國家航天局舉辦新聞发布會 介紹我國首次火星探測任務情況

日期:2021年6月13日 上午9:03

國家航天局新聞宣傳辦公室主任 孟華:各位領導、各位專家、媒體朋友們、女士們、先生們,大家上午好!歡迎出席國家航天局新聞发布會。

回顧去年7月23日天問发射,到今年的2月10日“太空剎車”,5月15號著陸火星,5月22日“祝融”登火,工程全線和我們新聞戰線的同志一起奮戰,一起期待,一起歡呼雀躍迎接成功的日子,仿佛還在眼前。就在昨天,天問一號探測器著陸火星首批科學影像圖揭幕儀式在國家航天局舉行,劉鶴副總理親自出席,並代表黨中央、國務院對我們工程取得圓滿成功給予了高度的評價。昨天发布的由“祝融號”火星車拍攝的著陸點全景、火星地形地貌、“中國印跡”和“著巡合影”的4張圖片紛紛刷屏,特別是著陸器和巡視器萌萌的合影,我們還開展了征名活動,也引发網友極大關注。 

值此我國首次火星探測天問一號任務圓滿成功之機,我們召開國家航天局新聞发布會,邀請國家航天局新聞发言人和工程重量級專家來介紹工程有關情況,回顧奮鬥的歷程,也回答社會和媒體朋友們的關切,首先我介紹一下出席今天发布會的領導專家。他們是:國家航天局新聞发言人許洪亮先生,我國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋先生;我國首次火星探測任務探測器系統總設計師孫澤洲先生,我國首次火星探測任務地面應用系統總設計師劉建軍先生;測控系統專家、北京航天飛行控制中心責任總師崔曉峰先生。我是國家航天局新聞宣傳辦公室主任孟華。

參加今天发布會的媒體朋友來自人民日報、新華社、中央廣播電視總台央視、總台央廣、總台國廣、中國國際電視台、解放軍報、光明日報、經濟日報、中國日報、科技日報、中國青年報、中國新聞社、環球時報,人民畫報、民族畫報、《知識分子》雜志,北京日報、北京廣播電視台、北京青年報、北京交通廣播、東方衛視、湖南衛視、江蘇衛視、香港文匯報、香港《紫荊》雜志,人民網、光明網、中國網、中國軍網,中國科學報、中國航天報、戰略支援報、《太空探索》雜志、《國際太空》雜志、《中國航天》雜志、國家航天局網站以及“學習強國”平台、“中國的航天”新媒體工作室等媒體。

下面,首先請許洪亮先生對工程進行全面的介紹。

國家航天局新聞发言人 許洪亮:女士們、先生們,各位媒體朋友們,大家上午好,很高興和我國首次火星探測任務的四位專家共同出席今天的新聞发布會。昨天上午,國家航天局舉行了天問一號探測器著陸火星首批科學影像圖揭幕儀式,標志著天問一號一步實現“繞、著、巡”的目標圓滿實現,我國首次火星探測任務取得圓滿成功。今天我們邀請各位媒體朋友來到國家航天局,向大家介紹天問一號任務相關情況。

我國首次火星探測任務是在建黨一百周年之際,我國航天事業取得的又一重要里程碑成就。今年5月15日,天問一號探測器成功著陸火星,習近平總書記代表黨中央、國務院和中央軍委親致賀電,高度肯定天問一號任務的重要意義,指出這是我國邁出星際探測征程的重要一步,實現了從地月系到行星際的跨越。昨天,劉鶴副總理在出席首批科學影像圖揭幕儀式時指出,天問一號任務譜寫了中國人民攀登科技高峰的新華章,勉勵航天全線再接再厲、銳意進取,以優異成績迎接建黨一百周年,為全面建設社會主義現代化國家作出新貢獻。這是對全體參研參試科技工作者的極大鼓舞和鞭策。首先請允許我代表國家航天局、代表中國航天的各位同仁,感謝黨中央的親切關懷!感謝全國人民和國際同行的持續關注!感謝媒體朋友對此次任務的精彩報道!

