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看不见的“风筝线”

二〇〇四年九月,距离“嫦娥工程”正式立项已经过去了大半年的时间,在总设计师孙家栋、总指挥栾恩杰、首席科学家欧阳自远等人的多方努力之下,一支朝气蓬勃的中国探月科研团队终于组建起来!

这支队伍有不少优势:主力队员靠谱,名家坐镇,大家团结一心,可以集中力量办大事!但劣势也很明显:时间紧任务重,物资匮乏,理论方面比较落后,前沿技术两眼一抹黑。

二〇〇四年十一月十九日,“嫦娥1号”开始研制。

探月工程组的成员虽然没有把各种困难挂在嘴上,但在这一时期,他们难免眉头紧皱,心事重重。搞卫星不像种白菜,只要多下几回地,慢慢就能自己找到诀窍。航天需要高、精、尖的技术支持。现在,整支队伍一没有经验参考,二没有理论支撑,想让“嫦娥”飞天,可不是比“登天”还要难嘛!

作为月球探测一期工程的总设计师,孙家栋当然清楚大家内心的想法。

当年研发“东方红2号”卫星时,他也曾多次发出类似的感慨:“要是能想办法跟那些已经成功探月的发达国家学些经验技术就好了,再不济,从他们那里购入一些最新的测算仪器也行啊!哪怕是些星星点点的碎片,总比没头没脑地摸索上天要强多了。”

然而,多年在卫星研发领域的摸爬滚打,教会了孙家栋一个简单的道理:尖端行业的“卡脖子”技术是买不来的,在这个各国都日益重视航天事业发展的时期,我们必须放弃依赖心理,凭借自己的力量,蹚出一条属于中国航天的专属道路来。

这就像你在学校里想当优秀生,没法从别人那里讨来晋级秘诀,只能自己埋头努力,找到前进的方向。

“嫦娥1号”的计划目标就像中国人惯有的含蓄和彬彬有礼,它并不着急落到月面上,而是不急不缓地计划实现“探月三部曲”中的第一步——绕月。

而实现“绕月”可以简单划分为三步走:

第一步,“嫦娥1号”顺利点火发射;

第二步,“嫦娥1号”成功抵达距离月球约二百公里的近月轨道;

第三步,“嫦娥1号”顺利被月球捕获,开始规律地绕其飞行。

有了“东方红2号”的技术打底,孙家栋并不担心“嫦娥1号”的发射问题,但他很快便意识到,整个探月工程最难啃的一块硬骨头,就是卫星到达近月轨道后,该如何顺利实现绕月飞行。

这是相当关键的一环,因为地面的科研人员必须事先判断好“嫦娥1号”到达指定轨道时的状态,如果速度太快将会冲出轨道,速度太慢则可能根本无法抵达。同时,地面测控系统还需要确保“嫦娥1号”能够正常接收指令,包括变轨、调整航天器姿态等。

如果将“嫦娥1号”比作风筝,那么测控系统就是那个放风筝的人,而控制风筝的线绳则是由地面指挥中心发射的电磁波。这是一条看不到却至关重要的“风筝线”。

在“嫦娥1号”之前,我国卫星的测控系统只操纵过近地轨道的飞行器,可一旦到了未知的宇宙中,这一切就大不相同了。

要使电磁波信号穿透地月之间三十八万公里的空间,不仅要防止太空环境可能存在的干扰,更要精准屏蔽掉人类社会产生的各类电磁噪声,这实在是一个让人头疼的问题。风筝没有线,该怎么飞起来呀?

总指挥栾恩杰曾回忆说:“地面最高的卫星是三点六万公里,但月球离地球三十八万公里,‘嫦娥1号’的信号传到地球时将会以百倍的速度衰减。当时天线能量提高不了,地面就不能预演,工程进行了一年多,实在做不下去了。”

难度如此之高,但绝对不会有人提出放弃。

为了应对信号衰减的问题,北京航天指挥中心的工作人员尝试了三十多种传输、编码的方式,方案一共做了二十多个,加起来有五千多页!摞起来足有半米高!

办法终于找到了!中国人民解放军某部在青岛和新疆分别建造了两个直径约十八米的大天线,大大提升了性能,测控系统终于能实现对“嫦娥1号”的跟踪和测量了。 wuJr28Mm4QadIlaFWONmur1Ar/cBYBT11p8xTz6ZO9Fsv50bOqCE0qSzTtT3BrQA

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