科技时空科技时空
航天飞行器专家详解
飞出地球的卫星
如何控制
□余
“嫦娥一号”卫星顺利升空，当大家兴奋地奔走相告时，“嫦娥一号”卫星系统总指挥兼总设计师叶培建却急速返回北京控制中心：“‘嫦娥’奔月由五大系统组成，发射成功，这才是万里长征刚刚走完第一步。我们还需要‘嫦娥一号’送入月球轨道，并开始正常２５天的时间，把
工作，这才算奔月成功。”地球与月亮之间遥远的３８万公里，中国人从来没走过。在这２５天里，“嫦娥一号”要经历怎样的艰难，才能顺利走近月球？叶培建向记者揭开了很多人心中关于嫦娥奔月的谜团。
“虽然发射在２００７年１０月２４日傍晚进行，但最后的发射工作其实从２３日晚上，即发射前的２２小时就开始倒计时了。这中间几乎没有一点儿休息的时间，一直要持续到发射４８小时后，这阶段的工作才能告一段落。在这一过程中，发射后的一个小时非常紧张。发射２０多分钟后星箭分离，４０多分钟之后太阳翼展开，一个小时左右之后，定向天线展开。这一段是我们当时最关心的，只要太阳翼展开了，卫星就有了电；定向天线展开了，就可以传输信号。只有这样我们心里才会有底。”卫星发射升空后，因为地球对卫星有引力，因此卫星并不像人们想象的如跑步一样直接跑到月亮上，它要走一条十分曲折的路。“发射升天后，‘嫦娥一号’首先将被送入一个地球椭圆轨道，然后卫星在７天内先绕地球转圈，转三个不同周期的圈，一个１６小时周期的圈，这个圈转两天，一个２４小时周期的圈，转三天，一个４８小时周期的圈，转一圈。７天转完之后，卫星开始奔月，这大约还需要５天的时间。在快要到达月球时，还需要制动减速，也就是‘刹车’，依靠控制发动机的反向助推减速，这又需要３天的时间。在被月球引力‘俘获’后，成为环月球卫星，这时候‘嫦娥一号’还要调整飞行姿态以及调试各种科学仪器。最终完成整个程序，开始工作是在２５天之后。”
“从科学研究的角度来看，‘嫦娥’奔月需要实现两大目标，一是工程目标，也就是成功实现‘嫦娥一号’绕月飞行；二是科学目标，也就是‘嫦娥一号’绕月飞行之
ＳＣＩＥＮＣＥＩＮ２４ＨＯＵＲＳ
玮
后，要完成的探月任务。卫星只要做到了绕月飞行，那就可以说工程取得了重大胜利，说明我们的飞行器可以从地球飞到月亮，这条路的设计是正确的。”叶培建说，作为总设计师兼总指挥，在他身上这两个责任合二为一。“既要保证发射成功，让‘嫦娥’能够成功奔月，又要让‘嫦娥一号’进入绕月轨道后，所有仪器仪表能正常工作，而且正常工作的时间必须长达一年。完成一年的全部任务以后，如果卫星是好好的，燃料也够，我们想把轨道降低（意为靠近月球），因为我们接下来的计划是着陆器登月，登月的时候就需要降低轨道，这个过程要调整姿态、动作等，很复杂，所以我们可以利用‘嫦娥一号’先练习一下。如果有可能，可以撞击一下月球，如果能到这—如此不但可以拍摄一步，算是一个最理想的结果了——
近距离、高分辨率的月球照片，还能搜集撞击瞬间的相关数据，为将来更进一步的探月工作提供宝贵资料。”
在叶培建看来，３８万公里外的卫星就跟在自己眼前一样。“卫星上天后会向地球发射无线电波，依靠无线电波的传输，卫星表面的温度、卫星的姿态、电源电压等指标，我们能了解得一清二楚，能据此判断卫星及其中的科学仪器是否工作正常。”
卫星的控制方式一般分为程控和遥控两种。“程控”就是让卫星按照预先设定的程序进行工作，“遥控”则是指在地面发出指令，让卫星执行。叶培建说：“不过，‘嫦娥一号’还有第三种控制方式，一旦出现原来的程序或者指令不适应新的情况时，可以命令卫星发回原来的程序，在地面修改后再发回去。”
讲到绕月卫星的技术难点，叶培建使出了浑身解数，拿起桌上的茶杯比做“嫦娥”一号，一会儿绕月球公转，一会儿自转；眨眼间又把杯盖“变”成了卫星天线……说到动情之处，他站起身来，张开两臂，比做卫星两侧的太阳翼。深奥的航天技术被他讲得饶有趣味。
