孙家栋：嫦娥奔月不只是一种梦想

　　来源：中华英才半月刊

　　科技才俊

　　中国访航天科技集团高级技术顾问、绕月探测工程总设计师孙家栋说：“随着中国航天事业的不断发展，月球、火星，甚至太阳系将不再遥远。我们应该坚信：中国航天有这个能力！”

　　孙家栋：嫦娥奔月不只是一种梦想

　　文•郗秀青 本刊记者 刘娜

　　1970年4月24日，中国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”，他是技术负责人之一； 2007年10月24日，“嫦娥一号”月球探测卫星发射升空，开始了中国第一次探月征程，他是工程总设计师。

　　37年来，从第一颗人造地球卫星到月球探测，一路走来，他参与了30多颗卫星的研制和发射。他的身影一直伴随着当代中国航天事业的发展历程。他就是78岁的“两弹一星”功勋科学家、绕月探测工程总设计师孙家栋院士。

　　“只有去了才有发言权”

　　绕月探测工程引起全国人民的关注。但探月到底有多难？孙家栋坦言，从工程来讲，我们要离开地球准确到达38万公里远的月球上去，这就是第一个难题。 孙家栋说，1970年我国第一颗人造地球卫星发射成功，这是我国航天事业的起步。经过几十年的奋斗，中国航天事业确实取得了巨大的成就。但是，这几十年我们只是围绕近地空间在转，最多离开地球七八万公里。到38万公里外的月球去，这远远超出了我们几十年近地空间的活动范围。从运动学上讲，所谓近地空间，就是卫星和地球的二体运动空间。探月却要从二体运动变成三体运动，就是卫星、地球和月球三个物体的运动。这也是我们过去几十年从来没有解决过的难题。

　　实际上，飞向月球是一个动态飞行。发射时要有一个提前的时间，这个时间要考虑到月球从一个位置运动到另一个位置。根据这样一个设计要求，地面所有的测控网要随时进行飞行体的测量，测量的精度要非常高。在整个过程中，轨道设计、轨道管理、测量系统、数据系统……都要根据实际情况对它进行调整，这是非常复杂的。

　　孙家栋告诉记者，嫦娥工程最大风险就在这里。这几年，我们的轨道已经经过全国有关专家三次反复背靠背的讨论。不是面对面地讨论，而是你组织一个小组讨论，他也组织一个小组讨论，看看结果有什么区别。同时，卫星起飞后，为了将来整个的控制管理，已经组成了一个非常有经验的专家组，来给大家出点子，监测卫星的情况。

　　在孙家栋看来，轨道设计问题不仅仅是技术上的问题，还有各系统之间的协调。在突破关键技术、逐步形成产品以后，每个层面之间的协调也有相当的难度，因此，要从更高的层次、从全局来考虑。他说，作为指挥员要保证各系统之间的协调，要督促检查各系统作用的发挥。我们要督促，要检查，要制定政策保证质量，最后来验收，使得整个工程圆满成功。 难，为什么还要去?

　　“当掌握了一定的航天技术以后，人类的探索必然要向深空发展，第一步肯定就是月球。”孙家栋坚定地说。

　　“我们去了，在国际上就有发言权。任何一件事，自己没有实践，就没有水平去交流；自己做过了，有经验了，有你的苦辣酸甜了，双方就有了交流的水平，交流的能力，最后才能谈到交流的权力。再说，我们国家的经济发展实力已经可以支撑载人航天和深空探测，技术本身发展也达到这个阶段，有能力开展这方面的工作。因此，根据经济技术能力适当地开展深空探测活动是绝对需要的。如果将来人家已经走得很远了，你的事情还没办，到了那一天，你会发现在这个领域里我们已经没有发言权了。”

　　他说：“如果从探索宇宙奥秘，开发空间资源，推动社会进步等方面讲，我们就更应该去了。月球探测一期工程的目标就是绕月。经过实践以后，我们要掌握深空探测这方面的工程技术。随着技术水平的提高，还要初步建立起一支技术队伍、管理队伍、指挥队伍，积累经验，为今后的月球探测、深空探测打下基础。”

