戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,我國(guó)浪漫主義詩(shī)人屈原面對(duì)茫茫宇宙,曾發(fā)出“日月安屬?列星安陳?”的《天問(wèn)》。兩千多年后,我國(guó)航天人以現(xiàn)代技術(shù)點(diǎn)燃星際探測(cè)的火種,使至奇至幻的千年之問(wèn)有了完美的答案。
“天問(wèn)一號(hào)\"能劃破蒼穹并在火星上留下中國(guó)印記,有一個(gè)人功不可沒(méi),他就是中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師、中國(guó)科學(xué)院院士張榮橋。
逐夢(mèng)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(jìn)入中國(guó)空間技術(shù)研究院繼續(xù)深造空間電磁場(chǎng)專(zhuān)業(yè)。到中國(guó)空間技術(shù)研究院工作后,他主要從事衛(wèi)星測(cè)控和遙感信息處理方面的工作。再后來(lái),他加入探月工程團(tuán)隊(duì),曾擔(dān)任探月工程副總設(shè)計(jì)師。
2010年,我國(guó)提出火星探測(cè)設(shè)想。張榮橋根據(jù)組織安排,開(kāi)啟了工程的規(guī)劃論證和立項(xiàng)工作。相比月球探測(cè),火星探測(cè)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(chēng)為“航天器的墓地”。
火星探測(cè)成功難,但意義無(wú)比重大。張榮橋和工程人員深知,探測(cè)火星不僅有助于人類(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),中國(guó)人應(yīng)該在這個(gè)領(lǐng)域有所建樹(shù)。面對(duì)巨大挑戰(zhàn),他們?cè)陧?xiàng)目初期做好計(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。
問(wèn)天成功
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)。此次火星探測(cè)任務(wù)要實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視3個(gè)目標(biāo)。為了節(jié)省經(jīng)費(fèi),在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展,在較短的時(shí)間內(nèi)使我國(guó)在行星探測(cè)領(lǐng)域跨入世界先進(jìn)行列,張榮橋和工程人員決定3個(gè)目標(biāo)一次實(shí)現(xiàn)。
三步并作一步走,這在世界火星探測(cè)史上是前所未有的。火星距離地球最遠(yuǎn)時(shí)有4億千米,最近時(shí)大約5500萬(wàn)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(guó)沒(méi)有火星大氣模型實(shí)測(cè)手段,也沒(méi)有經(jīng)過(guò)飛行驗(yàn)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(yán)重。這些因素給著陸火星帶來(lái)了極大難題,安全著陸風(fēng)險(xiǎn)非常高。
雖然難上加難、險(xiǎn)上加險(xiǎn),但張榮橋和工程人員抱著必勝的信心堅(jiān)定地投入研發(fā)工作。在設(shè)計(jì)、建設(shè)、攻關(guān)、生產(chǎn)、試驗(yàn)各個(gè)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(duì)火星大氣稀薄且具有不確定性,他們研發(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\(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(guó)印記。
磨劍十年,夢(mèng)圓火星。2021年5月15日,“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。于7時(shí)18分成功降落在首選落點(diǎn)一—火星北半球的烏托邦平原南部。我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)著陸火星成功了!那一刻,滿(mǎn)頭白發(fā)的張榮橋潸然淚下。
“天問(wèn)一號(hào)\"實(shí)現(xiàn)了我國(guó)航天發(fā)展史上6個(gè)首次:首次實(shí)現(xiàn)地火轉(zhuǎn)移軌道探測(cè)器發(fā)射;首次實(shí)現(xiàn)行星際飛行;首次實(shí)現(xiàn)地外行星軟著陸;首次實(shí)現(xiàn)地外行星表面巡視探測(cè);首次實(shí)現(xiàn)4億千米距離的測(cè)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(guó)在行星探測(cè)領(lǐng)域跨入了世界先進(jìn)行列。
探索不息
2021年12月15日,張榮橋入選英國(guó)《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。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(jiǎng)。他說(shuō),成功都屬于過(guò)去了,要往前看。
逐夢(mèng)蒼穹,豪情不減。勇于挑戰(zhàn)的張榮橋與科研團(tuán)隊(duì)已開(kāi)啟星際探測(cè)的新征程:2025年,發(fā)射“天問(wèn)二號(hào)”,開(kāi)展小行星探測(cè)任務(wù);2030年前后,將發(fā)射“天問(wèn)三號(hào)”和“天問(wèn)四號(hào)”,分別開(kāi)展火星采樣返回任務(wù)和木星系探測(cè)任務(wù)。
遼闊的星空中,中國(guó)航天的新傳奇正在續(xù)寫(xiě)…