“很多人也许会以为卫星上的元器件之所以昂贵，是因为其功能强或精确度高等。其实对于卫星来说，可
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２００８．
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科技时空科技时空
靠性是最重要的！如果可靠性与精度有矛盾，那只能选择可靠性。卫星上使用的某些东西也很普通，比如电阻。但如果要用到卫星上，那么这个１元钱的电阻可能要经过１万次的筛选和试验，以确认它肯定不会出问题，其成本就变成１万元。所以很多普通的东西一旦用到卫星上身价也会百倍、千倍地增加。”说到卫星在空中出现故障“我们做了很多准备工作，我们对发怎么办，叶培建说：
射成功非常有信心，但没有什么事情可以保证１００％成功，还会有一定的风险。因为月亮谁也没有去过，工作是全新的，会不会有什么情况是想不到的？所以我们老是要做‘双想’———回想和预想，去想一些想不到的事情，这在别人看是很不符合逻辑的，想不到的事情怎么去想呢？就飞行程序的复杂性来说，探月工程比载人航天工程要更加复杂，它的轨道、飞行距离、测控都是航天工程中最复杂的。现在凡是能想到的，我们都采取了措施，我们针对可能的故障设计了８４个应急措施，所以凡是想到的都不会发生问题，发生问题的都是没有想到的问题，很可能出问题的就是第８５个。”
“嫦娥一号”探月时，身带“七种武器”：ＣＣＤ立体相微波探测机、成像光谱仪、激光高度计、γ／Ｘ射线谱仪、仪、太阳高能粒子探测器和低能离子探测器，用以完成科学探测目标和任务。卫星总重达２吨多，采用三轴稳定姿态控制，实现卫星对月定向工作。谈及随“嫦娥一号”奔赴月球的３２首中国歌曲———《谁不说俺家乡好》、《爱我中华》、《难忘今宵》、《东方红》……这些歌曲的选择过程，叶培建笑着表示自己也是“评委团”成员之一。“我对音乐虽是一窍不通，但当时却发挥了至关重要的作用。”叶培建说，当初在选择这些歌曲时，一个重要的标准是“耳熟能详”。因为叶培建平时听歌不多，评委团一致表“只要是老叶听过的歌，那至少符合了耳熟能详的标示：
准。”叶培建告诉记者，“嫦娥一号”共携带了５００分钟的音像内容，一半是内容，一半是备份。“３２首歌曲将根据不同的时间、不同的节日陆续播放并传至地球，并配以对‘嫦娥一号’当时位置、状态的解说词，以及相关的科普内容等。”
叶培建在西昌卫星发射中心简朴的临时宿舍里，贴了一张大大的工作计划图，上面记录了每天要干的事，叶培建的专长是无线电和计算机信息处理，可作为总设计师和总指挥，他几乎要涉及每一个领域。多年的工作使他对庞杂的其他技术领域从不了解到了解，再慢慢变成内行。他说：“对一个总设计师来说，最重要的不是单项技术，而是技术集成、系统工程，如何在一个大系统中发现问题、解决问题。这不是一个科学家面对单个科学
研究的问题，一个人一支笔做不了，它需要很强的团队合作精神。”“这个团队奉行的宗旨是‘不求最好，但求最佳’。不一定每一件事都求完美，那可能成本太高，但最终我们能达到相对最佳的效果。”
据在工作之余，叶培建常翻翻非专业书来调节自己。，主要就是历史书和人物传记。我们现说他家藏书千册“
在越来越重视对中国传统文化的提倡，余秋雨说过的一句话是很有道理的，在世界四大古文明中的前三大文明，都没有继续下去，只有中国文化源远流长。从孔子、孟子，到岳飞、史可法、文天祥等等，这里面肯定有着中国人的精神这一关系上的传承。”他说，我们搞航天的人很辛苦，这里中午不休息，虽说下午４时３０分下班，但到了晚上，整个办公大楼仍是灯火辉煌。“我们搞航天的人，没有双休日，没有节假日，有时春节也在基地过，已经养成这种习惯了。我们这支队伍每天工作到晚上八九时是很正常的，常常到后半夜才休息，就这样活儿还干不完。”他说，航天是个特殊行业，干这个自豪感非常强———卫星、飞船、导弹，每项事业都是长民族之气，振我军之威。