天問一號任務成功是我國航天事業自主創新,跨越发展的標志性成就。在我國航天发展史上,天問一號任務實現了6個首次,一是首次實現地火轉移軌道探測器发射;二是首次實現行星際飛行;三是首次實現地外行星軟著陸;四是首次實現地外行星表面巡視探測;五是首次實現4億公里距離的測控通信;六是首次獲取第一手的火星科學數據。在世界航天史上,天問一號不僅在火星上首次留下中國人的印跡,而且首次成功實現了通過一次任務完成火星環繞、著陸和巡視三大目標,充分展現了中國航天人的智慧,標志著我國在行星探測領域跨入世界先進行列。

天問一號任務成功是全體參研參試人員八年來團結拼搏、不懈努力的重要成果。我國首次火星探測任務起點高、難度大、挑戰多,從論證階段開始,就面臨環境新、距離遠、時延大、環節多等諸多難題。2013年,國家航天局基於前期成果,聽取多方意見,經過慎重研究,提出了“首次火星探測任務即實現火星環繞和著陸巡視探測”的目標,啟動了任務方案論證和實施。2016年工程立項後,參與工程實施的數千家單位、數萬名科技工作者,突破火星制動捕獲、進入/下降/著陸、航天器長期自主管理、遠距離測控通信等一系列關鍵技術,於2020年7月按計劃將天問一號送入太空。經過近7個月的奔火飛行和3個月的環火探測,天問一號成功著陸火星,“祝融號”火星車駛上火星表面開始巡視探測,完成對著陸平台成像、著陸點附近科學考察,地面成功接收相關數據並形成了首批科學成果。

天問一號任務成功是新型舉國體制制度優勢的又一次生動體現。這次任務成功,一是離不開黨中央的堅強領導和前瞻決策。天問一號任務是習近平總書記親自決策實施的我國首個行星探測工程,體現了黨中央對我國航天事業发展的高度關注和殷切希望;二是離不開各部門和單位的大力協同和精心組織。在工程實施過程中,任務指揮部各成員單位積極組織協調,國內相關部門主動紓困解難,特別是在去年疫情期間,北京、天津、海南、新疆等地方政府為工程產品運輸、发射、測控等提供重要保障;三是離不開專家院士們的超前謀劃和積極推動。嫦娥一號任務圓滿成功之後,我國航天界的專家院士們就開始謀劃開展火星探測,並多次提出開展深空探測深化論證的建議,傾注大量精力和智慧;四是離不開航天精神的激勵鼓舞。天問一號任務全體參研參試人員繼承和发揚航天精神,在任務實施中精心組織、精心設計、精心加工、精心試驗,以過硬的產品質量和務實的工作作風,生動詮釋了追逐夢想、勇於探索的航天精神。

在天問一號任務實施過程中,我們與歐空局以及阿根廷、法國、奧地利等國航天機構以及港澳地區科技力量,在測控支持、載荷搭載、科學研究等方面開展了卓有成效的合作,共同為增進人類對宇宙奧秘的認知貢獻智慧和力量。任務成功後,多個國家航天機構和國際組織以及很多國際同行和友人,紛紛以不同方式表示祝賀和讚譽,期待進一步合作。在此,我代表中國國家航天局一並表示衷心感謝!外層空間是人類共同的財富,探索、開发、和平利用外層空間是人類共同的追求。我們將始終堅持平等互利、和平利用、包容发展的原則,加強同國際社會的廣泛合作,共同實施好天問一號後續科學探測任務,力爭取得更多新发現、新成果,實現科學產出最大化,讓航天探索成果為創造人類更加美好的未來貢獻更大力量。

奮進新時代,啟航新征程。當前,全面建設社會主義現代化國家新征程已經開啟,向第二個百年奮鬥目標進軍的號角已經吹響。中國航天將堅決貫徹落實習近平總書記重要指示精神,堅持創新驅動发展,立足新发展階段,貫徹新发展理念,構建新发展格局,大力弘揚以“兩彈一星”精神為代表的航天精神,堅定不移走自主創新的道路,充分发揮新型舉國體制優勢,精心論證和實施好行星探測工程、重型運載火箭和探月工程四期等航天重大工程任務,加快航天強國建設,為全面建設社會主義現代化強國、實現中華民族偉大覆興的中國夢提供堅強支撐。謝謝大家。

孟華:謝謝許洪亮的精彩发布,下面進入提問環節。

光明日報:大家都知道我們這次去火星技術難度很大,尤其是著陸成功率只有40%,我國是第一次去,而且是一次實現繞著巡,為什麽選擇這樣高風險方案,現在看來結果相當圓滿,請問我們靠的是什麽?謝謝。

我國首次火星探測任務工程總設計師 張榮橋:今天是周末,而且又是端午佳節的小假期,我們新聞界的媒體朋友們犧牲了寶貴的時間參加我們的新聞发布活動,很受感動。首次火星探測工程從研制過程到发射到飛控,這一路走來,我們新聞界的很多朋友一直在關心、關注,給我們提供了很好的宣傳,使我們產生了為國努力奮鬥的強大動力。所以我也想代表我們天問一號研制的全體同志,對新聞界的朋友們辛勤付出表示感謝,也期盼大家在後續的工作當中一如既往地支持我們的工作,跟我們一道講好天問故事,講好中國故事。

