龙乐豪:“玉兔”核驱动 探月90天

来源:二局科学道德办公室   发表时间:2013-12-03

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来源:广州日报 作者: 何涛、练情情、刘方远 时间:2013-11-28

 

 

    长征三号火箭总设计师龙乐豪接受本报专访

 

    他表示目前已做过多次试验卫星最近时离月球表面仅15公里

 

    前日,国家国防科技工业局举行的嫦娥三号任务第一次新闻发布会上公布,下月上旬,我国嫦娥三号月球探测器将发射升空,中国历史上将首次实现航天器登上月球,同时中国的月球车将在地球表面漫步,开展科学探测并发回电视图像。

 

    近日中国工程院院士、我国著名的运载火箭专家龙乐豪在北京接受广州日报记者专访。他透露,此前已经成功地做过不少轨道实验,这次发射成功的把握比较大。嫦娥三号将使用同位素电池这种核能源,帮助月球车度过月球上的漫漫长夜。

 

    重磅人物

 

    人物简介:

 

    龙乐豪,我国杰出航天专家。参加和主持国家331、862、941、942等重点工程中运载火箭研制,取得重大成就。他提出我国第一枚洲际导弹末速调节方案,沿用至今,为提高导弹命中精度与长征火箭入轨精度奠定了基础。任长三甲系列火箭总设计师兼总指挥,用较短时间和较少经费研制出新技术多、难度大、世界一流技术水平的大型火箭群体。2001年,被选举为中国工程院院士。

 

    记者:嫦娥三号相比一号和二号,有什么最大的亮点?

 

    龙乐豪:这是中国人第一次在地外天体软着陆的人造航天器。关键在于软着陆,这和硬着陆不一样。软着陆就像蜻蜓一样,慢慢地降下来,砸不坏,它的要求比较高,需要缓冲。

 

    降落:像蜻蜓一样落在月球表面

 

    记者:此次软着陆是通过发射装置的反作用力还是通过降落伞的拉力来实现的?

 

    龙乐豪:不是采用降落伞,是利用发动机产生的反推力。比如汽车速度很快时,反向加力推着它,最后慢慢让它停下来,采取这样的设计后能保证平稳地、缓缓地着陆。

 

    记者:人们很感兴趣的是,这次将有月球车也会被送上月球?

 

    龙乐豪:嫦娥三号月球探测器由着陆器和巡视器(俗称月球车)共同组成。这其实是两个探测器,简单地说,就是一个固定探测器,加一个移动探测器。移动探测器就是一辆小的月球车。大的探测器带着小的月球车着陆。然后在测控系统和地面应用系统支持下,月球车从大的探测器上慢慢放下来,实现在月球上漫走。

 

    动力:月球车将使用核能电池

 

    记者:据说月球车将采用核动力装置?

 

    龙乐豪:月球车采用的是同位素电池,这也是一种核能源。就是一个小反应堆,能产生能量。有一定放射性的,不过非常安全。

 

    记者:为什么要采用核能源?

 

    龙乐豪:整个月球表面并不是全部都能被太阳光照射到,这次虽不是降落在月球背光面,但还是担心有的地方太阳光能量不够,采用同位素电池,在黑夜里它自己一样可以发电。

 

    记者:“玉兔”号月球车计划展开3个月的随月球探测,最难的一点是要实现“月夜生存”?

 

    龙乐豪:对!月夜时间比较长,月球上一个晚上相当于地球上的15天。采用同位素电池就是为了实现月夜生存。

 

    记者:月球表面的温度将是一个严峻的挑战?

 

    龙乐豪:月球表面有的地方晚上大概是-183℃,白天的高达110℃,所以晚上要保温,白天要进行热防护。地球表面基本是没有气体、没有声音、没有风,基本上也没有水,这是一个死气沉沉非常孤僻的地方,但是有矿产。

 

    记者:这次月球车的着陆地点是否经过严格挑选?

 

    龙乐豪:对,嫦娥一号、嫦娥二号都已经探测了,在虹湾地区。选的地点比较平。如果有大坡度和大石块都不行。

 

    记者:怎么控制月球车的活动?

 

    龙乐豪:火箭与探测器一分离,探测器的飞行基本上受地面控制。月球车登月后也是通过地面遥控控制,地面发出指令,月球车接收指令之后执行。

 

    记者:大家比较期待的是探测器登月后传回地球的电视画面。

 

    龙乐豪:肯定会传回来的,少不了的。我们现在已经有了全月图,就像地图一样,分辨率很高。

 

    试验:曾离月球仅15公里

 

    记者:你对此次发射有什么样的期待?

