕觸這里,加載下一頁