央广网北京3月10日消息(记者张棉棉 凌姝)据中央广播电视总台中国之声报道,从月背采样到火星“绕落巡”,从空间站常驻到深空探测蓝图,中国航天正用自己的努力在浩瀚的宇宙中镌刻下属于中国的坐标。今年,中国航天又将迎来历史时刻,天问二号探测器将择机发射,开启我国深空探测的新征程。计划2030年前后,中国航天更将实现载人登月任务、天问三号携带火星土壤返回地球、天问四号远征木星的三大里程碑。

在中国航天不断前行的星辰远征中,中国人对浩瀚宇宙的认知有哪些更新?深空探测背后又有哪些故事?航天科技将如何影响我们的日常生活?代表委员面对面,今天对话全国人大代表、中国航天科技集团孙泽洲。

 

“航天器走得越远,我觉得整个太阳系也变小了。随着你攀登的事情多了之后,其实你的能力,你的视野,你的信心就在增强。”孙泽洲说。

记者面前的全国人大代表、中国航天科技集团孙泽洲最喜欢的一句话就是“登高望远天地阔,纵横捭阖自从容”,因为这代表着“航天探索永无止境”!对中国航天人而言,要想实现永无止境的探索,严谨细致、未雨绸缪、提前布局都是必要条件。所以,谈到今年《政府工作报告》,孙泽洲最关心的就是强化关键核心技术攻关和前沿性、颠覆性技术研发,加快组织实施和超前布局重大科技项目。

孙泽洲说:“今年的《政府工作报告》里也提到了,要加快组织实施和超前布局重大科技项目,我也是非常关心的。”

目前,中国空间站在国际上首次在轨完成水稻“从种子到种子”全生命周期培养实验,创造国际空间水生生态系统在轨运行最长纪录,在国际上首次检测到空间微重力环境下骨骼肌细胞的自噬现象……同时,我国已经成为世界第一个去到月球背面取样返回的国家,而这也意味着中国航天,已经从以前单纯地模仿跟进,实现了超越。此时,更需要从未来发展进行统筹考虑,也就是,如何面向更浩瀚的深空。

孙泽洲说:“未来我们已经没有特别设定的目标或者别人供我们参考的目标了,尤其对我们国家的重大科技项目而言,未来的谋划、战略发展规划也变得尤为重要。我们不仅要做好现在既定目标的这些项目和任务,同时也要更加关注未来十年甚至更远的国家重大科技项目的布局和规划。从我所关心来讲,像月球和行星探测领域,未来10年乃至更远的发展规划和目标,应该进行提早充分的论证,更好地支持后续技术、领域的发展。”

按照计划,2025年天问二号将择机发射,主要目标是小行星探测,将瞄准一颗近地小行星进行伴飞并取样返回;2030年前后,中国将实施火星采样返回,天问四号实现木星系探测,也是在2030年前后实施。此前我国已经通过天问一号任务实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测。

孙泽洲说:“火星取样返回任务,可能集中在2030年前后。到达火星时基本上是火星的秋冬季,在轨道设计上或者是在火星轨道停留上,这些方案都要做设计和选择。”

为什么要目标火星?孙泽洲介绍,火星是太阳系内和地球最为接近的行星,通过对火星的研究,我们或许可以发现宇宙中除地球外其他生命的存在,同时将丰富我们对类地行星的认知,了解太阳系的形成和演化。

孙泽洲说:“人类最想从火星上发现什么?我觉得最现实的就是发现水,火星现在已经相比地球演化得更超前,更像暮年的一个星球,人类还希望在火星上发现是否有生命存在的这种痕迹。”

此前我国已经积累了四次登陆月球、一次登陆火星、两次地外天体采样返回的经验,为实施火星采样返回打下了基础。然而地球与火星之间的距离非常遥远,光是这一点就给探测器登陆火星挖土返回带来了巨大挑战。地球到火星最近距离5500万公里,最远距离是4亿公里,而地球到月球的平均距离是38万公里。所以去火星采样返回无疑是一次前所未有的探索之旅。