方才這位記者提到這個問題,在很多種場合也有很多專家在問,就是為什麽這一次選擇這樣的方案,而且能夠成功。正像您所說,去火星的難度很大,到目前為止,整體的成功率50%左右,對於著陸類的任務成功率只有40%多一點,這是客觀現實。

那麽我們在論證之初,就在想,我們探月工程繞、落、回三步走,非常之穩健,每一步都很精彩,在座的諸位都見證過。那麽我們國家去行星際去火星如何幹?這是我們在論證過程當中各方研究討論的一個焦點問題。

實際上對去火星的技術難度我們是心知肚明,了解得非常清楚,而且我可以實事求是告訴大家,當初我們的方案是選擇了一個風險相對較小的,也就是去環繞的方案。但是對這個方案,我們業界的專家,包括我們參與論證的同志卻是又心有不甘。

因為跟國外相比,我們起步較晚,這是客觀現實。而且在論證的時候,在與國外還存在著不小差距的情況下,國家投錢讓我們來幹這麽一件事情,我們的同志有個基本共識。不能僅僅考慮風險,更要考慮對航天技術发展和科學研究的牽引、帶動作用,對國家整體能力的提升作用。

拿我們今天的話來說,就是要體現出我們航天人的擔當精神。因此在分析了各種因素,特別是載人航天、探月工程為我們奠定了一定的技術和設備設施基礎,長征5號運載火箭為我們提供了必備的发射能力。我可以坦誠告訴大家,如果沒有長征5號,你想一次性實現繞著巡,沒基礎。因為我們的長3系列发射火星探測器,根本不具備一次實現繞著巡的能力。所以有了這些基礎,大家就認為我們“踮踮腳、伸伸手”,一步實現繞著巡的風險是可控的,盡管難度很大。因此最後形成了我們國家火星探測 “一步實現繞著巡,二步完成采樣回”的總體发展思路。這個发展思路曾經也在有關方面宣布過。

一步實現繞著巡,意味著研制難度加大,說的白一點,失敗的可能增加了。對我們研制人員來講承受的壓力劇增,好在我們有黨中央的正確領導、有各級政府組織部門,特別是國家航天局強有力的組織,有我們航天科技集團、中國科學院,還有我們发射場和測控的主管部門的大力協同,還有就是我們探火研制全體人員的努力拼搏、攻堅克難。說句白一點的話,就是探火人的爭氣。我們今天成功了,回過頭來看,這條技術路線的選擇是非常正確的。整體上更加節省經費,特別是在技術上能實現跨越发展,在較短的時間內使我國在行星探測領域跨入世界先進行列。因此我們講,首次火星探測任務是結合我們中國國情,走出了具有中國特色的航天发展之路。

首次火星探測歷時8年,論證、研制、建設,一路走來感受至深。方才記者在問,我們今天圓滿成功靠的是什麽?方才許洪亮发言人已經做了很好的總結,四個“離不開”,我想稍微展開一點解讀。實事求是講,沒有經歷過的人體會不深。第一條,黨中央、習近平總書記的英明決策,這不是套話、不是虛話。同志們,如果沒有他的及時批準立項研制,我就說去年我們只能看著別國,美國、阿聯酋在玩火星。這一點,我們國家這些重大工程歷來都是要總結成功經驗,這一條是必不可少的。第二條,新型舉國體制、社會主義集中力量辦大事的制度優勢;方才會前也有人問我,不論多麽困難的情況下,尤其是疫情突发,飛機停運、人流凍結、鐵路停止,我們這些人怎麽去、設備設施怎麽運輸?我們一個報告上去,各個部門齊心協力。沒有這個制度優勢,辦不到。三是,我們航天发展戰略專家們的超前謀劃。我再補充一點,我們航天局一張藍圖繪到底的釘釘子精神。我們的局長,經歷了幾任,但是無論是哪一任局長,都是一茬接著一茬幹。最後一點,靠的是什麽?我們偉大的航天精神的激勵,時間關系不多講,我就回答這些。謝謝。

央視頻:您好,我們看火星探測,美國上世紀中葉開始到今天數十年時間,我們中國火星探測項目到今天為止也沒有超過10年時間,有人說這樣一個速度是奇跡,咱們怎麽評價這個速度,以後我們速度還會繼續加快嗎?