　　航天事业“准”字大于天

　　谈到中国航天技术的不断发展，孙家栋说，中国航天经过几十年的实践，取得了很大成就。“神五”上天以后，当时的总指挥就说了两句话：准时发射，准确返回。准，对航天工程来讲就意味着保证不出问题。

　　经过几十年的实践历练，航天人对航天事业的追求更加执著，形成一支技术精、智慧多、战斗力强的队伍。孙家栋说，对航天人来讲，推动航天发展是永无止境的，永远要向前走。

　　但是，我们也要清醒地看到存在的差距。孙家栋说，客观来讲，中国航天技术发展到现在，基本可以满足我国经济建设和国防建设的需要。但也得承认，我们当前的水平还赶不上西方发达国家的水平，还需要再进一步努力。从技术水平来讲，就是说完成同样的任务，做出同样质量的产品，达到同样的指标，咱们的产品就比别人的重很多。产品重不是某一个环节的问题，而是整个综合技术水平问题，像原材料、元器件等。我们有责任脚踏实地地工作，尽快缩小差距。

　　孙家栋讲了这样一件难忘的事。上世纪80年代末90年代初，美国一位宇航局局长到中国参观。我陪着他参观航天设施，包括靶场，对他比较开放。他看了以后非常高兴，临走时对我笑着说：“这次来，你们这么开放，所有的东西都给我看了，非常高兴。但我想坦率地问一句：你领我看的这些东西，是不是你们生产过程中真实的设备？”我听后挺奇怪，当时并没有理解他的意思，让他重复了一遍。他又说：“你是不是把真正的条件给我看了？”原来是他不理解，中国怎么靠这样差的条件取得那么大的航天成就。

　　孙家栋还讲了一个事例。他说，国外的工业技术水平高，物质条件也比较好，工程技术受到的约束就比较少。比如同样生产一个仪器，用国内材料就有很大差异；要用2毫米的板材，名义上的尺寸是2毫米，但在滚压的过程中却出现偏差，有的厚点，有的薄点，比人家板材的偏差量要大。你在设计的时候要按薄的计算，2毫米板材不能当2毫米用，如果偏差是0.2毫米的话，就是1.8毫米，强度需要达到2毫米，板材起码要2.2毫米，那重量不就上去了？所有产品的重量都上去了，同样的卫星做出来，达到同样的目的，就要比外国卫星重。

　　卫星重怎么解决呢？那就靠火箭。所以中国航天的发展，中国的火箭作出了巨大的贡献。中国的工程技术人员就是在中国的物质条件下，生产出了能达到同样使用水平的产品。

　　对此，一直工作在航天科技一线的孙家栋感慨颇多。他说，经过几十年的发展，中国航天事业摸索到了一些经验，有了一定基础。但探月是第一次，有些问题比较熟悉，有些新问题也确实比较担心，所以责任重大。

　　孙家栋还说，作为工程建设来讲，要有长远目标。要考虑到长远，我们每一步都是打基础。探月是第一次搞，我们要利用这个“第一”来带动我们国家相关产品和技术水平的提高。

　　随着月球探测各期工程的分步实施，我们要逐步突破绕月探测关键技术、月球软着陆及自动巡视勘测技术、月球自动采样及往返技术，研制和发射月球探测卫星、月球软着陆器和月球车、月球采样返回器，建立并逐步健全月球探测航天工程系统，为未来的深空探测活动奠定技术基础。

　　用有限的资源创造奇迹

　　“国家对工程技术的创新提出了一个明确的概念，叫集成创新。集成创新就是在过去取得的成果的基础上，进行合理的组合，加上解决必要的关键技术，从而用比较低的代价、短的时间、高的质量、高的水平完成工程目标和科学目标，也就是要合理地集成，合理地优化。”孙家栋这样解释探月工程创新。

　　嫦娥工程从设计、研制到试验，都是依靠我们国家自己的力量独立开展的，卫星上所有关键设备、仪器都是中国研制的。孙家栋说，在绕月探测工程中，我们就充分利用了几十年中国航天取得的成果，在这个基础上有所发展。这就是说，有什么成果可以用，我们就尽量用。对于要解决的新问题，我们把它集中到几个难点上来重点突破，而不是全面重新研制。这样可以缩短研制周期，减少研制经费，同时可以提高可靠性，提高成功的概率。