随着我国第一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心顺利升空，中国航天开始了历史上最远的“长征”。颇为巧合的是，“嫦娥一号”卫星升空地西昌所在的凉山彝族自治州是红军长征曾经过的地方。１９３５年
５月，中国工农红军在巧渡金沙江之后进入彝族聚居的
川西大凉山地区，红军总参谋长刘伯承与彝族首领小叶丹歃血为盟。今天，“彝海结盟”的雕塑和高高的航天发射架一起，成了西昌的标志。
叶培建说：“一个航天国家，走向深空探测是必经之路。而月球是离地球最近的一颗星体，通过对月球的探测可以加深我们对宇宙的了解。例如因为人类活动，３０亿￣４０亿年前的地球记忆已经被破坏了，而通过月球我们可以重新找回这段历史。从航天技术上来说，人类想要一步奔火星是不可能的。美国空间新政策的重点就是重返月球，去月球获取经验，再走向火星和更遥远的地方。所以，我们首先要把家门口的事情搞清楚。”
“世界各国在航天领域的竞争，实质上就是对太空资源的争夺，我国要想在世界大家庭中保持持久的竞争力，就必须发展具有中国特色的航天事业！”叶培建说，质资源、空间信息资源，因此，当今世界对航天事业都非常重视。”谈起航天领域的发展，叶培建说，目前，美国和俄罗斯是第一集团，在竞争中处于有利的地位。“我国处在第二集团领先水平，但绝不能掉以轻心，因为这个领域的竞争非常激烈，技术发展很快，稍有不慎就会被其他国家抛在后面！”
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每次完成一项任务，叶培建就在上面画上一面小红旗。“太空，具有独特的高位置资源、空间环境资源、空间物
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“嫦娥一号”卫星顺利升空，当大家兴奋地奔走相告时，“嫦娥一号”卫星系统总指挥兼总设计师叶培建却急速返回北京控制中心：“‘嫦娥’奔月由五大系统组成，发射成功，这才是万里长征刚刚走完第一步。我们还需要‘嫦娥一号’送入月球轨道，并开始正常２５天的时间，把
工作，这才算奔月成功。”地球与月亮之间遥远的３８万公里，中国人从来没走过。在这２５天里，“嫦娥一号”要经历怎样的艰难，才能顺利走近月球？叶培建向记者揭开了很多人心中关于嫦娥奔月的谜团。
“虽然发射在２００７年１０月２４日傍晚进行，但最后的发射工作其实从２３日晚上，即发射前的２２小时就开始倒计时了。这中间几乎没有一点儿休息的时间，一直要持续到发射４８小时后，这阶段的工作才能告一段落。在这一过程中，发射后的一个小时非常紧张。发射２０多分钟后星箭分离，４０多分钟之后太阳翼展开，一个小时左右之后，定向天线展开。这一段是我们当时最关心的，只要太阳翼展开了，卫星就有了电；定向天线展开了，就可以传输信号。只有这样我们心里才会有底。”卫星发射升空后，因为地球对卫星有引力，因此卫星并不像人们想象的如跑步一样直接跑到月亮上，它要走一条十分曲折的路。“发射升天后，‘嫦娥一号’首先将被送入一个地球椭圆轨道，然后卫星在７天内先绕地球转圈，转三个不同周期的圈，一个１６小时周期的圈，这个圈转两天，一个２４小时周期的圈，转三天，一个４８小时周期的圈，转一圈。７天转完之后，卫星开始奔月，这大约还需要５天的时间。在快要到达月球时，还需要制动减速，也就是‘刹车’，依靠控制发动机的反向助推减速，这又需要３天的时间。在被月球引力‘俘获’后，成为环月球卫星，这时候‘嫦娥一号’还要调整飞行姿态以及调试各种科学仪器。最终完成整个程序，开始工作是在２５天之后。”