張榮橋:怎麽評價這個速度?的的確確正像您所說,人家幾十年前就開幹了,咱們只有8年的時間,而且是一步實現了繞著巡。前不久呢,各個重要環節上,我都對這一次的成功做了一個基本的描述。就是什麽呢?各個環節順暢精準。實際上在座的很多新聞界的朋友們也都在发射場或者是在我們的飛控中心,都在現場見證了幾個非常重要的時刻。成功實屬不易,國人紛紛點讚,國際同行也給予很高的評價。

這位記者問到速度,我上次接受采訪的時候,也問了類似問題。中國速度已經成為當今時代中國的一個標志之一,無論是高鐵為代表的交通,還有其它各個发展領域。所謂速度就是什麽?那就是結合我們現有的能力、基礎和條件,再加上一些大膽創新的思路,我想這是我們中國速度的含義。那麽後續,我們會繼續以我們的中國速度推進相應的工程。你提到這個問題,我想借此機會,對我們這一次成功如何評價、我們業內如何評價?我個人觀點。5月15日,習近平總書記发來賀信,大家都學習了。昨天劉鶴副總理又對於我們工程圓滿成功給予了高度褒獎,但是我們的隊伍,在座的幾位,我們一周都要在一起開一到兩次會,每次會上我都在強調,成功了,我們仍然要保持清醒的認知。時刻保持戰戰兢兢、如履薄冰、如臨深淵的態度。為什麽要反覆強調?我們這一次的成功,除了前面說的四個“離不開”之外,我想還有兩點。

前面四個“離不開”,還有“兩靠”,靠的什麽?一是,人努力天幫忙。什麽含義?8年的研制建設、設計、攻關、生產、試驗各個環節精益求精、一絲不茍,這是我們人在努力;國內國際因天氣原因推遲发射的例子不少,著陸時出現沙塵暴也曾有過,但是回過頭看,我們在发射的時候和著陸的時候,應該說氣象條件都隨了我們的期盼。這是天幫忙。成功的必然之中也有幸運的成分。成功了,我們仍然要深挖一鍬,多找一找不足,多看一看還有什麽地方需要進一步改進,多問一問下一次再去我們還能夠這樣順利嗎?二是實事求是。一次實現繞著巡,可喜可賀。但是我們畢竟是第一次去,與世界先進水平相比、與成功了多次的國家相比,我們怎麽可能沒有差距呢?所以越是在成功的時候,我們越要正視自己的水平。所以我也希望,我們媒體界朋友們在講好天問故事、講好中國故事的時候,也要堅持這一點。這實際上對我們工程有利,因為我們做的不是一錘子買賣,我們還要不斷地去續寫我們行星探測的新高度,我們要確保每次的成功。因此我講,我們時刻在跟自己比,每次都有進步,保持定力,積小成於大成。所以回過頭講,這麽短的時間之內一步實現繞著巡,成功了,我們很高興,可喜可賀。但是我們在座的參與研制的這些同志,頭腦是清醒的,認識也是清醒的。我就回答這些,謝謝。

總台記者:天問一號任務,讓中國成為繼美國之後第二個成功實現火星著陸的國家,也標志著中國在行星探測領域進入了世界前列。在行星探測領域開展合作是國際上的通行做法,想請問我們在天問一號任務開展了怎樣的國際合作,在後續的月球與深空探測任務中,我們又將開展什麽樣的國際合作?

許洪亮:在“天問一號”火星探測任務中,國家航天局和歐空局、法國國家空間中心、阿根廷空間活動委員會、奧地利研究促進局等4家航天機構通過載荷搭載、測控支持等方式開展了廣泛合作,同時我們還正與法國、奧地利、俄羅斯等有關機構,就天問一號火星探測數據的應用合作保持溝通。同時為了保證火星探測器在軌衛星安全,近期我們正在與美國國家航空航天局、歐空局開展了火星探測器軌道數據交換合作。正如您剛才所講,在月球與深空探測領域開展國際合作是國際通行慣例,所以在我們謀劃下一步发展過程中,不論是探月工程四期還是小行星探測,包括大家最近知道的國際月球科研站,我們都堅持開放的態度,按照共商共建共享原則跟國際同行正在開展廣泛合作。

具體來講,嫦娥六號、小行星探測任務中由國家航天局探月與航天工程中心向國際合作夥伴发出合作倡議,目前也收到一些相關建議,我們的科學家和工程研究隊伍也正在開展相關深入分析,就有關細節進行了深入的交流,下一步會在適當時機對外進行发布。

中國日報:請問在座專家領導,能不能介紹一下天問一號此次著陸面臨的挑戰及相應技術創新?

