叶培建院士说嫦娥探月小故事

　　叶培建：
　　2001年国家给我们提出一个问题，我们能不能在本世纪初去到月球，我们成立了一个论证小组，当时有孙家栋院士带领我们进行论证，论证过程中朱镕基总理问过一句话，他说听说印度人2008年要去月亮上了，我们不能比印度人还落后吧？关于这件事情，我想讲一下我们的基本观点，我们绝不搞太空竞赛，我们也没这个能力竞赛，我们不和美、苏竞赛，我们始终强调这一点。但是，我们航天人有一个愿望，我们不争先，但要恐后，我们不能太落后了，因为世界发展很快，你不前进，别人前进了，你就必定落后。在当时的条件底下，我们经过充分论证，在2003年我们向国家提出了探月工程的三个步数，“三大步”、“三小步”，整个探月工程提出了“探、登、驻”，即探测月球、人登上月球、最后驻上月球（当然是短期的驻）。在“探”里面我们又设置了“绕、落、回”三步。
　　2003年的计划还是设计得很准的，我们充分分析了我们国内的基本条件、国际上发展的技术水平和我们能够做的事情，以及科学家想要获得的科学目标，我们当时定了一个计划，2007年实现绕（绕月球），2015年要实现落，2020年要实现回。现在事实证明都超前了，2007年嫦娥一号如期实现了绕月，2015年的“落”我们2013年实现了。我们这些航天人还是很保守的，一直对外说2020年能够回，过了一段时间中央电视台说我们2017年要回了，我就说我们2017年也要回，既然它说了，我也就能说，对不对？
　　嫦娥一号：
　　我选择了一个副总指挥龙江，现在是我们中国载人事业部的掌门人，当年30岁做我的副总指挥，我们整个团队平均年龄不到30岁，我们经过几年的努力，在2007年的2月份就已经具备发射条件。如果我们在2007年的4月份发射，我们就在日本人的前面，但是很遗憾，嫦娥一号设备都已装上火车，送行酒都准备好了，结果因为国家发生某些事情，发射推迟，被日本抢了先。
　　所以我们有两件事情都比较倒霉，1970年4月12日中国发射东方红一号，在此前的2月份日本人抢先扔了个“铁疙瘩”到轨道上去，不管扔什么，只要绕着地球转就是卫星，所以日本人抢在我们的前面。但是我们的卫星会唱歌，它不会。
　　我们克服的第一个困难是轨道怎么设计，地球在转，晚几分钟发射，发射位置就不对了，发射出去以后，月球是在走的，你要朝着月亮发射，肯定不对的，所以要算好，我过去，月亮就过来，这个轨道怎么设计的问题。轨道设计好了，还有一个问题，就是我必须在某月某时某分某秒发射，但是碰到两个人不干了，我们发射基地的负责同志、专家不干了，他说不行的，你要那个时间发射，如果那天刮风下雨怎么办了。火箭同事也不干了，你要这个时候发，万一到时我这个火箭有一种燃料是必须提前48小时加注的，万一当中有什么问题怎么办。把这几个问题结合起来，我们就想了一个招，我们发射之后，绕着转了7天，如果天气好，提前三天发射，如果天气不好，推迟一天就围地球转两天，因为月亮和地球交汇一个月就一次机会，所以一个月只有一次机会。
　　我从地球上发射，精度都算好了，起飞以后飞上月球，因为掐分掐秒，如果转过去，位置就不对了。为了30分钟，我要付出多大的代价，整个嫦娥一号的卫星上全部科学仪器加起来是110公斤，越多，科学家越高兴，但是为了30分钟，我多装了120公斤燃料，过了30分钟以后地球自转了30分钟，我为了赶这地球自转的30分钟，要消耗燃料120公斤。经过大家的努力，火箭没有推迟30分钟发射，就是在那个精准的时间打出去的，结果坏了，多了120公斤燃料。国际公约，不能污染月球，所以在月球上我们反复地把卫星从高降到低，就是要把这个燃料消耗掉，最后创造了历史。
　　嫦娥一号成功以后，获取了一张分辨率120米的月球图象，虽然分辨率不高，但是有两个特点，第一是全月球，嫦娥一号的图是含南、北极的全图，虽然是分辨率120米，但所有人的视觉感官要比美国的那个效果要好。而且我们还获得了非常大量的科学成果。过去外国人不太理解我们，也就是嫦娥一号发射成功，后来的世界月球大会就在北京开。所以回到第一个问题，你不去，你是没有发言权的，联合国有个公约说得很好，说“月球是全人类的”，后面还有一句话是“谁开发谁利用，谁先到谁得益”。嫦娥一号成功以后，国家给了我们很多荣誉，我们有很多年轻人获得了全国五四青年奖章、三八红旗手等等，也获得了国家科技进步奖。
　　嫦娥二号：
　　
