戰(zhàn)國時期,我國浪漫主義詩人屈原面對茫茫宇宙,曾發(fā)出“日月安屬?列星安陳?”的《天問》。兩千多年后,我國航天人以現(xiàn)代技術(shù)點燃星際探測的火種,使至奇至幻的千年之問有了完美的答案。
“天問一號\"能劃破蒼穹并在火星上留下中國印記,有一個人功不可沒,他就是中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師、中國科學(xué)院院士張榮橋。
逐夢星空
1988年,張榮橋從西北電訊工程學(xué)院(今西安電子科技大學(xué))畢業(yè)后,進入中國空間技術(shù)研究院繼續(xù)深造空間電磁場專業(yè)。到中國空間技術(shù)研究院工作后,他主要從事衛(wèi)星測控和遙感信息處理方面的工作。再后來,他加入探月工程團隊,曾擔(dān)任探月工程副總設(shè)計師。
2010年,我國提出火星探測設(shè)想。張榮橋根據(jù)組織安排,開啟了工程的規(guī)劃論證和立項工作。相比月球探測,火星探測任務(wù)的難度更大,特別是著陸巡視任務(wù)的成功率不足 50% ?;鹦且欢缺缓教旖绶Q為“航天器的墓地”。
火星探測成功難,但意義無比重大。張榮橋和工程人員深知,探測火星不僅有助于人類了解太陽系和生命起源與演化規(guī)律,推動社會經(jīng)濟發(fā)展和人類文明的持續(xù)進步,也是國家綜合國力和創(chuàng)新能力的體現(xiàn),中國人應(yīng)該在這個領(lǐng)域有所建樹。面對巨大挑戰(zhàn),他們在項目初期做好計劃,對技術(shù)方案進行反復(fù)設(shè)計確認,并開展了大量地面試驗驗證工作。
問天成功
2014年9月,中國首次火星探測任務(wù)進入先期研制階段。兩年后,正式立項。此次火星探測任務(wù)要實現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視3個目標(biāo)。為了節(jié)省經(jīng)費,在技術(shù)上實現(xiàn)跨越發(fā)展,在較短的時間內(nèi)使我國在行星探測領(lǐng)域跨入世界先進行列,張榮橋和工程人員決定3個目標(biāo)一次實現(xiàn)。
三步并作一步走,這在世界火星探測史上是前所未有的?;鹦蔷嚯x地球最遠時有4億千米,最近時大約5500萬千米?;鹦黔h(huán)境與地球有較大差異且有很多不確定因素,我國沒有火星大氣模型實測手段,也沒有經(jīng)過飛行驗證的數(shù)據(jù);此外,火星大氣稀薄,受季節(jié)、晝夜、火星風(fēng)暴等的影響非常不穩(wěn)定;火星表面地形復(fù)雜,遍布巖石、斜坡、溝壑等障礙物;火星塵暴較地球更為嚴重。這些因素給著陸火星帶來了極大難題,安全著陸風(fēng)險非常高。
雖然難上加難、險上加險,但張榮橋和工程人員抱著必勝的信心堅定地投入研發(fā)工作。在設(shè)計、建設(shè)、攻關(guān)、生產(chǎn)、試驗各個環(huán)節(jié),他們始終保持一絲不茍的精神和精益求精的態(tài)度。如針對火星大氣稀薄且具有不確定性,他們研發(fā)了氣動外形減速技術(shù),確保著陸巡視器在著陸過程中保持穩(wěn)定姿態(tài)并高效減速;為適應(yīng)火星復(fù)雜地形,他們?yōu)榛鹦擒囋O(shè)計了六輪獨立驅(qū)動的主動懸架結(jié)構(gòu)系統(tǒng),此外,在碳化硅車輪上還有“中\(zhòng)"字形的浮雕,既能用于標(biāo)記行駛里程,又能在火星表面留下中國印記。
磨劍十年,夢圓火星。2021年5月15日,“天問一號”著陸巡視器與環(huán)繞器分離后,按照預(yù)定的軌跡,進入火星大氣層。于7時18分成功降落在首選落點一—火星北半球的烏托邦平原南部。我國首次火星探測任務(wù)著陸火星成功了!那一刻,滿頭白發(fā)的張榮橋潸然淚下。
“天問一號\"實現(xiàn)了我國航天發(fā)展史上6個首次:首次實現(xiàn)地火轉(zhuǎn)移軌道探測器發(fā)射;首次實現(xiàn)行星際飛行;首次實現(xiàn)地外行星軟著陸;首次實現(xiàn)地外行星表面巡視探測;首次實現(xiàn)4億千米距離的測控通信;首次獲取第一手的火星科學(xué)數(shù)據(jù)。它標(biāo)志著我國在行星探測領(lǐng)域跨入了世界先進行列。
探索不息
2021年12月15日,張榮橋入選英國《自然》雜志“影響2021年科學(xué)事件的十位人物”,是當(dāng)年榜單上唯一的中國人。此后,他又榮獲“世界因你而美麗——2021一2022影響世界華人盛典\"大獎。他說,成功都屬于過去了,要往前看。
逐夢蒼穹,豪情不減。勇于挑戰(zhàn)的張榮橋與科研團隊已開啟星際探測的新征程:2025年,發(fā)射“天問二號”,開展小行星探測任務(wù);2030年前后,將發(fā)射“天問三號”和“天問四號”,分別開展火星采樣返回任務(wù)和木星系探測任務(wù)。
遼闊的星空中,中國航天的新傳奇正在續(xù)寫…
初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版2025年7期