我國首次火星探測任務探測器系統總設計師 孫澤洲:火星的著陸下降過程是我們此次任務風險最高的環節,這個環節中我們要面對不熟悉而且多變的火星大氣環境,還要自主完成十幾項的關鍵動作,而且這些動作環節也是環環相扣的。從進入火星大氣到最終著陸到火星表面,歷時雖然只有9分鐘,但是這個過程非常覆雜,要經過四個階段。要把相對於火星4.8公里/秒的速度減到為0。這期間兩段最為關鍵,由於我們在火星減速進入過程中是利用大氣減速,這兩段承擔了減速98%的需求,98%的減速都是利用火星大氣來減速的。但是火星大氣又跟地球不同,密度不同、成分不同,而且還有一些風速的多變性。所以說這就決定了我們這次著陸任務過程,對於火星的著陸,與地球的進入和著陸,以及月球的著陸的差異性,是面臨最主要的挑戰。要面對一個我們不熟悉的多變的火星大氣,而且我們還要利用它來進行進入過程的減速和著陸。

對於這樣一個新環境,我們在技術上做了哪些準備或者技術創新?由於時間關系,我就重點介紹兩個方面,一個是針對氣動的影響,首先我們通過全新的氣動力、熱的實驗方法研究,確定了針對於火星大氣條件下進行氣動力、熱的算法和實驗手段。為此我們還改造了一些風洞,進行二氧化碳成分影響等等實驗工作。也是通過這樣一個工作、算法和試驗確定,最終建立起完備的整個過程中氣動力、熱數據庫,這是一個基礎。由這個基礎設計了全新氣動外型,與地球進入不同,與國外氣動著陸外型也不同。同時針對火星大氣進入,我們采用了彈道升力的方案。為什麽采用這種方案?就是提高我們對火星大氣不確定性的適應能力,降低不可幹預環境帶來的風險。這樣一個方案雖然可以很好適應火星大氣環境不確定性,但是也面臨很多難題。其中一個是進入過程中,氣動減速段需要一定的配平攻角,在開傘前我們又把這個攻角調回來,利於我們開傘尾流對稱性,使開傘的風險更小。針對這樣一個難題,應該說我們在國際上首次采用配平翼的打開,利用火星大氣阻力進行攻角調整。這樣一個方案,應該說,相比以往火星表面進入的方案,我們這個系統的重量只有國外的10%。這就是氣動力、熱方式以及我們技術方式上的創新。

第二是降落傘,大家可能也知道,地球返回中也有降落傘,火星大氣稀薄,采用這個外型操作有不穩定性,雖然都是傘,但是開傘方式不同,針對這樣一個超音速、低動壓、低密度情況下,我們設計了新的傘型,開展了仿真分析方法的完善以及地面實驗方案的構建。針對地面模擬困難,國內首次利用火箭彈,在距離地面30公里左右高空開展全過程模擬。這也是第一次使用,也遇到很多困難,但最終我們在地面做了完整的開傘驗證,也為這次任務順利進行或者成功著陸奠定了很好的技術基礎。這是針對於氣動減速段兩項有代表性的技術創新和進步。

針對巡視,火星表面巡視跟月球還有不同,火星表面呈現低光照,太陽光能量相對比較小。再一個,火星表面容易出現沈陷,針對這兩點,我們在技術上怎麽解決?首先是首次在國際上、在火星上采用太陽能集熱器技術,這樣一個做法,使我們對太陽能利用率達到80%。用這樣一個新技術,極大提高我們對太陽能利用效率,也為火星車在火星表面提供了很好的溫度保障。針對沈陷這樣一個火星特殊地貌下如何可靠行使,我們采用主動懸架系統,這個系統雖然實現起來覆雜,但是針對於可能的沈陷或者車輪故障,包括爬坡能力,可以得到進一步的提高,我們可以主動改變我們移動的形態,實現車體擡升、車輪擡升甚至蠕動等等形態,一旦沈陷可以實現多種移動方式實現脫困。這也是國際上首次在地外天體采用主動懸架移動系統,作用是更好適應我們在火星上穩健移動、可靠移動的目標。所以簡單來說這麽幾個方面。此外,我們在星際通信、自主導航、自主管理等方面,在方法方案和技術上也都有創新,時間關系我就不詳細介紹了。謝謝大家。

總台記者:這次火星探測圓滿成功,未來行星探測規劃和展望會是什麽樣的?

