葉培建：力鼎嫦娥奔月的主帥

文/吳志菲

2010年10月1日，隨著“嫦娥二號”衛(wèi)星的成功發(fā)射，“嫦娥二號”開始了漫長的奔月之旅。這一刻，有一位在空間技術(shù)研究主戰(zhàn)場上立下輝煌戰(zhàn)功的院士喜淚雙流……他就是“嫦娥二號”總指揮顧問葉培建。

有“怪”想法的小孩

1945年出生在江蘇泰興的葉培建很小就愛提出一些刁鉆古怪的問題，如為什么公雞不下蛋等等，大人們都說他是個富有“怪”想法的小孩。

1967年，葉培建畢業(yè)于浙江大學無線電系。1968年，被分配到航天部529廠（衛(wèi)星總裝廠）任技術(shù)員。

當時，葉培建從事電學計量工作，主攻數(shù)字化儀表。在文革期間普遍輕視技術(shù)工作的氛圍中，他靜下心來，一絲不茍地鉆研，發(fā)表論文、翻譯外文資料，還主動舉辦數(shù)字儀表訓練班，在當年的軍工口電學計量領域產(chǎn)生了一定影響。

1978年，葉培建被選派去瑞士納沙太爾大學理學院微技術(shù)研究所留學深造，師從F.Pe11andfni（彼蘭德尼）教授。葉培建認真做學問的執(zhí)著，給同學們留下了很深的印象。瑞士一家報紙曾做過葉培建的專訪，說他從不去酒吧，偶爾打打乒乓球，把周末的時間都用于看書和工作。

盡管葉培建處于象牙塔之中，但他十分關心國內(nèi)的時政，表現(xiàn)出特別的愛國熱情。在瑞士攻讀博士學位時，研究所每半天有15分鐘的休息，被稱為“咖啡時間”，葉培建往往用這個時間向各國同事宣傳中國。

1985年8月，葉培建獲得了納沙太爾大學的科學博士學位?；貒?，馬上參與科技項目“紅外熱軸探測系統(tǒng)”的開發(fā)工作，為鐵路運輸系統(tǒng)提供現(xiàn)代化設備。在這個項目中，他確定了軸承滾動和滑動的模式區(qū)別方法，并且編寫出軟件，當時的研究條件很差，他和技術(shù)人員一起背著各種儀器搭乘火車。在晉煤外運的線路上，一站一站地采集數(shù)據(jù)，修正模型。沒有信息網(wǎng)絡，就利用鐵路電話線傳輸數(shù)據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)。后來這個項目為我國鐵路運輸業(yè)的長足發(fā)展做出了重大貢獻，成為502所的拳頭產(chǎn)品。1989年，HBDS-1型第二代車輛熱軸探測系統(tǒng)還獲得了部級科技進步一等獎。

航天領域的“智多星”

1992年，葉培建從主管計算機的工作轉(zhuǎn)移到參與衛(wèi)星型號研制，進入到空間技術(shù)研究的主戰(zhàn)場，開始擔任“中國資源二號”衛(wèi)星的副總設計師，1996年擔綱總設計師兼總指揮一職。

當時，葉培建科研面對的是一顆全新的、高水平的傳輸型對地遙感衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星的技術(shù)起點高，研制難度大。據(jù)說該星在當時是“最大最重、具有最高分辨率、最快傳輸速率，最高姿態(tài)精度，最大存儲量”的一顆衛(wèi)星。

“中國資源二號”衛(wèi)星對國土普查、資源探測、環(huán)境調(diào)查等國民經(jīng)濟諸多領域有著巨大的推動力，是一顆應用范圍很廣的“智多星”。在我國的衛(wèi)星研制生產(chǎn)史上，它是第一個與用戶簽定研制生產(chǎn)合同的衛(wèi)星，這意味著我國的衛(wèi)星制造業(yè)開始向市場經(jīng)濟進一步轉(zhuǎn)軌。這顆星最終第一次實現(xiàn)了星地一體化設計，既對星體本身的技術(shù)負責，也對地面應用系統(tǒng)的集成技術(shù)負責。

