航天科技集团空间技术研究院“嫦娥二号”总设计师,第六届“航空航天月桂奖”技术先锋奖获得者黄江川接收专访
2010年11月16日-21日,第八届中国国际航空航天博览会在珠海开幕。来自35个国家和地区近600家厂商参展,参展飞机约70架。航展期间,中国空军八一飞行表演队,巴基斯坦空军枭龙战机都进行了精彩的飞行表演,新浪航空在航展现场设立的直播间,邀请中外航空、航天界专家解读本届航展。
第八届中国国际航空航天博览会嘉宾系列访谈
时间:2010年11月16日
地点:珠海航展
主持人:中国航空报社总编室主任孙伟
嘉 宾:航天科技集团空间技术研究院“嫦娥二号”总设计师,第六届“航空航天月桂奖”技术先锋奖获得者黄江川。
主持人:各位网友大家好,我们在珠海航展的现场,非常的高兴,两年后又在珠海重新相见了,这里是中国航空报社、新浪网、民航资源网、在航展期间的新闻直播间的栏目,航展期间陆续邀请航空航天界内的高层、专家、学者和精英来到直播间为我们展示航空航天业欣欣向荣发展的前景。
新闻直播间请来的第一位嘉宾是重量级的人物,来自航天科技集团公司,中国空间技术研究院、“嫦娥二号“的总设计师黄江川先生。
黄江川:大家好。
主持人:各位网友,黄江川是“嫦娥二号”的总设计师,以前是“嫦娥一号”的副总设计师,黄总从“嫦娥一号”到“嫦娥二号”,您的身份从副总设计师到总设计师,“嫦娥一号”到“嫦娥二号”也发生了一些变化,向各位网友介绍一下变化情况和特点。
黄江川:总的来说“嫦娥一号”是我国航空航天界深空探测的里程碑,也是深空探测的起点,我国规划的探月工程分三期,简单的说绕、落、回,绕月探测,首次在地外空间实行软着陆,还有三期就是采样,一期比一期难。
“嫦娥一号”代表探月一期工程,已经获得了圆满成功,“嫦娥二号”是属于二期工程,主要是利用“嫦娥一号”的资源,加上六大工程目标和相关的技术验证,主要为着陆降低风险,这就是“嫦娥二号”卫星的使命,因此有六项工程验证项目。
“嫦娥一号”飞了12天以上才可以环月,“嫦娥二号”不到五天就可以实现,这也是必须要实现的。在一期工程的时候,仍然采用比较高频率的X频率,升空时必须使用X频率甚至更高的K频率,“嫦娥二号”阶段也要对X频率,对二期的预选着陆区和感兴趣的期进行更高分辨率的探测,还有其他方面的探测,还有产品方面的内容,总共是六项目标,至今为止功能上基本完成了。
主持人:“嫦娥二号”是10月1日发射,到正式宣布工程实现是11月8日,温家宝总理在国防科工局为图像揭幕,一个多月就完成了,但是“嫦娥一号”的时间是半年,两者有什么区别。
黄江川:因为有六项工程目标,前五项工程目标除了环月之外,包括月球轨道的内容,包括100公里制动,100公里机动到15公里,还有轨道机动测定轨技术,进行的轨道越低,成像的分辨率越高,相机技术更高,因此将这项技术和轨道机动的任务合并来处理。
为此还专门做了设计,不知道大家是否留意到“嫦娥一号”的轨道是三次制动,“嫦娥二号”也是三次制动,但是在第一、第二次制动之间加了调像,本质上就是调整卫星降低到15公里的时机,要保证卫星既可以完成在轨测试,相对时间又比较早,另外,还要保证比较好的太阳高度角,适合成像,这也是专门进行了设计,如果将这项任务放到几个月后,相对实现这项任务的风险就增加了。