許洪亮:我先來回答,後面再請專家回答。目前我們正在規劃“十四五”航天发展,按照中央對航天強國建設的戰略部署,統籌考慮國際上科學熱點,也包括我們的工程技術基礎,基本上按照剛才張總所講,技術上可實現、經費上可承受、科學上有貢獻,統籌空間科學、空間技術、空間應用,對未來行星探測做謀劃。目前明確到2030年左右,依然以火星探測為主線,首次火星探測實現繞著巡,後面還會開展火星取樣返回,同時還會開展小行星探測、木星系探測,另外還會實施探月工程嫦娥六號、七號、八號任務,跟國際同行特別是俄羅斯正在論證國際月球科研站等等一系列任務。下來請在座專家再簡單介紹一下有關任務的特點。

張榮橋:首次火星開啟了行星際探測新征程,我們不會停下腳步,剛才許洪亮发言人已經把後續的行星探測整體規劃做了表述。實際上在2016年的航天白皮書當中也對這些內容做了表述。後續的這些任務,我們還是堅持一個基本的原則,就是整體規劃、分布實施和持續发展。前面回答問題當中,我講我們不是說一錘子買賣,搞完首次火星探測就歇了,後續還有一系列任務。那麽這些任務有什麽特點?我想第一點還是選擇重點、熱點和亮點作為我們的探測目標,實現高起點的跨越发展。對於火星來講,仍然是我們後續探測的重點,這也是國際深空探測的重點。為什麽?它是我們的近鄰,科學上的意義巨大。各位媒體的朋友可能都很清楚。小行星探測是我們的熱點,也是國際探測的熱點,為什麽?現在大家都在說小行星撞擊地球的危害,這是引起各界關注的。還有小行星上面的資源等等。最關鍵的是小行星它小,但它的任務很難,帶動我們航天技術向精細化的航天技術发展意義重大。再一個就是木星系探測,它是一個亮點。大家都知道離開太陽,水、金、地、火、木、土、天、海,木星離我們更遠一些。到目前為止,我們對木星系的認知非常膚淺,進行的探測也非常之有限。應該說它孕育著大量的科學新发現的機會。去木星系除了科學意義之外,還能帶動我們更遠距離的測控,更長壽命的探測器的技術,還有新能源的利用。因為到了木星系必須有更新的能源,所以我們說開展木星系探測是深遠的航天技術的发展。因此基於這些亮點、重點和熱點,我們就有後續的发展的節奏,可以告訴大家,我們航天人就有一個風格,叫早下手、下好先手棋。我們在幹首次火星探測任務的時候,小行星取樣返回任務已經開展了先期研制。我們會像首次火星探測任務一樣,按照我們自己的節奏,按照我們中國人的速度,盡早實現。接下來,就是火星取樣返回和木星系探測。針對這兩項任務,就是後續任務的第二個特點,我們考慮到整體任務繼承與創新的協調平衡,任務安排有機銜接,確保風險可控。

學習強國:國外已經有很多探測任務,也有很多的发現認識,我國這次火星探測科學預期是什麽?

我國首次火星探測任務地面應用系統總設計師 劉建軍:為了開展這樣的科學探測,我們在火星車上配備了六種儀器,火星車雷達、磁場探測儀、成分探測儀、氣象測量儀、多光譜相機和地形相機,其中,表面磁場探測儀將是國際上首次在火星表面進行移動的磁場測量,獲得精細尺度的火星磁場信息。還有國際上先進的火星車雷達和表面成分探測儀,通過雙頻段全極化雷達獲取火星淺層結構,探測可能的地下水/冰分布;通過激光誘導光譜方式,獲取火星表面巖石的化學元素組成。此外,多光譜相機、地形相機和氣象測量儀,將感知火星表面環境,測量火星表面溫度、氣壓、風速、風向和聲音。目前,6種科學儀器均已開機測試獲取探測數據,正在開展科學探測。我們將圍繞水/冰活動、火山活動等關鍵科學問題,深入認識火星古環境特征和演化,研究古火星的宜居環境。

在環繞器上配置7種科學儀器,也非常有特點。比如說有一個雙極化雷達、亞米分辨率的高分相機、500多個譜段的光譜分析儀、中分辨率相機,這些都和目前國際上火星探測的最高能力處於同等水平。另外還有磁強計、離子與中性粒子分析儀和能量分析儀,這主要是結合一起對磁場與粒子空間環境進行探測,為火星空間環境和大氣逃逸機制研究獲取第一手的資料。

學習強國學習平台:我們知道火星探測是我國迄今為止飛行距離最遠的一次航天任務,在這次航天任務當中,作為對探測器進行跟蹤、測量、控制的地面測控系統,有哪些突破和進步?