葉培建憑著扎實深厚的理論功底和不懈的探索精神，勇敢地迎接一個個技術(shù)難關的挑戰(zhàn)。星敏感器的應用，使衛(wèi)星姿態(tài)測量和控制水平得到很大改善。在前期衛(wèi)星方案設計時，面對不同意見，葉培建下決心在國內(nèi)衛(wèi)星上首先采用星敏感器。然而，星敏感器能不能做出來，做出來能不能達到預想結(jié)果？那段時間，葉培建經(jīng)常和同事們一起研究分析，并在星敏感器的軟件研制中有了重要突破。實踐證明，由于星敏感器的采用，使衛(wèi)星的姿態(tài)測量和控制水平都上了一個新臺階。

“中國資源二號”衛(wèi)星的有效載荷很大，過去的試驗條件不能適應大部件要求。在研制過程中，葉培建大膽地提出了改進試驗條件的方案，從而保證了試驗的質(zhì)量和產(chǎn)品的安全。他常說，對質(zhì)量問題要提倡“捕風捉影”，對技術(shù)上的表面現(xiàn)象要能聯(lián)想到深層次的問題。他提出衛(wèi)星進入發(fā)射場前要進行可靠性增長試驗，把問題徹底解決在地面。他還率先實踐了把電測與總體隊伍分開的做法，既合理分配資源，又為測試隊伍的專業(yè)化奠定了基礎。航天專家和有關領導評價說，“中國資源二號”衛(wèi)星不僅技術(shù)水平高，其質(zhì)量的透明度也是最高的?！?/p>

2000年9月，“中國資源二號”01衛(wèi)星發(fā)射圓滿成功。2003年，由他擔任總設計師、總指揮的“中國資源二號”衛(wèi)星獲國家科技進步一等獎。

2004年發(fā)射“中國資源二號”03星。由于當年的航天發(fā)射任務繁重，“中國資源二號”衛(wèi)星發(fā)射隊將發(fā)射準備流程從63天壓縮到了49天。為了不留任何隱患，發(fā)射隊開展了嚴格的質(zhì)量復查工作，共查出兩個技術(shù)問題和四個管理問題。在衛(wèi)星第二階段測試中，衛(wèi)星發(fā)射隊發(fā)現(xiàn)數(shù)傳信道一路中的一個設備輸出雜波增大，指標比在北京測試時有所下降。葉培建不放過這個問題，要求承制單位抓緊時間將問題歸零。很快，承制單位查清了是由于設備中一塊電源板的接地不好造成的。為了不耽誤進度，確保衛(wèi)星按期發(fā)射，北京的專家和遠在西安的承制單位通過視頻會議共商對策，最后確定從衛(wèi)星總裝廠急調(diào)技術(shù)能手，前往發(fā)射場搶修，終于在預定時間內(nèi)安裝測試完畢。這年12月，“中國資源二號”03星成功發(fā)射。

“中國資源二號”衛(wèi)星由01星、02星、03星三顆衛(wèi)星構(gòu)成，成共軌、同面、相差120度組網(wǎng)，實現(xiàn)了“三星高照”。三星組網(wǎng)在大大縮短衛(wèi)星對地觀測重復周期、進一步提高時間分辨率和系統(tǒng)可靠運行的同時，創(chuàng)下了我國不同時間，發(fā)射同一型號的三顆衛(wèi)星輝映太空的記錄。三星成功組網(wǎng)，標志著我國太陽同步軌道衛(wèi)星研制技術(shù)取得了重大突破，在衛(wèi)星長壽命、高可靠性研制上積累了經(jīng)驗。三星組網(wǎng)的軌道控制相位漂移與位置保持控制措施，也為后續(xù)型號衛(wèi)星組網(wǎng)提供了成功的經(jīng)驗。

