


2013年12月2日,西昌衛星發射中心再次成為世人關注的焦點。長征三號乙運載火箭正靜靜矗立在二號發射塔架上,箭體上“中國航天”四個大字格外醒目。火箭頂部的整流罩上,中國探月工程的標志——“半輪明月,一雙足跡”清晰可見。包裹著火箭和嫦娥三號的發射塔依舊靜靜地佇立著,在大涼山的包圍中更顯莊嚴威武。“各號注意,30分鐘準備!”崇山峻嶺間,傳來任務01指揮員鄢利清沉著響亮的口令聲,3年前的嫦娥二號衛星也是由他下達的點火發射口令。
01:26 倒計時
低溫燃料加注完畢“5分鐘準備!”
燃料加注手們身穿防靜電服、手戴棉質手套,熟練而小心地為火箭添加“動力”——溫度極低的液氫和液氧。此項工作將一直持續到發射前負4分半鐘才能完成,對加注精度要求非常高,任何一個細節出問題都可能造成發射終止。盡管任務艱巨使命重大,但中心操作手們早已練就了一身過硬絕活,保證了歷次發射無一失手。
2日1時26分,低溫燃料加注完畢。場區內,其他崗位人員已開始撤離。
各路人馬進入最后臨戰狀態:遠控樓內,電測、遙測、外測等系統技術人員,正按規程對火箭作最后的測試檢查;指控中心大屏幕上,各類數據、圖表頻頻變化,調度口令聲此起彼伏;瞄準間里,科研人員正用瞄準儀密切監測發射架上的一個小窗口,對火箭姿態進行最后的精瞄:場坪四周不遠處,消防車、安全保障組隨時待命。這一切,既嚴陣以待又有條不紊。塔臺上工作人員已經全部撤離,“巨龍”矗立在夜幕中整裝待發,等待著一飛沖天的壯美。
01:30 點火“零窗口”發射“1分鐘準備!”所有人的心都提到了嗓子眼上。“……5、4、3、2、1,點火!”1時30分,鄢利清發出鏗鏘有力的口令,發射控制臺操作手白春波果斷地按下紅色點火按鈕。霎那間,火箭底部噴出橘紅色的火焰拔地而起,“隆隆”的怒吼聲響徹山谷,巨大的火焰將導流槽內400噸水瞬間化為氣體。
火箭升空的那一刻,雖然天空看不見月亮,但火箭噴出的烈焰在天幕上形成了一道明亮而美麗的光環。一聲仿佛空氣被撕碎的聲音瞬間爆發,轟鳴聲向四周群山壓來,站在千米之外的許多人不由自主地捂上了耳朵。
起飛約10秒后,火箭按程序轉彎。向東南方向望去,火箭化作一顆明亮的星星,緩緩飛向浩淼的太空。“火箭完全按照‘零窗口準時發射。”發射場系統副指揮長趙民看著指控大廳屏幕顯示的發射時間說,這不僅可以保證嫦娥三號精確進入地月轉移軌道,而且還節省了燃料,為探測器的后續工作留足動力。
01:48 器箭分離
火箭精確入軌
當火箭騰空而起的那一刻,整個探月工程的上萬名參試人員一起啟動數萬臺套設備。由北京航天飛行控制中心,西安衛星測控中心,青島、廈門、喀什、佳木斯等測控站以及遠望號海上測量船上組成的測控網對火箭實時跟蹤。“火箭飛行正常”“跟蹤正常”“遙測信號正常”……清脆Ⅱ向亮的聲音在這個被稱為“菠蘿溝”的山谷中回蕩。
發射場指控中心大廳的巨大屏幕上,各類數據、圖表隨著火箭的飛行軌跡頻頻變化,三維環境下的全程數據實時仿真系統以三維動畫,真實、直觀地顯示著火箭的飛行狀態。
今年以來,西昌衛星發射中心先后建成了遠距離測發指揮監控系統、測控指揮監視可視化系統,完成了包括測控設備更新換代等在內的上百項技術改進,進一步提高了發射的可靠性。
火箭一二級分離、火箭二三級分離,三級發動機一次關機、三級發動機二次點火、三級二次發動機關機,器箭組合體始終保持正常飛行姿態。