主持人:您提到了在15公里的高度进行成像,我觉得卫星离月球15公里,问外行的问题,已经很近了,是否因为月球没有大气才可以做得到这一点,如果地球没有大气的话,是否也可以做得到这一点。
黄江川:应该说地球能做到,但是卫星做不到的。因为要成为卫星必须要有最低的速度,7.9公里/秒,才可以成为卫星,在这个位置下,15公里的大气密度太大了,跟大气摩擦也比较大,产生的热量比较大,容易烧毁。
在月球15公里是没有大气,主要的风险低一些,月球的重金属比较集中,质量流动,月球坑多,也有石头,最多的山大约是1.2万米,比喜马拉雅山还要高。
主持人:您刚才提了卫星轨道和相关的技术。
黄江川:我的本行是搞控制的。
主持人:是否轨道的设计难度更高。
黄江川:轨道是航天器和地球卫星的基本要素,地球卫星通常要考虑地球的引力加上扰动的成分,例如原轨道就是原轨道,因为有扰动,就要考虑二次像和二次像。
月球卫星从地球发射的时候,跟地球卫星类似,地球引力为主,因此是单引力,在地月距离5/6和1/6的距离,此时地球和月球的引力是相当的,轨道设计以谁为准,以谁为准都不行的,必须两者都要考虑。环月后,主要的引力是来自于月球,有的时候太阳和其他的行星也会有引力的作用,这些是基本的要素。
主持人:您提到“嫦娥二号”有六大基本工程目标,主要是为“嫦娥三号”选着陆点,这一点是大家直观可以看得到的。成像后对“嫦娥三号”的着陆起到哪些方面的参考。
黄江川:月球是没有大气,而且没有能量使自己活动,我也是这方面的外行,因此说起来大家容易听得懂。
按照科学家的说法,没有能量活动,就是没有大气活动,因此不可能有火山、地震,因此内部没有岩浆喷发出来。月表上几百万年、几千万年甚至上亿年,因为大小陨石撞击地球存在的坑仍然存在,科学家可以判断出新的和的,我也学习过,有放射的坑,是新的坑,但也有几百万年。
除此以外月球也有山,更多的是坑,有坑的话,地形就是不平的,对于着陆就不方便,因此要探测那个地方平,从科学的角度来说,未必是越平越好,因为科学探测在坑的边缘,山的边缘。
现在有切身的体会,我跟大家是一样的,我以眼看为准,“嫦娥二号”的分辨率是7米和2米的探测精度,后来我发现,探测的分辨率越高,坑越多,满眼都是坑,基本上除了山都是坑。
主持人:也就是说“嫦娥三号”落的时候要克服这些坑。
黄江川:是的。
主持人:“嫦娥三号”要实现怎样的目标。
黄江川:我们要实现跨越,这个跨越就是,首次在地外空间探测和软着陆,硬着陆方面“嫦娥一号”已经成功受控了,而且落在哪里我们是知道的,中国有硬着陆,软着陆就是下去后还可以干事情,这是最大的意义。
整个由探测器为主,还要分为着陆器和巡视器,还有月球车,因此可以看作是两个独立的探测器。升空的时候就是探测器,地球叫做卫星。
着陆器要按照我们验证的轨道,要到15公里,“嫦娥三号”就会继续实施降落,降到二、三公里的时候,就要进行预先研究的方案,因为满眼是坑,因此要再找一个适合的着陆区域,因此有制动发动机,要足以克服月球本身的重量,“嫦娥二号”就不具备月球重量的能力,“嫦娥三号”要具备,软着陆之后,月球车要开出来,之后进行移动。着陆器本身是可以在月球表面进行探测的,两个机器都可以进行独立的工作。
主持人:您说的月球车和着陆器是由一个大的团队来做吗?