信息資源和衛(wèi)星應用技術(shù)的開發(fā)研究，對服務經(jīng)濟建設意義重大。作為深圳證券交易所VSAT系統(tǒng)（VSAT是“非常小口徑衛(wèi)星終端”的英文縮寫）的首任設計師，葉培建讓VSAT揭開了中國證券市場的新篇章。1992年，深圳證券交易所采納了中國空間技術(shù)研究院為主的衛(wèi)星通信雙向網(wǎng)系統(tǒng)的設計方案，他們僅用了一年時間就設計開發(fā)出亞洲最大的VSAT系統(tǒng)，先后解決了最優(yōu)化的信道分配、應用軟件、平穩(wěn)切換等問題，使深圳證券交易所通過衛(wèi)星實現(xiàn)廣播、雙向數(shù)據(jù)傳輸，并能支持3000個雙向小站，交易過程不到1秒即可完成，讓股民們真正享受到了平等交易的權(quán)利。

正因為衛(wèi)星在證券交易市場的應用，取得了顯著的市場經(jīng)濟效益和良好的社會效益，深圳證券交易所曾以40萬元的年薪聘請葉培建，卻被他婉言謝絕。中國空間技術(shù)研究院原常務副院長李祖洪經(jīng)常對年輕人說：“你們這葉總啊，如果不是為了讓衛(wèi)星上天，早就是腰纏萬貫的百萬富翁了。”

10多年來，在葉培建的技術(shù)主持下，中國空間技術(shù)研究院開發(fā)和改進了衛(wèi)星設計研制的各種軟件，基本建成了衛(wèi)星與飛船設計的數(shù)據(jù)庫、應用軟件包，建設了衛(wèi)星與飛船設計、制造的計算機網(wǎng)絡環(huán)境，初步實現(xiàn)了管理信息化、衛(wèi)星與飛船研制數(shù)字化和CAD/CAM一體化，推進了星船研制的進程，提高了衛(wèi)星和飛船的計算機設計水平。

見證“嫦娥”問世

1958年8月17日，美國發(fā)射的第一顆月球探測器“先驅(qū)者”0號，邁出了人類探測月球的步伐。48年后，我國首次月球探測計劃“嫦娥”工程正式進入實施階段，標志著我國成為繼美國、俄羅斯、日本、歐洲之后的第5個有能力探測月球的成員。

1970年，攝于38軍農(nóng)場（后右三為葉培建）

葉培建說，2004年，《世界航空航天博覽》雜志刊登的《嫦娥工程——中國的繞月探測工程》一文，首次向國人披露了我國的探月計劃，引起海內(nèi)外廣泛關注?！爸袊鴮嶋H上很多事情想得都是很早的。探月的設想，早前也有科學家提出過，但當時沒有立項。實際上，中國科學院有許多科學家都對月球進行過研究，并有了一些認識和成果?！?/p>

中國政府在2000年發(fā)表的《中國航天》白皮書已明確將深空探測列入21世紀初的發(fā)展目標，提出了“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”。2001年10月，中國空間技術(shù)研究院的領導找葉培建談話，讓他“著力過問探月工程的事情”。葉培建說，我國航天事業(yè)的第一步是發(fā)展應用衛(wèi)星，第二步是載人航天，現(xiàn)在這兩步我們已經(jīng)邁出去了，第三步就是深空探測，這是我國航天計劃的發(fā)展目標，我們現(xiàn)在走的就是這一步。

為什么說月球探測是深空探測的第一步呢？葉培建解釋說，國際上對深空的定義至少有3個版本，其中一個定義是指探測的距離等于或大于地球與月球間的距離，也就是說探測月球和月球以外的空間就是深空探測。將月球探測作為深空探測的第一步，道理很簡單，因為月球是離地球最近的一顆衛(wèi)星，從月球上可以得到許多人類對宇宙的認識，同時還可以從月球上走得更遠。

從1958年到2004年初，人類發(fā)射了約50個月球探測器。月球探測已經(jīng)做了很多工作，我們現(xiàn)在為什么還要做呢？我們是在重復別人走過的路嗎？葉培建說，月球探測是中國航天計劃的一部分，是早已計劃好的事，事隔幾十年后再做這件事肯定不是原來的重復，我們有自己的創(chuàng)新?！袄@月探測工程從立項到發(fā)射，只用了3年多時間，這不僅是我參與的幾十項航天工程中最快的，與其他國家的探月比起來，時間也是短的，創(chuàng)造了奇跡。”葉培建說，我國的月球探測起步晚，但起點不低。

