文 盧伊

張榮橋永遠忘不掉一年前的那個清晨。
2021年5月15日凌晨,在距地球3.2億公里外的火星軌道,天問一號著陸巡視器與環繞器分離后,按照預定的軌跡,進入火星大氣層。著陸巡視器展開配平翼,一系列的動作之后,著落平臺緩緩降落。著陸平臺在跨越“黑色九分鐘”后,于7時18分穩穩落在火星烏托邦預選著陸區。中國首次火星探測任務著陸火星成功了。他事后回憶這一瞬間,只留下12個字:“不能自已,流下淚水,有甜有咸。”
2022年7月16日,張榮橋獲評“2021—2022影響世界華人大獎”,表彰其作為中國首次火星探測任務工程總設計師,在世界科學研究領域做出的卓越貢獻。
步入航天領域,始于機緣巧合。
張榮橋出生于安徽祁門縣,當年填報高考志愿時,老師給了他兩個字的建議:“偏”,找偏遠地區的高校,“冷”,選冷門的專業,這樣錄取概率更大。因此,他選擇了西北電訊工程學院(今為西安電子科技大學)電磁場與微波技術專業。
1988年本科畢業后,張榮橋進入中國空間技術研究院繼續深造。畢業后在中國空間技術研究院,一干就是13年,主要從事衛星測控和遙感信息處理方面的工作,后加入探月工程團隊,曾擔任探月工程副總設計師。
2010年,隨著中國提出火星探測設想,張榮橋根據組織安排,開始從事該工程的規劃論證和立項工作。工作之初,他對這項工作的描述就兩個詞:難,重要。
難。火星一度被航天界稱為“航天器的墓地”。目前,國際上47次火星探測任務中,僅25次成功或部分成功,工程實施難度不言而喻。
重要。張榮橋說:“開展深空探測不僅有助于人類了解太陽系和生命起源與演化規律,推動社會經濟發展和人類文明的持續進步,也是國家綜合國力和創新能力的體現。”
第一次去火星,應該怎么走?張榮橋坦言,這是論證階段花力氣最多、爭議最大的一個問題。
當時,項目組深知火星探測的難度,曾考慮采取類似探月工程“繞、落、回”三步走的方案,這樣風險相對較小,穩扎穩打。
“但我們還是心有不甘。”張榮橋說,“中國火星探測起步晚,同國外存在一定差距,但隨著我國成功實施載人航天和探月工程,為火星探測提供了一定的技術和設備基礎,我們不能只考慮風險,我們要有擔當精神和攻堅克難的勇氣。這是我們幾代中國航天人的夢想,也是我國航天事業發展的一個必然選擇。”
經過長時間的思想碰撞,專家們終于達成共識:我們“伸伸手、踮踮腳”,一步實現“繞、著、巡”的風險是可控的。
不過,這也意味著研制難度和風險加大,“說得直白一些,即失敗的可能性增加,這些都變成了研制人員的壓力。”面對巨大挑戰,工程團隊在項目初期就做好計劃,對技術方案進行反復設計確認,并開展了大量地面試驗驗證工作。
論證完成后,2014年9月,中國首次火星探測任務進入先期研制階段,兩年后正式立項。早在那時,就已定好發射時間:2020年7月下旬。
這不僅因為時值火星探測發射窗口期,更想趕在中國迎來第一個百年之際,讓中國的機器人在火星表面巡視。
受天體運行規律和技術的約束,每隔26個月才有一次發射窗口期,每次大約半個月,每天約30分鐘。一旦錯過,發射就要推遲26個月。突如其來的新冠疫情給原本緊張的研制周期帶來巨大阻力。原定于2020年發射的歐空局和俄羅斯的聯合火星探測項目,就因技術原因和疫情影響無奈延期。
“我們的工程研制人員面對疫情帶來的嚴重困難,勇于擔當,在各級政府和有關單位的大力協同、周密安排之下,克服疫情對任務實施的不利影響,實現按計劃準時成功發射。”張榮橋說。
