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第30章 嫦娥二号(3)

$嫦娥二号的拓展任务

2011年2月8日,嫦娥二号在轨探测获得原始探测数据2.84TB,地面应用系统进行各种校正和处理生成7.86TB。目前这些数据已经向全国高等院校、研究院所和企业发布,提供研究与应用。

在各项科学目标都取得圆满成功后,嫦娥二号开始了另外的征程,奔向150万千米的拉格朗日2点;8月25日23时27分,经过77天的飞行,她终于精确抵达科学家们指定的位置。

在地球围绕太阳运转的轨道面上,一共有5个“拉格朗日点”。而2号点,在太阳和地球连线的外侧,背对着太阳,是太阳和地球引力的平衡点。嫦娥二号飞到第2拉格朗日点,那是一个相对理想的地点,这里受太阳辐射干扰最小,还可以避免日凌现象。嫦娥二号在这个拉格朗日点上,可与太阳和地球间的相对位置保持不变,所受到太空中天体引力的干扰也将减到最小,相对而言处于真正的失重状态,可以进行更多的探测和试验。当然,由于身处太空中,诸如太阳风暴等考验总是免不了的。

把嫦娥二号放到拉格朗日2点,究竟是去执行什么任务?欧阳自远说,主要是监测太阳以及太阳的一些活动。当时之所以让嫦娥二号离开月球去日地系统拉格朗日点,是因为它的仪器正常,寿命还长,剩余燃料比较充分,足够支持它完成未来的各项探测任务。

嫦娥二号在拉格朗日2点环绕轨道上飞行了235天,也出色地完成了观察太阳的任务,积累了大量对太阳活动的探测数据。

欧阳自远说,这是嫦娥二号在世界上首次实现从月球轨道出发,受控准确进入距离地球150万千米远的拉格朗日2点的环绕轨道;也是国际上第一次从月球轨道出发探测拉格朗日点的航天活动;更是第一次实现我国对月球更远的太空进行探测,并实现150万千米远距离测控通信。

在出色地完成了此次任务后,嫦娥二号再次向太空深处飞去,这一次是对编号为4179的“战神”号小行星进行交会探测,为未来的小天体探测积累经验。

小行星是太阳系形成初期遗留下来的化石,对于研究太阳系形成早期的物理化学组成、分布和演化具有重要意义。近地小行星近年来受到越来越多的关注,不仅是因为它们的轨道和地球轨道接近,从而可能碰撞地球,是潜在的威胁天体,而且因为它们的近地轨道从动力学上说是不稳定轨道,从而代表了太阳系小天体的动力学演化的一个短暂重要阶段。

4179号小行星呈长椭圆状,主体由两大块组成,它的轨道远日点接近木星轨道,近日点位于地球轨道附近。由于轨道周期共振,4179号小行星每隔4年接近地球一次,距离地球的最近距离仅约为0.046个天文单位,也就是700万千米。假设其真的不幸碰到了地球,那么撞击引起的爆炸威力将相当于1万亿吨炸药,后果不堪设想。

4179号小行星的详细研究对于研究小行星的动力学演化、小行星在早期太阳系的碰撞演化等具有重要的科学价值。一般情况下,经过亿万年的演化,小行星最终会绕其最短轴自转,这也是最稳定的自转状态。但是早期地面观测发现,4179号小行星处于缓慢的不稳定自转状态:它绕着自己形状的最长轴以5.41天的周期自转,同时其长轴以7.35天的周期转动。是什么原因造成这颗小行星这么独特的运行轨迹?专家推测,4179号小行星的自转状态可能是从前受到扰动形成。

1992年和1996年,4179号小行星近距离飞越地球的时候,人们积累了大量的地面雷达观测数据,从而推导出这颗小行星的详细形状,模型的形状非常复杂。它的主体由两大块组成,同时包括很多小的形状单位,比如一些类似陨石坑的形状、一些线性条纹等等。但实际上,这些资料都是间接的推导,并不直观。

嫦娥二号卫星于2012年12月13日成功飞抵距地球约700万千米远的深空,以10.73千米/秒的相对速度,与国际编号4179的小行星由远及近擦身而过,当日16时30分09秒,嫦娥二号与小行星相对距离达到3.2千米,首次实现中国对小行星的飞越探测。交会时嫦娥二号星载监视相机对小行星进行了光学成像,这是国际上首次实现对该小行星近距离探测,拍到了最清晰照片的分辨率是10米。这件事引起了轰动,要在700万千米之外控制两个高速靠近的物体不相撞,最近距离只有3.2千米,表明了我国测控技术的水平和能力。所以说,嫦娥二号最大的亮点就是“3.2千米”。至此,嫦娥二号再拓展试验圆满成功,嫦娥二号工程完美收官。