繞月衛(wèi)星與過去所做的地球衛(wèi)星有什么不同呢？葉培建說，我國過去的衛(wèi)星都是在地球軌道上運行，現(xiàn)在這個衛(wèi)星要到月球軌道上運行，過去是對地，現(xiàn)在是對月，這就是根本的不同，因此就會帶來許多問題：首先，過去的衛(wèi)星與地面的距離最遠沒有超過8萬公里，而繞月衛(wèi)星離地面的距離是38萬公里，這38萬公里怎么走？既不能碰著月球，也不能飛過去，因此軌道設計和控制是一個新問題；第二，衛(wèi)星對地球觀察是兩體定向，即太陽帆板對太陽定向，觀察設備和測控通訊設備定向地球觀察和傳輸信息，但繞月衛(wèi)星是三體定向，太陽帆板對太陽，觀察設備對月球，測控和通訊設備對地球，三體定向問題就復雜多了；第三是測控問題，38萬公里的探測帶來衛(wèi)星天線怎么設計、地面站怎么設計等問題；第四個問題更為復雜，由于衛(wèi)星繞著月球轉(zhuǎn)、月球繞著地球轉(zhuǎn)、地球帶著月球和月球旁的衛(wèi)星繞著太陽轉(zhuǎn)，相對關系比較復雜，從而導致繞月衛(wèi)星的熱變化巨大，而我們只能給繞月衛(wèi)星穿一件衣服，不能換，這件衣服要做到熱的時候不熱，冷的時候不冷，這是個難題。

葉培建說，與“嫦娥一號”相比，“嫦娥二號”是我國月球探測第二期工程的先導星，為二期工程積累工程經(jīng)驗。除了“直飛”月球外，“嫦娥二號”還可以使拍攝的月球圖片分辨率更高，將能看到人類過去包括中國人在月球上留下的痕跡。

葉培建說：“一個航天國家，走向深空探測是必經(jīng)之路。而月球是離地球最近的一顆星體，通過對月球的探測可以加深我們對宇宙的了解。因為人類活動，30～40億年前的地球記憶已經(jīng)被破壞了，而通過月球我們可以重新找回這段歷史。從航天技術(shù)上來說，人類想要一步奔火星是不可能的。美國空間新政策的重點就是重返月球，去月球獲取經(jīng)驗，再走向火星和更遙遠的地方。所以，我們首先要將家門口的事情搞清楚。”

世界各國在航天領域的競爭，實質(zhì)上就是對太空資源的爭奪，我國要想在世界大家庭中保持持久的競爭力，就必須發(fā)展具有中國特色的航天事業(yè)。葉培建說：“太空，具有獨特的高位置資源、空間環(huán)境資源、空間物質(zhì)資源、空間信息資源，因此，當今世界對航天事業(yè)都非常重視。目前，美國和俄羅斯是第一集團，在競爭中處于有利地位。我國處在第二集團領先水平，但絕不能掉以輕心，因為這個領域競爭非常激烈，技術(shù)發(fā)展很快，稍有不慎就會被其他國家拋在后面。”

每當葉培建仰望星空的時候，他總是習慣地尋找人造衛(wèi)星。從地球上望去，夜晚的星空中不動的是恒星，瞬間滑過的是流星，而那些發(fā)著光、慢慢移動的就是人造衛(wèi)星。雖然天上的人造衛(wèi)星并不都屬于中國，但他看到它們的時候還是會有自豪感：“我們自己研制的人造衛(wèi)星加入了星群的行列，就像天體里有了我們的存在”。

每天深夜，一輪明月的清光深情地灑向大地。凝聚著中華兒女無數(shù)情愫和夢想的明月，正盼望著炎黃子孫的足跡親近她、真正認識她！