這是西昌衛星發射中心組建以來的第83次發射,也是全世界第130次月球探測活動。
1時48分許,指控大廳傳來了期盼已久的聲音“器箭分離”。此前一直緊繃著神經的工作人員,臉上露出了輕松的笑容,經歷了多次發射任務的他們已經習慣于用這種較為平靜的心態來面對取得的又一次新成績。
02:18 太陽翼展開
嫦娥三號發射成功
北京航天飛行控制中心傳來數據顯示,衛星在太平洋上空正以約每秒11公里的速度進入近地點210公里、遠地點36.8萬公里的地月轉移軌道。
按照科學家設計的奔月路,嫦娥三號接下來將經過主減速段、快速調整段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段等6個階段的減速,實現從月距面15公里的高度下降至月球表面。
2時18分許,太陽翼展開。對于在軌運行的嫦娥三號來說,太陽是其電能的主要來源。
西昌衛星發射中心主任張振中宣布:嫦娥三號發射取得圓滿成功!
此時,嫦娥三號衛星在浩淼太空中快速飛行。月宮,正期待著這位中國訪客的到來……人群中爆發出熱烈的掌聲,為此次發射任務辛苦工作3個多月的參試人員臉上露出酣暢的微笑。
12月14日
21:11 完美著陸
在廣袤的太空遨游了12天的嫦娥三號,在距地球約38萬公里的月球表面,變推力發動機再次開啟,以每秒1.7公里速度環月飛行的嫦娥三號從距月面15公里處實施動力下降。距月面約100米時,嫦娥三號暫停腳步,用三維成像敏感器對著陸區進行精確障礙檢測,選擇最安全的著陸點。
21時11分,變推力發動機關機,嫦娥三號依靠自身重力下落。著陸腿穩穩地“站”上月面,嫦娥三號成功著陸。這是我國探測器首次登上地外天體,中國成為世界上第三個實現月面軟著陸的國家。
落月是整個任務最關鍵階段,新研制設備性能是否可靠、月面未知地形是否滿足著陸要求,都帶來了風險。為規避風險,科研人員攻克了著陸的自主導航控制、著陸推進和著陸緩沖等關鍵技術。
12月15日
04:35 中國印記
凌晨3時的北京夜色寂靜,而38萬公里以外的月球還是沐浴著陽光的上午。在月球虹灣地區,慢慢地、穩穩地,“玉兔”開始向轉移機構移動。近一小時的謹慎“摸索”后,“玉兔”已站立在轉移機構前端。endprint
4時06分,托舉著“玉兔”的兩條“扶梯”輕觸月面,在著陸器與月球之間架起一座橋梁。“玉兔”隨后沿斜梯款步而下。4時35分,“玉兔”踏上月球,車輪在月面印出兩道清晰可見的痕跡。這是中國探測器留在地外天體上的第一串“腳印”。
嫦娥三號探月是中國航天領域迄今最復雜、難度最大的任務,需要突破月面軟著陸、兩器分離、月地間遙操作、月面生存、測控通信和地面試驗驗證等多重難關。在實現軟著陸之后,月球車成功分離是開展后續工作的第一步。
15:23 精彩互拍
在虹灣地區布滿礫石和塵埃的灰黑色月面上,著陸器被陽光照得一片金色,月球車“胸前”的五星紅旗鮮艷奪目——著陸器和月球車用各自攜帶的相機互相拍照,照片數據完整、圖像清晰。
國旗展現在屏幕上的那一刻,北京飛控中心掌聲驟起。這是五星紅旗在地外天體上的第一次“留影”。中國探月工程總指揮馬興瑞隨后宣布,嫦娥三號任務取得圓滿成功。“兩器”成功互拍意味著它們攜帶的載荷安全抵達并順利工作,這次“實現軟著陸、開展就位探測和巡視勘查”的目標已經實現。在接下來的三個月甚至更長的時間里,月球車和著陸器還將開展更多科學探測。
