发射窗口的选择十分关键
新华网记者:感谢李院士给我们进行的深入的解读,也解答了网友对这个工程的一些疑惑。您刚才说,卫星测控发挥的作用还是非常大的是吗?
李济生:对。
新华网记者:虽然我们做了很多的准备,但在地面的卫星测控还是占主要部分的吧?
李济生:对。地面的“遥操作”的控制权重是最高的。我们可以在地面控制探测器在月球上的动作,当然,它也可以自主控制,但是这种控制总是会出现预想之外的情况,所以说地面控制权重是最高的。
新华网记者:选择“嫦娥三号”的发射时间,与以往也有所不同,请李院士给我们解读一下选择发射时间的原因。
李济生:发射窗口的选择是必须的。我们认为必须在这个时刻发射,因为一旦错过了这个时刻,卫星发射以后想要达到原来设计的位置就会耗费很大的能量。“嫦娥三号”是按照一个大的椭圆轨道奔向月球,我们已经计算好到哪里需要多少时间,而正好“嫦娥三号”到了远地点附近就会和月球相会。否则的话,随便什么时间发射,可能会和月球距离很远,“嫦娥三号”将不能围着月球转,所以必须要有一个发射窗口。
月球车的返回过程很艰险
新华网记者:“嫦娥三号”“落”成功以后,将会进入到嫦娥工程的第三个阶段,实现月球车的返回。这个挑战对我们来说有多大?
李济生:这是个更大的挑战,因为要“回”,首先要“落“。探测器到了月球上之后,通常会分成几个部分,整个探测器到了月球上空形成一个绕月球运行的轨道以后,有一部分围绕月球运行,我们称之为在轨的轨道器。
除此之外还有一个着陆器落到月球上,着陆器落到月球以后,还会分出一个上升器,为的就是“回”。若要把卫星发射到太空,需要有一个运载。这时,上升器就相当于一个火箭,它会将返回舱发射到月球的上空,这就是上升器的作用。
除此之外还有返回器,我们到月球上进行探测、采样,采集月球上的石头、月壤等,放到返回舱内,把它们带到地球上,分析研究月球的构成、元素等。这些样品是装在返回器里的,把返回器送回地球上。所以,返回的并不是月球车,而是返回器。
新华网记者:那返回的过程究竟是什么样的?
李济生:装了样本的返回器放置在上升器里,上升器接收地面发送的指令,点火、升空,要和在月球轨道上运行的轨道器交会对接,由轨道器携带返回地球。这个交汇对接和神舟十号载人航天任务一样。现在交会对接的技术已经有所突破了,地面有很多的观测站可以监视并控制,但是月球上什么都没有。虽然我们在地面可以做的工作很多,但是到月球上这些工作都不可能做。月球上环境条件非常恶劣,上升器要能顺利、正常的工作,而且要与围绕着月球运行的轨道器交会对接,难度可想而知。这是第一大难关。
这一关完成之后,轨道器将从月球返回地球,此时返回器在椭圆轨道上运行,当它靠近地球的时候会达到每秒钟10公里以上的高速,如果以这样的速度直接撞上地球,肯定会粉身碎骨。我们想了一个办法,让它返回地球时先穿过大气层,利用大气的阻力来减速,并且围绕着地球转,之后再控制它落到地球上。从月球返回地球的轨道是一个大椭圆轨道,中途要进行几次轨道修正,形成一个近地点高度为500公里的椭圆轨道。如果轨道修正误差太大,近地点高度太高则起不到减速的作用,太低则可能使返回器在大气层中被烧毁。风险还是非常大的。