当前嫦娥二号已经远离地球6500万千米,成为绕太阳运行的人造小天体,嫦娥二号将持续在太阳系空间翱翔,飞向遥远的太空。

但欧阳自远的雄心绝非仅此而已。他认为人类最终目标是寻找第二个适合人类居住的地球,因此未来不仅要探测月球,还要探测火星、金星和木卫二。科学家们相信,火星是可以改造的,可以成为人类第二个栖息地。但要抵达火星,首先要飞掠一些小行星,目前人类已经探测到4700个具有潜在危险的近地天体。“未来还要探测好几个小行星,还要到小行星带上去探测。”

$不能容忍的失败

欧阳自远曾经向我说过,真正令他感到压力的是,中国人无法容忍科学探索上的失败。人们只能看到嫦娥系列卫星一个接一个的成功,无法想象一旦出现失败会是怎样。其实,开汽车有时候都会遇到一下发动不起来的状况,对于如此复杂的探月工程,要做到万无一失,其难度和需要付出的心血可想而知。

但公众的心理期望值就是这样的高,要出去就必须成功,不成功便成仁!看到嫦娥二号的成功,欧阳自远回想起自嫦娥一号开始,不断持续、发酵、升级的压力:“我始终感到发射的时候手心都出汗,简直是血压、血糖、血脂都高得很,几个月睡不着觉。为什么?因为我理解我们这个民族的心理状态。”

在谈论人类月球探测史时,人们通常都说,人类第一个月球探测器是1959年1月2日苏联发射的“月球1号”。事实上,在“月球1号”发射前,无论是苏联还是美国都发射过月球探测器:1958年8月17日、10月11日、11月8日、12月6日,美国先后发射了4个“先驱者号”系列月球探测器,但是都失败了;同年9月23日、10月12日、12月4日,苏联也先后发射了“月球1958A号”“月球1958B号”和“月球1958C号”3个月球探测器,结果也都失败了。

美国为了在探月征途上追赶苏联并实现月球探测的首次成功,可谓决心巨大、不惜代价。在4次“先驱者号”系列月球探测器失败后,从1959年底到1960年底的一年多里进行的3次“能力号”系列月球探测活动又全部失败。但是,这仍然动摇不了美国进军月球的决心,不久其“徘徊者号”计划付诸实施:

1961年,“徘徊者1号”和“徘徊者2号”先后失败;

1962年,“徘徊者3号”“徘徊者4号”和“徘徊者5号”全部失败;

1964年1月30日,“徘徊者6号”发射了,但还是以失败告终;

到1964年7月28日发射“徘徊者7号”,美国实际上经历了13次失败后才取得了其探月的首次成功。

不难理解,“徘徊者7号”之所以能成功,能为人类留下其拍摄的4136张珍贵的月球照片,以及随后“徘徊者8号”和“徘徊者9号”的再次成功,从而顺利完成“徘徊者号”系列计划的使命,都是在吸取前面多次失败的教训后取得的,探月征程也由此向前推进了一大步。

为了使月球探测器能平稳降落月表,即实现月面软着陆,苏联从1965年5月到1966年2月3日“月球9号”软着陆成功,其间曾4次发射了“月球号”系列探测器,试图在月球表面着陆,但都没有成功。

“阿波罗11号”载人登月的成功,当时可以说是人类月球探测史上的神话。但是在成功的背后又有多少次失败呢?

1967年1月27日,“阿波罗1号”飞船在进行地面试验时,因座舱着火,3名宇航员以身殉职。

1968年4月4日,“阿波罗6号”因火箭的第三级在运行轨道中未能按时点火而失败。

即使是在“阿波罗11号”和“阿波罗12号”成功实现了载人登月探测并取样返回地球之后,1971年发射的“阿波罗13号”也仍因系统出故障而未能圆满完成任务。

在月球探测史上,20世纪共进行了108次发射,其中成功52次,成功率为48%。火星探测的成功率更低,只有百分之三四十。美国的航天飞机先后有两架发生了爆炸,共有14名宇航员遇难。人家都经受了,而且继续前进。中国怎么可能不经历任何失败呢?

尽管如此,欧阳自远和他的团队仍然全力以赴、严慎细实、尽心尽力、确保成功。

探月的准备工作做了35年,其中仅仅论证就花了10年时间。报告、评审、回答问题,一步一步通过各层次的评审。

不过,让欧阳自远颇感欣慰的是,探月工程的路走得异常稳健和踏实,嫦娥二号在2013年1月18日被2012年度国家科学技术奖励大会授予国家科学技术进步奖特等奖。2013年7月14日1时许,已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号卫星与地球间距离突破5000万千米,再次刷新“中国高度”。

嫦娥三号成功升空,月球车登陆月球,标志着中国的探月工程又进入了一个崭新的平台。

中国的五星红旗终于在月球上出现了,这一场景,曾经在无数国人的梦中出现,而今,终于变成了事实。

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