　　嫦娥一号研制完以后，我就不当总指挥了，因为这些年轻人起来了，我就把我们的队伍分成三支。一支队伍干嫦娥二号，黄总师为首又提拔了几个新的总师做嫦娥二号。嫦娥二号有一点小小的故事，干嫦娥一号的时候，有一次温总理听汇报，说你们花了多少钱，我就跟大家讲一讲，我们花钱花得很少，当年我们干嫦娥一号一共就花了14亿。温总理是搞工程的，他问你们有没有备份，我说没有，他说没有备份不行，所以又加了6个亿的备份。孙家栋是个战略科学家，我们在西昌基地发射，他说嫦娥一号成功了，嫦娥二号怎么办，我们就说飞火星，后来发现嫦娥一号改一改还可以飞火星，但是测控不行，我们是在12米天线的条件底下，把卫星上的天线做到了极致，包括转动天线，到月球40万，到火星4亿公里，差了1000倍，我们到了。我们决定把嫦娥一号的备份命名为嫦娥二号，为二期工程做准备，二期工程是嫦娥三号落。为了这个落，落在哪，大家看起来我们现在落的地方很好，这是因为我们做了很多工作。首先我们分析了国外和嫦娥一号已经获取的月图，但是分辨率不够用，我们决定要把嫦娥二号的分辨率大大提高，我刚才讲了我们嫦娥一号的分辨率是120米，嫦娥二号的分辨率是7米。第二个特点，月球比地球小得多，但是月球的高山比喜马拉雅山高得多，喜马拉雅山8000多米，月球上的山有10000多米，我们把飞行高度降低到15公里在月球上面飞是很危险的。我们在虹湾地区，由于降到了15公里，我们的分辨率就接近一米，所以我们拿到了虹湾地区很清晰的月球图片，这为“嫦娥三号”选择着陆地点提供了很好的依据。
　　嫦娥二号上第一次安装了多个监视相机，所以我们可以看到嫦娥二号太阳翼是怎么展开的，发动机是怎么工作的等等。嫦娥二号不负众望，在月球周围工作了半年，完成了全部任务。完成任务以后，身体还很好，很健康，怎么办？当时就有很多主意，有的人说让它跑远一点，有的说让它回地球来，想法很多，最后大家统一了思想，所以嫦娥二号的任务完成得很好。大家都学过物理，两个天体，必定可以找到5个点，在这5个点说如果再放一个飞行器，它理论上是不消耗能源还可以保持稳定，如果在拉格朗日L2点上回过头来观测地球和太阳组成的系统，由于地球遮挡了太阳的一部分阳光，光线不是那么强烈，所以它是个很好的观测地点，是天文学家最理想的空间天文台。我没有经过很好的考证，可能是全世界第二，最差也是全世界第三，我们把嫦娥二号运行了150万公里到拉格朗日L2点上，在那个地方把它的轨道调整成这样就可以了，让它在那运行，我们的科学家在这个点上获取了很多太阳和地的系统的科学数据。到了去年的6月份，它还很好，很健康，吃喝也有，燃料也有。我们说让它跑远一点吧，但是不要太远，我们早就有探测小行星的想法，我们就跟他们说找个小行星，最近可能要飞到地球附近来，他们找来找去就找到了一个行星，叫“图塔蒂斯”，这颗小行星长得像个大生姜。经过观察，它不会来会我们的，我们要去会它。因此我们改变了嫦娥二号的轨道，让它去会这个小行星。当时去会的时候，偏差是15公里，但有人问如果撞上怎么办，我说撞上正好，歪打正着，那就是我们撞上小行星了。结果，最后我们这颗卫星在飞跃“图塔蒂斯”的时候距离只有770米，获取了到现在为止得到全世界科学家的好几封信件，称“这是人类看小行星最清楚的照片”。过去搞工程的人写论文是很少的，更不用说在英国最顶尖的杂志《Nature》上发表文章了，但是这次就小行星的成果，再加上天文学家对小行星的分析，我们在飞跃小行星一周年的纪念日12月13日在《Nature》上头条发表了文章。
　　嫦娥三号：
　　
　　14号那一天，嫦娥三号要落月，我们都在现场。在700多秒里面，我们有一个大屏幕，那不是普通的动画，它是天上下来的数据，点多少时间它就停，我们随着这个动画就可以知道天上的情况，我们看到它下来，着陆相机看到图象我们的心就安稳了。
　　落下来以后，大概有3分钟的时间，我们再近看各种数据，因为不单要落下来，方向要对，姿态要对，一切都很正常，我们落下来的最大偏差是1.2米，非常之准。落下来以后，着陆其在月球上就开始了一些工作。16号凌晨就用着陆器上的相机拍了巡视器上面的国旗，大家看到巡视器从月球车上走下来，那个巡视器是在着陆器底下，有六个轮子，这可不是一般的轮子，很复杂。走每一步动作我们都严密监视，最后当它走下着陆器我们知道第二步目标实现了，这个时候我们都感到非常的兴奋，到16号凌晨习主席、李总理亲自到大厅里来，看了这个照片，跟我们大家握手，这个时候马兴瑞指挥长宣布我们取得圆满成功。