2020年7月23日,長征5號運載火箭搭載著天問一號探測器駛入星空,經過202天的星際飛行和93天的火星環繞與著陸區詳查,綜合獲取到關于著陸區的各種信息后,張榮橋對著陸任務充滿信心。
相比成功著陸的結果,張榮橋更關注過程,“因為過程決定結果。”為此,他們從研制伊始,就始終保持戰戰兢兢、如履薄冰、如臨深淵的態度做好各項工作。如針對火星大氣稀薄且具有不確定性,工程人員研發了氣動外形減速技術,確保著陸巡視器在著陸過程中保持穩定姿態并高效減速;為適應火星復雜地形,他們為火星車設計了六輪獨立驅動的主動懸架結構系統,此外在碳化硅車輪上還有“中”字形的浮雕,既能用于標記行駛里程,又能在火星表面留下中國印記。
“只要過程到位了,結果在我們心里就是有底的。”2021年5月15日,天問一號探測器平穩降落在火星烏托邦平原南部預選著陸區,整個過程“像教科書那樣精準和順暢”。2021年5月22日,“祝融號”火星車駛離著陸平臺,正式踏上火星大地,開啟巡視探測之旅。由此,中國首次火星探測任務一次實現火星“環繞、著陸、巡視”三大目標,探測工程取得圓滿成功,邁出了中國行星探測征程的重要一步。
截至目前,“祝融號”火星車已開展超過300個火星日的探險之旅,不僅傳回大量科學探測數據,還與歐空局“火星快車”軌道器開展了在軌中繼通信試驗。
2021年12月15日,張榮橋入選《自然》雜志“影響2021年科學事件的十位人物”,是當年榜單上唯一的中國人。今年7月,他亦獲頒“世界因你而美麗——2021—2022影響世界華人盛典”大獎。
“這不是我個人多么出色多么優秀,而是大家對天問一號任務給予了高度的認同,我作為工程總設計師只是做了我應該做的事情。”相比個人榮譽,張榮橋更將此視為對工程背后的五大系統、上千家研制單位、數萬名科技工作者十年工作的肯定。
曾有人問他,如果要給中國首次火星探測任務打分,你會打多少分?張榮橋說:“若從研制要求來看,我們交了100分考卷,但在卷子之外,我們還可以做得更好。”有人認為這是一種謙遜之姿,也有人覺得此話頗有完美主義的味道,但張榮橋并不認同,他一直堅持實事求是、嚴謹務實的科學態度,精益求精是他的一貫作風。
如今,隨著火星北半球進入冬季,太陽光照強度逐漸減弱,夜間氣溫降至零下100攝氏度以下,著陸區還出現了沙塵天氣,祝融號火星車開始進入休眠模式,等待年底火星北半球冬去春來時,再將火星車喚醒重啟。
“天問一號開啟了中國行星探測新征程。”張榮橋說。按照中國行星探測工程的整體規劃,中國將以火星探測為主線,在2030年前后,陸續開展小行星探測、火星取樣返回和木星系探測等任務。
“人類迄今還沒有實現火星取樣返回,對我們來講挑戰巨大。”張榮橋說。
曾有科學家稱,火星取樣返回是可以與阿波羅登月相媲美的人類科技創舉。張榮橋認為,中國行星探測工程發展規劃是環環相扣的,天問一號火星探測任務已實現了火星到達和著陸巡視,天問二號小行星將開展從地外天體采樣返回技術,而這些,都將成為天問三號火星取樣返回重要環節的先期驗證。張榮橋表示“中國航天人將以中國速度,不斷續寫中國行星探測的新高度”。
天問一號著陸火星那天,張榮橋落淚的視頻在網上被“刷屏”,他一頭白發,腳穿樸素的布鞋,身后是寫滿數據的黑板,這一場景讓無數網友濕了眼眶。大家說:一頭白發,一雙布鞋,一張床,筑起一個國家的希望。