 

    龙乐豪:虽然是首次进行航天器落月,但这次成功的把握比较大,因为嫦娥一号、嫦娥二号已经做了不少轨道试验,而且做了不少拓展试验。嫦娥一号、嫦娥二号的探测器是不落月的,后期已经到了寿命,基本任务完成后再做拓展试验,然后做一些附加实验。特别是原来卫星在距离月球200多公里的高度飞行,后来有意识地降轨,降到距离月球100公里,最后降到离月球表面只有15公里。然后再把它们拉起来,再回到200多公里。这种试验我们都做过。

 

    如不出意外,这次成功的把握很大。

 

    记者:为配合此次发射任务,火箭系统进行了哪些改进?

 

    龙乐豪:火箭的运载能力加大了一些,把原来火箭的四个助推器加长了,有的地方进行了改良结构设计减轻重量,系统更加可靠,采取了冗余技术。就是说,控制系统除了一套以外,还有一套备份。

 

    现在这样的火箭,不可能出现1996年2月15日那样的故障,那次故障就是控制系统的关键仪器有一个导线断了,导致系统失灵。现在如果一套控制系统失灵了,还有另外一套系统。

 

    发射:要求做到零窗口

 

    记者:发射时间确定了没有?

 

    龙乐豪:空间探测器发射并不是想什么时候发射就什么时候发射的。地球和月球都是转动的,地球和月球,只有在特定的时候才会交会,如果不是在双方交会时发射就到不了月球,经过精心的轨道计算,在12月初有那么三四天,是非常好的发射窗口。

 

    记者:发射方面有什么具体要求?

 

    龙乐豪:经过开会讨论要求做到“零窗口发射”。比如规定凌晨1时起飞,就是1时起飞。不然,将来嫦娥三号探测器为修正轨道的误差要花费很多推进能量,我们必须把推进能量节省下来,这样才能增加维持嫦娥三号在轨运行所需要的能量。

 

    记者:以后如果要实现取物返回,是否还有很多技术问题要解决?

 

    龙乐豪:探测完了之后,基本的图像传回地面分析,不带样品回来的。这次是不返回的,因为返回涉及到很多技术问题。以12公里/秒的速度返回大气层,怎么保证不被烧化?是不是能落在中国的国土上?能否软着陆?如何消减污染?这些工作都要做。

 

    记者:发射嫦娥三号大概需要投入多少资金?

 

    龙乐豪:我估计与嫦娥二号投入差不多。嫦娥二号时火箭投入不到3亿元,探测器大概投入7亿~8亿元。我国运载火箭的研发成本非常低,不仅远低于美国、俄罗斯和一些欧洲国家,甚至远低于一些发展中国家。2000年之前,我国研发的长征三号系列运载火箭,三种型号一共才花费9.8亿元人民币,而印度仅研发一种火箭的花费就相当于人民币8.8亿元。

 

    载人登月方案已有

 

    但国家还没确定

 

    记者:这一次成功的话,什么时候中国人能实现登月的梦想?

 

    龙乐豪:载人登月的方案有,但国家还没定下来。这一次登月圆满成功之后,嫦娥四号是继续进行“落”月探测。落月之后,从月球上取回样本,完成“回”,可能是嫦娥五号、嫦娥六号的任务了,时间可能是2017年到2020年,计划都在进行中。

 

    要实现“回”,需用长征五号的大推力火箭,运的东西更重了,将把近4吨重的物体送上月球。送上去之后取样,再从月球上运回2公斤的样本到地球。别小看这两公斤的样品,当年尼克松总统访华送给毛主席1克美国从月球上取回的样品,我们只用了0.5克就把样品的化学成分搞清楚了,跟他们做的分析进行比对,结果是一模一样。

 

    记者:之前有人说美国阿波罗登月计划是个骗局,看来并不是?

 

    龙乐豪:不是,那是随便说说的。他们比较开放,故意让人们讨论来讨论去,反而更能引起人们关注。

 

    记者:这次以后的一些发射任务,是否会从西昌卫星发射中心移到海南文昌航天发射中心去?

 

    龙乐豪:对。“回”,就是从月球取样返回的发射任务将来会在海南文昌完成,到时要用到大直径的长征五号大推力火箭。西昌卫星发射中心暂时不会取消,我估计还会使用15年左右。

 

    记者:世界上一些科技发达的国家都有登月计划,未来会像开发南极一样开发月球吗?

 

    龙乐豪:很难说,但完全有可能。月球上资源很多,特别是有一种外国科学家说的物质:氦-3,我们自己证明也是这样,这是一种高效、清洁的核能源。月球上的储存量大概有100万~500万吨。目前,全世界人类一年消耗的能源总和只相当于100吨氦-3产生的能量。如果哪天地球上的能源耗尽了,去月球上开采氦-3,能供给地球上的人使用几千年、甚至上万年。科学家们分析有这种可能,但真要变成现实,还有很多具体问题。比如怎么开采,月球表面温度超高超低。

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