孙泽洲说:“从火星来讲,由于距离远,到达需要能量多,从而在系统设计上或者在系统方案实现上都带来了更多的约束。月球上起飞是要克服1/6地球重力影响,而在火星上需要克服1/3地球重力影响。同时还要考虑到火星表面起飞的气动,对于探测器的阻力作用以及气动外形的约束等,所以需要更大的能量,也就带来了很多新的约束和挑战。”

根据能量最优轨道,从地球出发到抵达火星约需要7个月的时间,考虑到时间窗口,一个来回则需要约3年时间,要在茫茫宇宙中穿梭,强大的推进动力是关键。

孙泽洲说:“现在按照传统的化学推进,乃至于电推进的能力来讲,支持这种无人规模的火星的往返,技术实现上没有太大问题。”

嫦娥六号探月时,为了实现更好地中继通信,使用了鹊桥二号中继星在太空中做信号的中转,让通信天堑变通途,那么,前往更遥远的火星,通信测控又如何实现呢?孙泽洲告诉记者,现在通信保障已经不是瓶颈。

孙泽洲说:“随着我们星载测控设备的能力提升,以及地面测控、深空网能力的提升,现在火星的距离就是最远4亿公里,通信服务保障已经不是瓶颈,应该说5年前的天问一号,就已经突破了远距离测控通信技术的需求。类似于鹊桥,我们去火星其实是多个探测器,在轨道上探测器会为在火星表面的探测器提供对地的数据中继支持服务,月球上的鹊桥是由于在月背的遮挡,我们必须需要数据中继的手段来实现数据通信,跟火星上还略有不同。火星上通过中继解决的问题,更多是解决数据传输量的问题。”

如果探测器能实现在火星挖土返回,那么,航天员是不是也可以进行同样的太空旅行呢?实际上,相比动力、测控来说,长时间的太空之旅,对航天员的生理和心理承受更是巨大的挑战。在密闭的飞船舱内度过半年以上的时光,航天员将面临食物、能源、设备等各方面的压力,更不用提漫长单调的太空旅途可能带来的心理压力。

孙泽洲说:“首先规模变得更大,入轨的能力以及往返所需要的动力的能源、速度增量能力也会大幅提升,这会带来新的质变;另一方面就是航天员如果是去火星再回来,对航天员在轨单次这么长时间,也是一个新的挑战。”

回过头来看,不管是探火还是探月,航天成果已经深入到我们生活的方方面面。孙泽洲认为,相比于其他行业,在航天任务的高风险性和任务在轨维修有限的背景下,对于新的设计方案、新的技术应用,其实应该用一种辩证的方法来看待,也就是更多在产品研发出来前更好地进行成果转化,所以我们更应该集中力量提升产品的服务功能。

孙泽洲说:“一方面在前期的论证和设计阶段,我们是充分发挥学校科研能力和创新能力,很多具体的设计是联合开展和论证,能够提出更创新的方案和更好的新技术应用的可能性。但是在具体的研制过程中,可能更多的是发挥航天领域本身在科研和产品方面有效的保证机制,来开展具体的产品的实践和验证的工作,所以说我们在产学研的前端结合是非常好的,效果也非常明显。可能随着整体的能力的提升,在后端的合作也会变得越来越好。”

航天科技不断向前,深刻地影响着我们的日常生活。北斗卫星导航系统提供厘米级定位服务,为农作物提高产业的航天育种,实时监测天气的风云卫星……从探索宇宙到服务民生,孙泽洲认为,随着技术的飞速发展,相应的法律法规也应打好“提前量”。

孙泽洲说:“我们国家航天法还没有立法,但是现在航天发展很迅猛且多种多样,包括商业航天等等。所以立法研究方面应该提前启动,像地外资源利用的法律,包括空间核能技术的应用的相关法律,促使这些技术应用来激发活力,从安全角度来考虑,提前识别一些安全风险,也可以促进这些技术能够安全健康地发展。”

编辑:冯文悦
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