歐陽自遠：中國完全具備月球探測能力
若是從時間上回答，很多人都能給出答案——2007年！在國防科工委不久前公布的探月時間表里，“嫦娥”一號將于2007年進行首次繞月飛行，從而正式邁出中國探月第一步。
但若將其作為科學問題來解答，連探月工程首席科學家歐陽自遠也無法將其量化。歐陽院士在正在海南博鰲召開的中國科協(xié)2004年學術年會上接受記者采訪時描繪了“嫦娥”一號的科學目標，他說，“嫦娥”一號飛天后，科學家期望能借此獲取月球表面三維影像、分析月球表面有用元素含量和物質(zhì)類型的分布特點、探測月壤特征與厚度、探測地月空間環(huán)境。但當記者問及為達到上述目標，現(xiàn)階段“嫦娥”一號研制過程中究竟還有多少技術難關時，歐陽院士直搖頭：“我實在無法將其量化。”
歐陽院士說，我國啟動探測月球工程已經(jīng)論證了10多年，而他也從20世紀60年代開始研究月球。他認為，我國完全具備開展月球探測的能力，也完全有能力完成對月球的精細研究。
他認為，我國已經(jīng)建立起了完整配套的航天工程體系，這些基礎設施和研制條件為我國開展月球探測工程奠定了必要的物質(zhì)基礎。其中，東方紅—3號可作為月球探測衛(wèi)星平臺；長征—3甲運載火箭可滿足發(fā)射月球探測衛(wèi)星的要求；我國現(xiàn)有的S頻段航天測控網(wǎng)，可完成首期月球探測的測控任務。從以上條件看，我國具備了月球探測數(shù)據(jù)的接收、處理和解譯能力。
“上個世紀，當美國、前蘇聯(lián)都邁向月球的時候，中國還沒有這個能力。所以，我們起步晚了。但是，今天的中國，一切都在發(fā)生著深刻的變化。我們一年的國民生產(chǎn)總值達到十幾萬億，中國的綜合國力在增強，中國的科技在發(fā)展，中國也培養(yǎng)出了大批科技人員，中國普通老百姓的生活水平也大幅度提高，我們已經(jīng)有條件有能力走向月球。”歐陽院士滿懷信心。
葉培建：所遇難點非近地飛行器可比
中國空間技術研究院的葉培建院士在分會場所作的報告中也指出了“嫦娥”一號的技術難點。
葉培建院士談到，與現(xiàn)有所有衛(wèi)星與飛船不同，我國第一個月球探測器——“嫦娥”一號需要從地球奔向月球(約38萬公里至40萬公里，目前我國航天器所達到的距地球最遠距離為7萬公里)并繞月飛行一年，必然會遇到過去近地飛行器所未遇見過的一系列技術難點，包括：
——如何選擇一條合適的地月轉(zhuǎn)移軌道，實現(xiàn)從地球到月球的飛行，繼而準確進入預定的環(huán)月軌道，并在異常復雜的月球引力場下維持軌道。這需要進行地月轉(zhuǎn)移軌道的分析求解、建立中途修正的數(shù)學模型、研究利用調(diào)相軌道擴大發(fā)射窗口的能力、進行軌道高度控制策略和優(yōu)化設計等；
——由于測控和通信需基于現(xiàn)有的基礎條件完成，在沒有大天線的前提下，要完成38萬公里的測控和數(shù)據(jù)傳輸就需研究現(xiàn)有測控體系的適應性及與天文測量VLBI系統(tǒng)聯(lián)合使用的可能性，衛(wèi)星必須作出較大貢獻，要研制高增益的兩自由度定向天線，同時要配置高增益的全向天線；
——衛(wèi)星從發(fā)射到奔月、繼而環(huán)月，要經(jīng)歷多次復雜的軌道和姿態(tài)機動，而且有幾個機動點在時機上是唯一的，風險很大。另外整個系統(tǒng)是個復雜的三體定向問題對地球、對月球、對太陽，使衛(wèi)星的制導、導航與控制十分困難，除繼承已有的硬、軟件技術外，衛(wèi)星的GNC系統(tǒng)設計將更加復雜，可靠性要求更高，并要研制新型的紫外敏感器以解決對月敏感的新問題；
——衛(wèi)星的全壽命過程，其外熱流變化很大，有的面在一段時間是朝陽面，另一段時間又是背陽面，使得熱控在衛(wèi)星功率有限、重量有限的前提下很難設計，擬采用被動為主、主動為輔的方式，充分利用現(xiàn)有成熟技術，適當采用新技術，輔以衛(wèi)星姿態(tài)機動等辦法解決；
——由于衛(wèi)星與太陽光線入射的位置關系，其能源波動極大，在一定時刻將無法滿足衛(wèi)星能源需求，解決的辦法是調(diào)整衛(wèi)星飛行姿態(tài)，采用正飛、側(cè)飛交替的模式來改變太陽光入射角度，從而保證能源需求。
探月工程在實現(xiàn)了第一步繞月探測之后，將發(fā)射一個飛行器著陸于月球表面，這個著陸器能對著陸區(qū)周圍進行探測，并從該著陸器上釋放出一個月球表面探測車在月面行走和進行探測，針對這一任務，還會碰到一系列技術問題。
設想中的登月火箭動力系統(tǒng)
探月的最終目的是登月，是為了開發(fā)和利用月球的寶貴資源。繼20世紀60年代的美蘇探月競賽以來，90年代又掀起第二輪探月高潮。航天大國均提出了各自的探月計劃。在可供人類登月的運載火箭和所需的發(fā)動機中，美國研制了土星V火箭，起飛質(zhì)量為2910×１03kg，主發(fā)動機推力達到6770kN；前蘇聯(lián)在N-1火箭失敗后研制了能源號火箭，起飛質(zhì)量為2400×１03kg，主發(fā)動機RD-170的推力達到7259kN。中國航天科技集團第11研究所研究員丁豐年、張小平在他們的報告中闡述了中國登月火箭的動力系統(tǒng)。
與美俄等航天大國比，我國現(xiàn)有最大的火箭起飛質(zhì)量為460×１03kg，發(fā)動機最大推力只有750kN，即使是正在研制的新一代大型運載火箭起飛質(zhì)量最大為780×１03kg，主發(fā)動機推力也只有1200kN，與登月尚有較大差距。
丁豐年和張小平認為，未來我國的登月火箭應具備推進劑環(huán)保、可靠性高、性能高、成本低的特點�；鸺煞秩墸渲幸患売�1個中心模塊捆綁4個模塊而成，每個模塊采用兩臺發(fā)動機；二級采用4臺發(fā)動機；三級采用兩臺發(fā)動機。在這個方案中，二、三級發(fā)動機為我國新一代大型運載火箭的發(fā)動機，關鍵技術已基本突破，計劃在2005年～2006年研制成功。
(稿件來源：《科學時報》，作者：保婷婷)