“从科学研究的角度来看，‘嫦娥’奔月需要实现两大目标，一是工程目标，也就是成功实现‘嫦娥一号’绕月飞行；二是科学目标，也就是‘嫦娥一号’绕月飞行之
ＳＣＩＥＮＣＥＩＮ２４ＨＯＵＲＳ
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后，要完成的探月任务。卫星只要做到了绕月飞行，那就可以说工程取得了重大胜利，说明我们的飞行器可以从地球飞到月亮，这条路的设计是正确的。”叶培建说，作为总设计师兼总指挥，在他身上这两个责任合二为一。“既要保证发射成功，让‘嫦娥’能够成功奔月，又要让‘嫦娥一号’进入绕月轨道后，所有仪器仪表能正常工作，而且正常工作的时间必须长达一年。完成一年的全部任务以后，如果卫星是好好的，燃料也够，我们想把轨道降低（意为靠近月球），因为我们接下来的计划是着陆器登月，登月的时候就需要降低轨道，这个过程要调整姿态、动作等，很复杂，所以我们可以利用‘嫦娥一号’先练习一下。如果有可能，可以撞击一下月球，如果能到这—如此不但可以拍摄一步，算是一个最理想的结果了——
近距离、高分辨率的月球照片，还能搜集撞击瞬间的相关数据，为将来更进一步的探月工作提供宝贵资料。”
在叶培建看来，３８万公里外的卫星就跟在自己眼前一样。“卫星上天后会向地球发射无线电波，依靠无线电波的传输，卫星表面的温度、卫星的姿态、电源电压等指标，我们能了解得一清二楚，能据此判断卫星及其中的科学仪器是否工作正常。”
卫星的控制方式一般分为程控和遥控两种。“程控”就是让卫星按照预先设定的程序进行工作，“遥控”则是指在地面发出指令，让卫星执行。叶培建说：“不过，‘嫦娥一号’还有第三种控制方式，一旦出现原来的程序或者指令不适应新的情况时，可以命令卫星发回原来的程序，在地面修改后再发回去。”
讲到绕月卫星的技术难点，叶培建使出了浑身解数，拿起桌上的茶杯比做“嫦娥”一号，一会儿绕月球公转，一会儿自转；眨眼间又把杯盖“变”成了卫星天线……说到动情之处，他站起身来，张开两臂，比做卫星两侧的太阳翼。深奥的航天技术被他讲得饶有趣味。
“很多人也许会以为卫星上的元器件之所以昂贵，是因为其功能强或精确度高等。其实对于卫星来说，可
１２
２００８．
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科技时空科技时空
靠性是最重要的！如果可靠性与精度有矛盾，那只能选择可靠性。卫星上使用的某些东西也很普通，比如电阻。但如果要用到卫星上，那么这个１元钱的电阻可能要经过１万次的筛选和试验，以确认它肯定不会出问题，其成本就变成１万元。所以很多普通的东西一旦用到卫星上身价也会百倍、千倍地增加。”说到卫星在空中出现故障“我们做了很多准备工作，我们对发怎么办，叶培建说：
射成功非常有信心，但没有什么事情可以保证１００％成功，还会有一定的风险。因为月亮谁也没有去过，工作是全新的，会不会有什么情况是想不到的？所以我们老是要做‘双想’———回想和预想，去想一些想不到的事情，这在别人看是很不符合逻辑的，想不到的事情怎么去想呢？就飞行程序的复杂性来说，探月工程比载人航天工程要更加复杂，它的轨道、飞行距离、测控都是航天工程中最复杂的。现在凡是能想到的，我们都采取了措施，我们针对可能的故障设计了８４个应急措施，所以凡是想到的都不会发生问题，发生问题的都是没有想到的问题，很可能出问题的就是第８５个。”