　　16号过去以后，月球车小小午休了一下，因为月球上很奇怪，它绕着地球转一圈是28天，月球的一天是地球的28天，因此月球的一个白天是地球的14天，月球的一个晚上也是地球的14天，落月的时候相当于地球早上八、九点的太阳，这时候不太热，是我们最喜欢的，我们就让它工作，工作两天以后，到了月球的中午，月面温度要到正150度，再加上它本身的发热，我们怕它热坏了，就让它午休了一小会。我也承认，我们现在看起来对月球的认识还不足，我们想得比较保守，后来证明不那么热，所以本来设置它的午休时间没那么长，后来又工作了一段时间，昨天到今天所有的科学载荷都开机了。
　　
　　到了晚上是零下负170度，不见太阳，又发不了电，它要冻死了。后来我们要它活过来怎么办，我们要让它好好地工作，要多取得成果，所以这次的着陆器和巡视器是我们国家第一次使用了核同位素，它可以在负170度的情况底下让月球车保持最低的生存条件。到下个月月初时，当太阳再升起来的时候，能不能把它叫醒，我们设置了一个唤醒电路，说太阳起来了，你要起来工作了，要发电了，但行不行还有待事实证明。到目前那么多难关都闯过来了，但是要过若干天才能证明，这是第一次我们使用核同位素发热。
　　
　　嫦娥五号：
　　
　　在2007年完成嫦娥一号以后，我们组建了嫦娥二号的队伍、嫦娥三号的队伍，同时我们也马上组建了嫦娥五号的队伍。嫦娥五号由一位年轻的专家带队，他30多岁时就已经是国家级的计算机专家，后来在我们的研究所当所长，又在我们研究院当副院长，不当了，专职来做嫦娥五号，组建了一支队伍。嫦娥五号和嫦娥三号相比又有一个很大的跨越，嫦娥五号由4个器组成，着陆器、上升器、轨道器、返回器，4个器加起来很重，现在全部的所有发射场都发射不了了，必须要到新建的海南发射场发射，还要用新研制的长征五号发射。一下子把这4个器的组合体打到月球轨道，打到月球轨道以后轨道器、返回器成一个组合，着陆器、上升器呈一个组合，这两个组合分离，着陆器带着上升器像嫦娥三号一样，降低在我们预定的地区。降到预定地区以后，这个着陆器上有两个机械手，有一个机械手会在月球表面抓东西，然后把它塞到一个容器里面。还有一个机械手会打窟窿，能在月球上打2米深的窟窿，把东西抓住，然后再装到容器里面。这个容器一定要做好，当年阿波罗在月球已经发现有水，但它不敢公布，因为它没有做容器，因为它搞不清楚是什么样的水。后来我们专门设置了一个容器。我们在兰州有一个兰州物理所，是兰州物理所搞的。这个机器手然后把容器转移到着陆器的上升器里面去，上升器要在月面上起飞，这是我们国家的第一次，采样、封装是第一次，上升器起飞也是第一次，起飞很难，我们在地球上，火箭起飞瞄了又瞄，在月球上落下是歪的，而且发动是点火的，温度很高，不能把下面的着陆器烧坏，很多关要攻。着陆器、上升器她到样品以后起飞起来，起飞起来以后再进入月球轨道， 然后轨道器和返回器的组合体去追它，这一点和神舟飞船不一样，神周飞船是飞船去找天宫，是小追大，由于月球轨道上面稍微一点的重量就会带来很大的代价，所以我们都装在返回器和轨道舱上，所以是大追小，大追小的撞击力稍微不小心的话就很麻烦。我们把这三个交汇到一起，然后把上升器里面的样品转回到转移器，然后把上升器扔掉，轨道器和返回器绕过月球返回地球。请大家注意，我们的神周飞船返回是七点几公里，我们已经到达月球，但是还没有出地球，所以要以高速度返回，返回离地球大约5000公里的地方，在这个地方进进行调整，返回器返回地球。
　　返回器返回地球我们没干过，这么高速返回，而且种种原因，主降落场还是要降到中国的大陆上，如果降到海上，海上的数据比较麻烦，因为月球的经度、纬度、什么时间起飞它的落脚点是不一样的，所以会造成我们返回有很大的挑战，所以我们这次的返回会有一个很大的创新。过去返回和神州飞船的返回都是直接返回，这一次为了解决落点的问题，为了解决载陆角以调整冲击力的问题，我们决定这么干，分离进入大气层以后不回来，100公里进入大气层，到60公里时不走了，再跳回到宇宙当中去，再跳回大气层，然后再回来。通过这个办法，距离越长，走的时间越长，我们可以得到很多好处，可以减少发热，减少载陆角等等，所以这种返回方式也将是我们的第一次试验。回来以后，我们的样品将会给科学家们提供中国科学家自己获得的月球样品，去给我们的科学家使用。
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