黄江川:是的,中国空间技术研究院在“嫦娥一号”的基础上,当时我也是参与人员,之后分成两个团队,我的团队进行“嫦娥二号”的设计,还有后续技术的发展。
另外一个团队中“嫦娥一号”的主力更多一些,他们全力的推动“嫦娥三号”。
主持人:“嫦娥三号”的发射日期是什么时候。
黄江川:大概是二、三年内。
主持人:使用什么火箭。
黄江川:“嫦娥三号”还是使用长征火箭。
主持人:您提到了我国探月工程,今后有更长远发展的规划,同时我们发现国外也在掀起新一轮的探月热潮,日本和印度都在制定和实施长远的探月计划,并且取得了部分的成功,您是如何看待世界航天界掀起的探月高潮。
黄江川:我是这么看的,探月有很多方面的,前期是升空探测,后面就是行星探测。升空探测是全人类的问题,无论发达国家还是发展中国家。升空探测涵盖了太阳系,太阳系要往何处发展,恐怕最终太阳系也要消亡,人类今后何去何从都跟探测有关的。目前全人类最热的探测就是火星,因为火星有生命和水,有科学家就很相信火星就是地球的未来,而且火星是可以改造的。
因此,升空探测最远的就是太阳系,八大行星全部探测后,包括能够出太阳系的话,目前只有世界科学最发达的美国做得到。中国不能甘心永远落后,我们虽然不富有,但是我们也有一定的基础,也要进行科技创新,为什么要科技创新,没有科技创新拉动就不可能持续发展,就不能跨入发达国家的行业,能不能由跨入航天大国跨入到航天强国,大国的理解是我国在各个行业都可以做一点,都有所作为,至少不是领先,在领先和突出方面不是很多的,因此我们不是航天强国,因此不能永远甘居落后,升空探测对未来的强国发展做准备,这是必然的。例如现在的手机导航,20年前我们也是无法想象的,我是搞科技的也未想象得到。
主持人:应用的非常广泛,而且是航天科技中跟老百姓最贴近的。
黄江川:航天的科技要站得远,站得远,才可以宏观的看得清楚。一定要研究这些技术,一定要通过航天技术带动科技创新,要为全人类的事业有所贡献的话,必须要从离我们最近的月球开始,这就是探测月球的意义,因此从各国的规划来看,月球探测下一步主要是载人,而且月球可以作为探测其他行星的中继站。
主持人:在探月的大军中,中国在行列中处于怎样的水平。
黄江川:我个人评价,中国跨出了第一步,跨出了升空探月的第一步。应该说,由于中国起步晚,从九十年代才开始发展,2007年实现探月,苏联以及现在的俄罗斯在六、七十年代掀起了冷战和竞争,当时就达到了高潮,花了上百亿美元,虽然现在美国还在搞,俄罗斯虽然未在进行探月,但是他们的技术能力是领先的,美国更领先一点,如果将他们看作第一梯队的话,我们就是属于第二梯队,包括欧洲、日本、中国、印度。
在这几家中各有所长,各有各自的特点,因为经济和技术方面的原因,我个人认为欧洲和日本还是幼稚的我们学习的很多内容,从近年来的探月来说,可以稍微自慰一点的是,今年我们取得了一些突破,为后续打了良好的基础,而且是短暂的时间内实现的,因此我们的节奏感是比较好的。
主持人:中国目前是很自信的,而且很快的成功。
黄江川:这两次飞的都比较好。
主持人:中国航天发展的角度是越来越快,越来越稳定,现在是异军突起,跟整个国家的经济水平和探月水平是紧紧结合的。您刚才提到的美国、俄罗斯、欧洲,在航天合作方面的难度是怎样的?