“嫦娥一号”探月时，身带“七种武器”：ＣＣＤ立体相微波探测机、成像光谱仪、激光高度计、γ／Ｘ射线谱仪、仪、太阳高能粒子探测器和低能离子探测器，用以完成科学探测目标和任务。卫星总重达２吨多，采用三轴稳定姿态控制，实现卫星对月定向工作。谈及随“嫦娥一号”奔赴月球的３２首中国歌曲———《谁不说俺家乡好》、《爱我中华》、《难忘今宵》、《东方红》……这些歌曲的选择过程，叶培建笑着表示自己也是“评委团”成员之一。“我对音乐虽是一窍不通，但当时却发挥了至关重要的作用。”叶培建说，当初在选择这些歌曲时，一个重要的标准是“耳熟能详”。因为叶培建平时听歌不多，评委团一致表“只要是老叶听过的歌，那至少符合了耳熟能详的标示：
准。”叶培建告诉记者，“嫦娥一号”共携带了５００分钟的音像内容，一半是内容，一半是备份。“３２首歌曲将根据不同的时间、不同的节日陆续播放并传至地球，并配以对‘嫦娥一号’当时位置、状态的解说词，以及相关的科普内容等。”
叶培建在西昌卫星发射中心简朴的临时宿舍里，贴了一张大大的工作计划图，上面记录了每天要干的事，叶培建的专长是无线电和计算机信息处理，可作为总设计师和总指挥，他几乎要涉及每一个领域。多年的工作使他对庞杂的其他技术领域从不了解到了解，再慢慢变成内行。他说：“对一个总设计师来说，最重要的不是单项技术，而是技术集成、系统工程，如何在一个大系统中发现问题、解决问题。这不是一个科学家面对单个科学
研究的问题，一个人一支笔做不了，它需要很强的团队合作精神。”“这个团队奉行的宗旨是‘不求最好，但求最佳’。不一定每一件事都求完美，那可能成本太高，但最终我们能达到相对最佳的效果。”
据在工作之余，叶培建常翻翻非专业书来调节自己。，主要就是历史书和人物传记。我们现说他家藏书千册“
在越来越重视对中国传统文化的提倡，余秋雨说过的一句话是很有道理的，在世界四大古文明中的前三大文明，都没有继续下去，只有中国文化源远流长。从孔子、孟子，到岳飞、史可法、文天祥等等，这里面肯定有着中国人的精神这一关系上的传承。”他说，我们搞航天的人很辛苦，这里中午不休息，虽说下午４时３０分下班，但到了晚上，整个办公大楼仍是灯火辉煌。“我们搞航天的人，没有双休日，没有节假日，有时春节也在基地过，已经养成这种习惯了。我们这支队伍每天工作到晚上八九时是很正常的，常常到后半夜才休息，就这样活儿还干不完。”他说，航天是个特殊行业，干这个自豪感非常强———卫星、飞船、导弹，每项事业都是长民族之气，振我军之威。
随着我国第一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心顺利升空，中国航天开始了历史上最远的“长征”。颇为巧合的是，“嫦娥一号”卫星升空地西昌所在的凉山彝族自治州是红军长征曾经过的地方。１９３５年
５月，中国工农红军在巧渡金沙江之后进入彝族聚居的
川西大凉山地区，红军总参谋长刘伯承与彝族首领小叶丹歃血为盟。今天，“彝海结盟”的雕塑和高高的航天发射架一起，成了西昌的标志。
叶培建说：“一个航天国家，走向深空探测是必经之路。而月球是离地球最近的一颗星体，通过对月球的探测可以加深我们对宇宙的了解。例如因为人类活动，３０亿￣４０亿年前的地球记忆已经被破坏了，而通过月球我们可以重新找回这段历史。从航天技术上来说，人类想要一步奔火星是不可能的。美国空间新政策的重点就是重返月球，去月球获取经验，再走向火星和更遥远的地方。所以，我们首先要把家门口的事情搞清楚。”
“世界各国在航天领域的竞争，实质上就是对太空资源的争夺，我国要想在世界大家庭中保持持久的竞争力，就必须发展具有中国特色的航天事业！”叶培建说，质资源、空间信息资源，因此，当今世界对航天事业都非常重视。”谈起航天领域的发展，叶培建说，目前，美国和俄罗斯是第一集团，在竞争中处于有利的地位。“我国处在第二集团领先水平，但绝不能掉以轻心，因为这个领域的竞争非常激烈，技术发展很快，稍有不慎就会被其他国家抛在后面！”
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