測控系統專家、北京航天飛行控制中心責任總師 崔曉峰:火星任務的測控系統主要是由地面測控站網及飛控中心組成,在火星探測中承擔著對“天問一號”探測器以及“祝融號”火星車的跟蹤、軌道測量、數據通信,解決抓得著、看得清、控得準的問題。通過我國首次火星探測工程的建設和實施,我國的深空測控體系建設、能力建設,都取得了長足发展和重要突破,簡要報告以下幾個方面。

一是測控距離大幅延伸。在我國原有深空測控網基礎上,完成了深空測控設備能力的升級,滿足深空測控通信的技術指標和全新工作模式要求,同時新建成多天線組陣系統,對深空弱信號的接收處理能力大大增強,對探測器的跟蹤、測量和數據傳輸能力,從探月工程的幾十萬公里擴展到火星任務的數億公里。通過我國深空測控網所屬的各個測控站和測控設備,可以實現對探測器的全時段跟蹤覆蓋,實現了我國首次行星際飛行的成功測控和可靠上下行數據傳輸。

二是測控精度有力保障。綜合運用符合行星際空間與時間特征的軌道確定技術,以及增強的測量手段,測量精度大大提高確定。利用全球布站的深空幹涉測量,取得測量基線長度更長、構型更豐富的優勢,使得深空軌道確定和預報精度進一步提高,為近火捕獲、兩器分離、火星大氣進入等關鍵控制,以及火面著陸以後巡視探測的成功精準實施提供有力支持。

三是飛行控制克難制勝。由於超長時延和弱信號的原因,地面飛控的模式比近地航天以及月球探測任務都有很大不同,並且大量環節都是機會唯一,只能一次性成功。此外,通過環繞器中繼的方式對火星車進行遙操作控制,從狀態獲取到控制實施,以及天地設施的調度協同都增加了許多新的難度和挑戰。在這次任務中,成功實現了超長時延、開環模式下的深空飛行器的飛行控制和行星表面巡視器的遙操作控制,做到了從地面對數億公里以外的飛行器和火星車狀態掌握及時、完整,操作控制準時、精確,實際結果與預定方案達到高度契合。總得來說,通過此次火星探測任務的成功應用,表明我國的深空測控能力和飛控體系完全能夠滿足行星際空間的跟蹤、測量、通信、控制要求,能夠為我國後續更多更遠的深空探測任務提供堅實支撐。

總台央廣:請問在“十四五”及未來一個時期,我們國家航天局有哪些具體舉措推動航天事業发展上,國家航天局將會有哪些舉措?天問一號用的是太陽能,請問這樣的一個選擇是為什麽?我們知道一枚核電池壽命50多年,太陽能相對短的多,是不是最後我們的火星車只有92天,而美國毅力號能時間長的多。未來我們中國火星探測乃至其它深空探測有沒有可能運用到核電池技術?

許洪亮:目前正在制定航天发展“十四五”規劃,並按照國家建設航天強國決策部署,加快推動空間科學、空間技術、空間應用的全面協調发展,未來一段時期,重點提升航天科技創新動力、經濟社會发展的支撐能力,同時也要積極開展更加廣泛的國際交流合作。主要是有三個方面。第一,繼續實施國家重大科技工程,提升航天綜合實力。將重點推進行星探測、月球探測、載人航天、重型運載火箭、可重覆使用天地往返運輸系統、國家衛星互聯網等重大工程。其中,大家比較關心關注的行星探測方面,剛才張總和我也都分別介紹到,我們準備在2025年前後,也就是十四五末左右,實施近地小行星取樣返回和主帶彗星環繞探測任務,實現近地小行星的繞飛探測、附著和取樣返回;2030年前後,實施火星取樣返回任務;還將實施木星系的環繞探測和行星穿越探測任務。另外,去年12月份,在嫦娥五號新聞发布會上也介紹了,在月球探測方面,“十四五”時期,我們將发射嫦娥六號、嫦娥七號探測器,實施月球極區環境與資源勘查、月球極區采樣返回等任務;後續還將发射嫦娥八號。還值得一提的是,在載人航天方面,2022年底我國將建成長期有人照料的載人空間站,開展航天員長期駐留、空間科學試驗、空間站平台維修維護等工作。

第二,不斷增強衛星應用服務能力,支撐經濟社會发展。“十四五”期間,我們將按照國家新型基礎設施建設的有關要求,繼續完善國家民用空間基礎設施和配套地面設施,提升衛星對地觀測、通訊廣播和導航定位的服務能力。在服務治理能力提升方面,重點是圍繞著建設平安中國、美麗中國和數字中國需求,加強衛星數據產品與服務在資源環境與生態保護、防災減災與應急響應、社會管理與公共服務、城鎮化建設與區域協調发展等行業領域進行深度的應用。在服務經濟发展方面,重點是要推動遙感、通信、北鬥導航應用產業化,開发面向大眾消費的新型信息消費產品與服務,豐富應用場景,提升大眾生產生活品質,推動航天戰略性新興產業的发展。