　　他举例说，“嫦娥一号”卫星就充分利用“东方红三号”这个平台，运载火箭则充分利用“长三甲”火箭。这样一个非常成熟的卫星平台和一个非常成熟运载火箭结合起来，再用一个比较熟悉的发射场和测控系统。这样就有一个比较可靠的工程基础。

　　正因为我们用了“东三”平台，所以我们发射的轨道看起来好像比较复杂。发射起来以后，要围绕地球低轨道转一圈多，再到24小时轨道转一圈，再到48小时转一圈，到了奔月轨道那个点卫星再加速飞向月球。这样就可以充分利用“东三”平台的特点，因为这个平台本身有比较大的变轨能力，火箭先把它送到一定的速度，奔月差的速度都由卫星自己来解决。

　　有了这两个主要产品结合以后，就带来了一个非常有利的条件。卫星和火箭到了西昌发射场，这个发射场经过多次发射，对它们是非常熟悉的。再加上我们充分利用了原有的测控系统。

　　孙家栋停顿片刻，详细介绍说，我们这次嫦娥工程最大的一个难点，就是到月球去距离远。几十年的近地飞行，离地球最高的距离是七八万公里，现在要飞到月球去平均距离是38万公里，对测控系统是个考验。在这个问题上，我们测控系统在技术上也做了很多的工作，比如线路的设计、轨道的计算、测控数据的处理，再加上充分利用国家天文台的系统，他们有一套用于深空探测的深空望远镜，利用这些设备，就能很好地完成这次任务。

　　孙家栋说，我讲的这些都是说如何利用已有的成果作为基础，但我们都知道，改文章有时比写文章还难，因为它受到已有的条件约束。嫦娥工程比我们已执行的近地卫星技术向前跨的步伐极大，这样就使工程实现增加了更大的难度。国际上的实践经验也说明了一点，首发成功率是比较低的。

　　中国载人航天成功，轰动了世界各国。俄罗斯有一位航天专家说，中国人能上天证明了中国航天团队的智慧和能力。

　　用现有的成熟技术解决面临的难题，要有一个前提条件，就是要有一支好的队伍，这是中国特色。孙家栋说，所谓中国特色概括起来说就是大家集中共同的智慧，互通有无，大力协助，用有限的资源创造一种奇迹。

　　孙家栋又讲了一个故事。那是上世纪90年代的时候，国防科工委一个研究单位要与美国合作搞一个项目，时间比较紧。在一次晚会上，他们把所有的200多支科技队伍都请到一起，大家在一块儿见见面，商量解决时间紧的问题。新加坡的一位女士提问，请孙先生讲一讲，这种情况中国是怎样做呢？我说中国最大的特点就是队伍的团结，大家共同努力，大家别休假，别怕夫人说你晚上没回家吃饭，这样就能完成。他们听了就哈哈大笑。这确实是真实的。中国的工程技术队伍确实很团结，能吃苦。

　　几十年来，孙家栋置身航天科技前沿，注重发挥团队的智慧，始终坚持集思广益的群策群力工作作风。他说，总设计师的任务就是和大家在一起，依靠各个大系统与大家共同来工作，把整个工程的意图、整个的工程目标和大家一起来商量。比如说，我们为什么采用“东三”平台？为什么采用“长三甲”火箭？为什么测控系统的基础建立在载人航天的基础上？这些问题都是经过各方面专家聚集在一起来讨论、研究、决定，依靠集体智慧，用有限资源创造出奇迹。

　　在孙家栋的心中还有许多未了的愿望。他说，以月球探测为主的深空探测会给人类、给中国航天、给我们的科学家创造认识世界、认识宇宙的条件。如何做好月球的文章，世界各国还都在探索。这是绝对没有止境的。

　　发射“嫦娥一号”卫星作为深空探测的一个起点，作为第一步来讲，对于技术进步、队伍建设都将起到很大作用。探月一期成功之后，二三期也跟着要上来，二期步子会跨得更大，很多新的产品要研制，有些产品要尽最大的努力向世界先进水平看齐。

　　随着中国航天的不断发展，月球、火星，甚至太阳系将不再遥远，我们应该坚信：中国航天有这个能力！