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第21章 十年磨一剑(1)(2 / 3)

精确测控与通信……

“863计划”专家组收到欧阳自远课题组提交的《中国开展月球探测的必要性和可行性研究》报告后,组织专家委员会对《研究报告》进行审查与验收,听取研究课题组的报告,经过答辩后,一致予以通过。专家委员会认为报告以充分的事例与翔实的数据说明,月球探测工程不仅不会拖我们国家经济建设和国家发展的后腿,相反,还能有力地推动科技进步、经济发展和科技队伍的成长。而且,我国已经具备开展这一工程的实施能力。从呈报立项报告到“863计划”专家组评审验收,整整用了两年时间。

$一个庞大的工程

我曾问过欧阳自远,一份在心中早已成熟的报告,为何前后用了两年时间?

欧阳自远回答:“必要性比较好写,可行性的难点在于中国探月工程五大系统的现状、技术水平与能力还有哪些关键技术需要突破。必须经过深入了解,综合分析,实事求是,数据和技术指标必须准确与翔实,提出的观点要经得起论证。要广泛征求各领域有真知灼见的专家意见,绝非我一个人和我的课题组就可以做到的。我们用了一年多的时间,完成报告的编写,自信是可以通过的。”

执行任何一次空间探测任务,并不是只靠探测器本身就能完成的,月球探测的成功也同样如此。必须依靠若干大系统相互配合、相互支持,才能达到预定的目标。我国的卫星和月球探测工程一般由五大系统组成,即探测器系统、运载火箭系统、发射场系统、地面测控系统以及地面应用系统。

探测器系统是完成航天任务的具体载体,是一个空间飞行器。由它携带各类有效载荷在太空运行,完成相应的科学探测任务。

运载火箭系统是将人造地球卫星、载人飞船或空间探测器等航天器送入预定轨道的工具,它通常由多级火箭组成,在使航天器达到所需的位置和速度后即与探测器分离。

发射场是发射航天器的场所。航天发射场的基本任务是,为运载火箭、航天器提供满足技术要求的转载、总装、测试及运输设施;为航天器发射提供全套地面设施;组织、指挥、实施测试、发射及飞行上升段的指挥、调度、监控、显示和通信;完成运载火箭上升段的跟踪测量和安全控制;为航天指挥控制中心提供有关参数和图像;提供航天发射区的后勤服务保障。

航天器升空后,地面站需要随时了解它的各种信息,并向它发出各种指令。测量和控制航天器的飞行参数,正是由地面测控系统完成的。

地面测控网是对运载火箭和航天器跟踪测轨、接收与处理遥测信号以及发送遥测信号的综合系统。无线电微波传播是测控系统的基础,由于地球表面是一个近似球面的曲面,一个地点的地面站就不可能实现对运载火箭和航天器进行全航程观测。为此,必须用分布在不同地点的多个地面站“接力”跟踪才能完成测控任务。地面测控网由多个测控站、测控中心和通信系统组成。测控站直接对运载火箭和航天器实施跟踪测轨、遥测信号接收、发送遥控指令和注入数据。测控中心对各测控站进行任务管理,将测量数据汇集连接,进行分析处理和信息生成,并向各测控站发送时间统一信号,即时统信号。通信系统完成测控中心与各测控站发射控制中心以及航天器回收场指挥站之间的数据、图像和语音传输。通信系统采用有线、无线和卫星通信等多种手段,专用于测控网。测控中心从发射指挥中心获取发射进程信息,接受发射控制中心的统一任务调度。

地面应用系统负责接收航天器在空间运行过程所获得的全部探测信息,加以解译、处理、判断和分析,进行各种相关校正,获得最终所需要的、不同等级的应用信息,进行不同等级应用数据的储存与发布。地面系统还承担月球探测科学目标地制定,各种科学探测有效载荷的地面验证和在轨运行状况,科学探测数据的研究与开发利用。我国已有的卫星与载人航天地面应用系统不能满足月球探测的需要,要新建适应月球探测及其未来发展需要的地面应用系统。

$制订探月的总规划

1995年,《中国开展月球探测的必要性与可行性研究》报告通过后,引起中国科学院高技术局的高度重视,利用中国科学院创新研究经费,支持欧阳自远的课题组转入研究中国开展探月的发展战略与长远规划的研究,再用2—3年时间去论证一个问题:中国若要开展月球探测工程,它应该如何长远布局与分步实施。

课题名称是《中国月球探测的发展战略与长远规划》。

根据我国的科学技术水平、综合国力和国家整体发展战略,以及参考世界各国重返月球的战略目标和实施计划,我国的月球探测近期应以不载人为宗旨,是探月,而不是登月。

中国的无人月球探测分为三期,即第一期“环月卫星”,第二期“落月探测”,第三期“采样返回”。在完成中国月球探测三步走的计划后,第二阶段的目标是载人登月。第三阶段是在实施载人登月的基础上,建设月球基地,开发利用月球,支持人类社会的持续发展。

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