文 盧伊
張榮橋永遠(yuǎn)忘不掉一年前的那個(gè)清晨。
2021年5月15日凌晨,在距地球3.2億公里外的火星軌道,天問(wèn)一號(hào)著陸巡視器與環(huán)繞器分離后,按照預(yù)定的軌跡,進(jìn)入火星大氣層。著陸巡視器展開(kāi)配平翼,一系列的動(dòng)作之后,著落平臺(tái)緩緩降落。著陸平臺(tái)在跨越“黑色九分鐘”后,于7時(shí)18分穩(wěn)穩(wěn)落在火星烏托邦預(yù)選著陸區(qū)。中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)著陸火星成功了。他事后回憶這一瞬間,只留下12個(gè)字:“不能自已,流下淚水,有甜有咸?!?/p>
2022年7月16日,張榮橋獲評(píng)“2021—2022影響世界華人大獎(jiǎng)”,表彰其作為中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師,在世界科學(xué)研究領(lǐng)域做出的卓越貢獻(xiàn)。
步入航天領(lǐng)域,始于機(jī)緣巧合。
張榮橋出生于安徽祁門(mén)縣,當(dāng)年填報(bào)高考志愿時(shí),老師給了他兩個(gè)字的建議:“偏”,找偏遠(yuǎn)地區(qū)的高校,“冷”,選冷門(mén)的專(zhuān)業(yè),這樣錄取概率更大。因此,他選擇了西北電訊工程學(xué)院(今為西安電子科技大學(xué))電磁場(chǎng)與微波技術(shù)專(zhuān)業(yè)。
1988年本科畢業(yè)后,張榮橋進(jìn)入中國(guó)空間技術(shù)研究院繼續(xù)深造。畢業(yè)后在中國(guó)空間技術(shù)研究院,一干就是13年,主要從事衛(wèi)星測(cè)控和遙感信息處理方面的工作,后加入探月工程團(tuán)隊(duì),曾擔(dān)任探月工程副總設(shè)計(jì)師。
2010年,隨著中國(guó)提出火星探測(cè)設(shè)想,張榮橋根據(jù)組織安排,開(kāi)始從事該工程的規(guī)劃論證和立項(xiàng)工作。工作之初,他對(duì)這項(xiàng)工作的描述就兩個(gè)詞:難,重要。
難。火星一度被航天界稱(chēng)為“航天器的墓地”。目前,國(guó)際上47次火星探測(cè)任務(wù)中,僅25次成功或部分成功,工程實(shí)施難度不言而喻。
重要。張榮橋說(shuō):“開(kāi)展深空探測(cè)不僅有助于人類(lèi)了解太陽(yáng)系和生命起源與演化規(guī)律,推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類(lèi)文明的持續(xù)進(jìn)步,也是國(guó)家綜合國(guó)力和創(chuàng)新能力的體現(xiàn)?!?/p>
第一次去火星,應(yīng)該怎么走?張榮橋坦言,這是論證階段花力氣最多、爭(zhēng)議最大的一個(gè)問(wèn)題。
當(dāng)時(shí),項(xiàng)目組深知火星探測(cè)的難度,曾考慮采取類(lèi)似探月工程“繞、落、回”三步走的方案,這樣風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小,穩(wěn)扎穩(wěn)打。
“但我們還是心有不甘?!睆垬s橋說(shuō),“中國(guó)火星探測(cè)起步晚,同國(guó)外存在一定差距,但隨著我國(guó)成功實(shí)施載人航天和探月工程,為火星探測(cè)提供了一定的技術(shù)和設(shè)備基礎(chǔ),我們不能只考慮風(fēng)險(xiǎn),我們要有擔(dān)當(dāng)精神和攻堅(jiān)克難的勇氣。這是我們幾代中國(guó)航天人的夢(mèng)想,也是我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的一個(gè)必然選擇?!?/p>
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的思想碰撞,專(zhuān)家們終于達(dá)成共識(shí):我們“伸伸手、踮踮腳”,一步實(shí)現(xiàn)“繞、著、巡”的風(fēng)險(xiǎn)是可控的。
不過(guò),這也意味著研制難度和風(fēng)險(xiǎn)加大,“說(shuō)得直白一些,即失敗的可能性增加,這些都變成了研制人員的壓力?!泵鎸?duì)巨大挑戰(zhàn),工程團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目初期就做好計(jì)劃,對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)確認(rèn),并開(kāi)展了大量地面試驗(yàn)驗(yàn)證工作。
論證完成后,2014年9月,中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)進(jìn)入先期研制階段,兩年后正式立項(xiàng)。早在那時(shí),就已定好發(fā)射時(shí)間:2020年7月下旬。
這不僅因?yàn)闀r(shí)值火星探測(cè)發(fā)射窗口期,更想趕在中國(guó)迎來(lái)第一個(gè)百年之際,讓中國(guó)的機(jī)器人在火星表面巡視。
受天體運(yùn)行規(guī)律和技術(shù)的約束,每隔26個(gè)月才有一次發(fā)射窗口期,每次大約半個(gè)月,每天約30分鐘。一旦錯(cuò)過(guò),發(fā)射就要推遲26個(gè)月。突如其來(lái)的新冠疫情給原本緊張的研制周期帶來(lái)巨大阻力。原定于2020年發(fā)射的歐空局和俄羅斯的聯(lián)合火星探測(cè)項(xiàng)目,就因技術(shù)原因和疫情影響無(wú)奈延期。
“我們的工程研制人員面對(duì)疫情帶來(lái)的嚴(yán)重困難,勇于擔(dān)當(dāng),在各級(jí)政府和有關(guān)單位的大力協(xié)同、周密安排之下,克服疫情對(duì)任務(wù)實(shí)施的不利影響,實(shí)現(xiàn)按計(jì)劃準(zhǔn)時(shí)成功發(fā)射?!睆垬s橋說(shuō)。