黄江川:合作有几个层面,一个是双方的合作,一方出技术,一方出钱,第二种,如果自己没有技术就要存储起来,感觉更好的合作是有钱又有技术的合作。第三,管理的层面,第四政府层面的合作,这几个方面的合作说明中国正在跟国际接轨,随着中国的强盛,西方也在学习东方的文化,也在进一步加强跟中国的合作。
目前,最大的障碍还是政府层面,例如高技术合作的障碍,但是从今年来奥巴马政府的表态,还是希望在政府层面多开展一些合作,特别是在升空载人领域进行合作。目前,国际上合作最大的项目就是国际空间站,十多个国家共同参与,美国是最发达最富裕,也是共同合作,这样也是最核算的。
主持人:“嫦娥一号”实现了硬着陆,完成任务之后,受控碰击月球,“嫦娥二号”还是在轨运行,后续有哪些动作。
黄江川:目前来说,能讲清楚的地方,也有讲不清楚的地方,为什么这么说?因为探月是工程,科学基本上完成了,所谓的基本就是还有未完成的,因为月球需要更高分辨需的覆盖和探测,大体上就是在十五规划期内就可以完成的,因此还有四、五年的时间,因此要使卫星处于良好的运行状态,可以想大家报告一下,嫦娥二号目前的状态是非常好的,技术验证是非常圆满的。
我们相信,一定能够圆满的完成任务,但是还未变成现实,我想大家也不要着急,过几个月在仔细的策划,要仔细的论证和做工作,使大家都认可。
能说清楚的就是预期,由于已经考虑到做扩展技术,所有的目标都完成了,可以做更多的事情,我们在设计的阶段,已经考虑到后续的要求,例如说推进器的需求,通信的需求,在事实的时候,就使卫星具备这些功能,加上“嫦娥二号”象“嫦娥一号”一样,飞行过程很完美,包括发射仓和运载都是成功的,因此使“嫦娥”系列卫星还具备从卫星逃匿的功能,而且还可以飞得再远一点,通过月球探测的最新发现,或许还有新的需求。
在能从月球逃逸的基础上,就可以返回月球,也可以走得更远。
主持人:可以看更多的东西。
黄江川:比较有意思的是,刚才提到地月的平衡点,还有150万公里,就是日地的平衡点,就是地球和太阳的引力点,如果将卫星放在哪里,引力相当大,可以在那个地方探测一下,磁控可以锻炼一下,虽然有验证,但是未有实战,可以进行科学探测,那个地方的空间环境听别人说是这样的,到底是怎样的,要进行实际探测。因为二期工程在推进和进展,二期工程重要的内容是35米口径的大天线,还有64米口径的大天线,这些都在建设过程中,找到更多新的需求,再往北走一走,往远走一走。
主持人:我们期待嫦娥二好给我们更多的惊喜,不仅仅是照片,还有更多的精彩视频,中国航天人总是给我们很多奇妙的惊喜。
黄江川:我回去转达给我们的同事,
尽力吧,不辜负大家的期望,航天是有风险的,我们要踏踏实实的做好每一步。
主持人:广大的网友很少有机会接触到卫星的设计师。
黄江川:我也是比较繁忙的。
主持人:珠海航展是航空航天的博览会,请到黄总向大家进行科普交流,您是卫星设计师,长期从事航空航天,您的成长经历是怎样的,对于网友选择未来的职业是有所帮助的,请您讲一讲。
黄江川:我想说的是,我只能结合个人的经历来谈。我觉得作为年轻的网友,首先第一个要想清楚的问题是,自己想干什么。人的一生长则百年足以,短则几十年,科技发达了,生活水准提高了,活七、八十年是没有问题的。同样的时间干出的事情是不同的,个人有个人的兴趣,因此要想清楚自己能干什么,我的个人兴趣是科学技术研究,而且航空航天是比较专业的。送大家一句话,年轻就是资本,我认为更多的在年轻阶段见识,这是不错的选择。中国有句话,三十而立,各人有各人的责任,到了一定阶段就要专一的做几件事情。
如果说成功的话,我觉得对我个人来说,第一,我的职业,我所在的行业,随着国家改革开放在原有的基础上可以有大的发展,这是我的感觉,以前并没有意识到这一点,因此投入行业的前景和空间是怎样的。
第二,我这个年龄来说,很多方面是基本的内容支撑着,成功可能性的大小,不取决于你学的是什么专业,甚至不取决你学历有多高,只要有基本的内容,这些内容可以说是素质性的内容,例如干事情是否专一。例如做航天的都是大家一起来做事情,要讲究团队的精神,协作精神,这些跟情商是有关的。是否可以做快节奏的转换,现在的职业压力是比较大的,因此要保持良好的心理素质。生活习惯是否良好,是否有足够的精力,这些都是基本的要素。从我看到和经历过的来讲,从小学、高中、大学,数学训练锻炼了人的思维,语言文学训练逻辑。
主持人:谢谢黄总,在百忙之中到现在新闻直播间给广大的网友进行交流,也期待您和您的团队可以取得更大的成功,感谢黄总。
黄江川:很荣幸跟大家交流,谢谢主持人。