第三,重點是擴大航天合作交流,增進人類共同福祉。大家都知道,中國政府一直秉持著平等互利、和平利用、包容发展的原則,積極與各國和有關國際組織開展航天領域的交流合作。在工程合作方面,一個是要持續推進國際月球科研站深化論證和技術攻關,按計劃推進中意電磁監測衛星02星、中法天文衛星、中巴地球資源後續星等衛星工程聯合研制,促進衛星數據共享與應用。在服務全球方面,我們還將繼續推動“一帶一路”空間信息走廊、金磚國家遙感衛星星座建設,提供高質量的空間服務,共同應對全球氣候變化,也包括應對近地小行星撞擊風險等共同挑戰。在促進交流方面,充分发揮航天領域多雙邊機制作用,重點支持海南國際航天城的建設,鼓勵科研機構、航天企業、高等院校積極開展科學研究、學術交流、展覽展示、人才培養等不同層面的國際交流與合作。我們願與國際社會一道,共同為人類和平利用太空的事業作出更大貢獻。

孫澤洲:對於火星表面的能源獲取,太陽光光強有很大不確定性,在火星表面采用同位素熱電能是比較理想的技術途徑和方案。我們這一次跟毅力號相比還是依靠太陽能作為我們在火星表面工作的唯一能源。想說兩個方面,一是我們國家在同位素熱電源應用上,在之前的嫦娥三號、四號做過一些技術上的嘗試和應用。這一次之所以沒有使用,因素有很多。我想其中有兩個方面,一是如果使用同位素熱電源的話,對我們車的規模要求更大一些。同時如果作為主要或者作為唯一的電能供應,對於這項技術的成熟度或者它的要求會更高一些。所以基於多方面考慮,這一次結合整個巡視規模,我們采用了太陽能的供電方式。

再一個,在火星表面,其實之前美國的勇氣號和機遇號也是以太陽能作為能源的供給方式,也取得了很好的巡視效果,獲得了很多科學探測結果。所以我們這次用太陽能也是一種合理的技術途徑。而且我們針對於太陽能在火星表面的不確定性,想了很多的辦法,或者說也有一些技術的創新在里邊。包括我前邊提到太陽能集熱器,包括減少灰塵附著等等,包括自動休眠喚醒的設置,也是為了使這樣一個技術路線更好得應用在火星,達到我們探測的預期目標。

對於設計壽命來講,這是一個參考值,之前火星車的設計壽命都比較低,但實際上在火星表面的表現都很好,我也希望祝融號在火星上有更好的表現。我們這一次是繞、著、巡,我們除了祝融號火星車開展探測之外,後期環繞器還要開展全球遙感探測,在祝融號壽命期內,環繞器主要任務是提供穩定可靠的中繼通信,3個月之後主要任務是遙感,兼顧對火星車的中繼,這樣一來祝融號在火星表面運行時間很大程度上還會受到中繼保證的影響,這也是我們給祝融號定義3個月的原因之一。我就回答這麽多。

張榮橋:最近看了報道,有很多媒體或者是愛好者對3個月的壽命以及所謂核能的利用有些,不叫質疑吧,反正很關心。如果說這次我們的火星車上要用到這項技術的話,第一,經費要大幅度地增加;第二,研制進度很難匹配。我們在嫦娥三號、四號上都對相關技術進行了驗證,到底是核源好還是太陽能轉換更好呢?沒有好壞之分。因為我們在這麽短的時間之內花這麽多錢實現這樣的功能,這就是最優方案。

孟華:時間過得真快,发布會已經超過我們原計劃時間了,感謝各位媒體朋友熱情的提問,也感謝5位发布人精彩的回答。我們的发布會到這里就要結束了,馬上大家就要迎來我們建黨百年,今年也是中國航天在中國共產黨的領導下創建65周年,所以我們期待著中國航天能夠按照習近平總書記在5月28號“科技三會”上提出的重要要求,再接再厲,銳意進取,以優異的成績迎接建黨一百周年,為全面建設社會主義現代化國家作出新的貢獻。

我們也歡迎媒體朋友們繼續關心關注支持中國航天,讓我們攜起手來,一起講好新時代的中國航天故事,弘揚傳承好中國航天的精神,譜寫中國人攀登科技高峰的新華章。後天就是端午節了,我國首次火星探測任務的名稱天問一號也是取自偉大愛國詩人屈原的長詩《天問》。在這里祝願大家端午節快樂圓滿,闔家幸福安康。我們的发布會到這里結束,謝謝大家。


來源: 航天局網站

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