2020年7月23日,長(zhǎng)征5號(hào)運(yùn)載火箭搭載著天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器駛?cè)胄强眨?jīng)過(guò)202天的星際飛行和93天的火星環(huán)繞與著陸區(qū)詳查,綜合獲取到關(guān)于著陸區(qū)的各種信息后,張榮橋?qū)χ懭蝿?wù)充滿(mǎn)信心。
相比成功著陸的結(jié)果,張榮橋更關(guān)注過(guò)程,“因?yàn)檫^(guò)程決定結(jié)果?!睘榇耍麄儚难兄埔潦?,就始終保持戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢、如履薄冰、如臨深淵的態(tài)度做好各項(xiàng)工作。如針對(duì)火星大氣稀薄且具有不確定性,工程人員研發(fā)了氣動(dòng)外形減速技術(shù),確保著陸巡視器在著陸過(guò)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?chē)設(shè)計(jì)了六輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)系統(tǒng),此外在碳化硅車(chē)輪上還有“中”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(guó)印記。
“只要過(guò)程到位了,結(jié)果在我們心里就是有底的?!?021年5月15日,天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器平穩(wěn)降落在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū),整個(gè)過(guò)程“像教科書(shū)那樣精準(zhǔn)和順暢”。2021年5月22日,“祝融號(hào)”火星車(chē)駛離著陸平臺(tái),正式踏上火星大地,開(kāi)啟巡視探測(cè)之旅。由此,中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)一次實(shí)現(xiàn)火星“環(huán)繞、著陸、巡視”三大目標(biāo),探測(cè)工程取得圓滿(mǎn)成功,邁出了中國(guó)行星探測(cè)征程的重要一步。
截至目前,“祝融號(hào)”火星車(chē)已開(kāi)展超過(guò)300個(gè)火星日的探險(xiǎn)之旅,不僅傳回大量科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù),還與歐空局“火星快車(chē)”軌道器開(kāi)展了在軌中繼通信試驗(yàn)。
2021年12月15日,張榮橋入選《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(guó)人。今年7月,他亦獲頒“世界因你而美麗——2021—2022影響世界華人盛典”大獎(jiǎng)。
“這不是我個(gè)人多么出色多么優(yōu)秀,而是大家對(duì)天問(wèn)一號(hào)任務(wù)給予了高度的認(rèn)同,我作為工程總設(shè)計(jì)師只是做了我應(yīng)該做的事情?!毕啾葌€(gè)人榮譽(yù),張榮橋更將此視為對(duì)工程背后的五大系統(tǒng)、上千家研制單位、數(shù)萬(wàn)名科技工作者十年工作的肯定。
曾有人問(wèn)他,如果要給中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)打分,你會(huì)打多少分?張榮橋說(shuō):“若從研制要求來(lái)看,我們交了100分考卷,但在卷子之外,我們還可以做得更好。”有人認(rèn)為這是一種謙遜之姿,也有人覺(jué)得此話(huà)頗有完美主義的味道,但張榮橋并不認(rèn)同,他一直堅(jiān)持實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度,精益求精是他的一貫作風(fēng)。
如今,隨著火星北半球進(jìn)入冬季,太陽(yáng)光照強(qiáng)度逐漸減弱,夜間氣溫降至零下100攝氏度以下,著陸區(qū)還出現(xiàn)了沙塵天氣,祝融號(hào)火星車(chē)開(kāi)始進(jìn)入休眠模式,等待年底火星北半球冬去春來(lái)時(shí),再將火星車(chē)喚醒重啟。
“天問(wèn)一號(hào)開(kāi)啟了中國(guó)行星探測(cè)新征程?!睆垬s橋說(shuō)。按照中國(guó)行星探測(cè)工程的整體規(guī)劃,中國(guó)將以火星探測(cè)為主線(xiàn),在2030年前后,陸續(xù)開(kāi)展小行星探測(cè)、火星取樣返回和木星系探測(cè)等任務(wù)。
“人類(lèi)迄今還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)火星取樣返回,對(duì)我們來(lái)講挑戰(zhàn)巨大?!睆垬s橋說(shuō)。
曾有科學(xué)家稱(chēng),火星取樣返回是可以與阿波羅登月相媲美的人類(lèi)科技創(chuàng)舉。張榮橋認(rèn)為,中國(guó)行星探測(cè)工程發(fā)展規(guī)劃是環(huán)環(huán)相扣的,天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)任務(wù)已實(shí)現(xiàn)了火星到達(dá)和著陸巡視,天問(wèn)二號(hào)小行星將開(kāi)展從地外天體采樣返回技術(shù),而這些,都將成為天問(wèn)三號(hào)火星取樣返回重要環(huán)節(jié)的先期驗(yàn)證。張榮橋表示“中國(guó)航天人將以中國(guó)速度,不斷續(xù)寫(xiě)中國(guó)行星探測(cè)的新高度”。
天問(wèn)一號(hào)著陸火星那天,張榮橋落淚的視頻在網(wǎng)上被“刷屏”,他一頭白發(fā),腳穿樸素的布鞋,身后是寫(xiě)滿(mǎn)數(shù)據(jù)的黑板,這一場(chǎng)景讓無(wú)數(shù)網(wǎng)友濕了眼眶。大家說(shuō):一頭白發(fā),一雙布鞋,一張床,筑起一個(gè)國(guó)家的希望。