繼成功落月、兩器分離后,2013年12月15日,嫦娥三號的另一精彩看點成功上演。正在月球上開展科學探測工作的嫦娥三號著陸器與“玉兔”巡視器,在相距10米的位置相互拍照。
電視畫面中,“玉兔”身上的五星紅旗出鏡,這是中國國旗在地外天體上的第一次留影,其意義可見一斑。
當日23時46分,探月工程總指揮馬興瑞宣布:“嫦娥三號著陸器、巡視器互拍結束,數據傳輸正常,數據完整,圖像清晰,巡視器和著陸器工作狀態良好,達到了工程既定的目標。”
這意味著,嫦娥三號任務取得圓滿成功。“中國征服了月球!”12月15日,《俄羅斯報》的贊嘆也代表著當天國際輿論的主流聲音。英國《衛報》發評論稱:“這是一次科學的勝利。”
12月16日,行走在月球表面的嫦娥三號攜帶的8臺科學儀器已經有5臺開始工作,其中包括人類首臺月基光學望遠鏡。國防科工局新聞發言人吳志堅當天表示,目前,研制進展順利的嫦娥五號,預計于2017年前后完成探測器研制,擇機發射。
十年探月
中國月球探測計劃首任首席科學家歐陽自遠參與并指導中國月球探測的短期目標與長遠規劃的制定。2011年,他曾斷言:“月球探測以及未來的深空探測,都將有我國的一席之地,我們一定會把中國的旗幟插到月球上去。”
如今,他仍清晰地記得,當年他拿到美國贈送給中國的0.5g月球巖石樣品時,小心翼翼又激動不已。
20世紀末以來,包括美國、歐盟、日本、巴西、印度、韓國等多個國家都提出要“重返月球”。2004年,中國正式開展月球探測,并命名為“嫦娥工程”。
事實上,中國航天科技工作者早在1994年就進行了探月活動的研究,經過數年醞釀,最終確定中國無人月球探測工程分為“繞”、“落”、“回”3個階段。
第一步“繞”,即2007年10月24日,我國發射的第一顆月球探測衛星嫦娥一號,用以獲取月球表面的三維影像,探測月球表面有用元素含量和物質類型,探測月壤特性,并在月球探測衛星奔月飛行過程中探測地月空間環境。
2010年10月1日,嫦娥二號順利發射,用以獲得更清晰,更詳細的月球表面影像數據和月球極區表面數據。
2013年12月2日,在西昌衛星發射中心,嫦娥三號發射,這也是中國無人月球探測工程的第二個階段——“落”。在這一階段,探測器軟著陸月球,開展著陸器就位探測和月球車的巡視探測。
此次嫦娥三號肩負三項科學任務:對著陸區與巡視區的地形地貌與地質結構進行調查:對著陸區與巡視區的礦物組成和化學成分進行綜合就位分析;對地月空間和月表環境進行探測,并以月球為平臺觀測地球和太空。
嫦娥三號探測器由著陸器和月球車組成,它們各配置了4種有效載荷。著陸器上的是地形地貌相機、降落相機、月基光學望遠鏡和極紫外相機。“玉兔”號上有全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀和粒子激發X射線譜儀,軟著陸后它們進行分時工作。
這些載荷大多是中國科學家首次研制用于月球探測。它們將完成巡天、觀地、測月等任務。月基光學望遠鏡是人類首次把望遠鏡架上月球,極紫外相機將首次從月球對地球等離子體層進行觀測。
嫦娥三號身上集聚了我國在航天領域的多項領先技術。嫦娥奔月是對中國科技力量的完美演繹。“繞、落、回”三期任務的完成只是探月工程的新起點。未來,是否把中國宇航員送上月球、后續探月工程也正在加速實施。(綜合新華網、歐陽自遠院士提供相關資料整理而成。)endprint