中国首次火星探测任务总设计师张荣桥的思索

齐芳

2017年09月21日来源：光明日报

　　探索深空，人类不仅要克服已知困难，更要面对很多未知——我们甚至不知道深空中有哪些我们还不知道。那么，人类能在深空中走多远？中国首次火星探测任务总设计师张荣桥有很多思索。

　　思考一：科学目标——想得到什么新发现和新认识？张荣桥介绍，几十年来的深空探测，获得了很多重大发现，极大地丰富了人类对宇宙特别是太阳系的认识。获得科学发现越来越成为深空探测可持续发展的驱动力，那么在这种情况下，中国进行深空探测，有必要先搞清楚哪些已经被验证了，我们再做要有什么特点，中国要做什么原创性的探索。只有搞清楚我们的科学目标，才能有的放矢。

　　思考二：科学载荷——想得到的能不能得到？深空探测的重点是空间环境、物质成分、内部构造、表面形貌等，需要得到电、磁、力、温度等要素。张荣桥说，那么我们就要考虑研发什么样的有效载荷来实现科学目标。比如，要不要开发新的测量机理、方法？能不能做到小型化、多功能化、智能化？

　　思考三：环境及其适应性——能否可靠到达和生存？张荣桥介绍，为了面对诸多未知，我们不仅要更多地了解行星的电磁特性、力学特性等情况，还要对工程技术进行研发，比如开发、完善元器件、原材料、轨道设计和控制等，才能确保工程可实现。

　　思考四：大推力火箭——能否准时出得去？深空探测器需要脱离地球引力，而实现着陆、采样返回等任务需要更大质量的探测器。“受天体运行规律影响，发射机会难得，比如火星探测每隔26个月才有一次机会。”张荣桥说，“火箭的运载能力直接决定了能以多大能力出去。因此，要研发大推力火箭，并探索能否实现零窗口发射。”

　　思考五：自主导航控制——能否找到自己的路？深空探测的飞行可能需要几年甚至几十年，星地距离延伸至几亿甚至几十亿公里，星地时延将达到数小时。“在茫茫星空，探测器怎么找到自己的路？”张荣桥说，除了星际航行轨道设计，我们还需要新型导航方法和导航敏感器，并实现探测器的自测量、自计算、自诊断和自恢复。

　　思考六：数据传输——天地通信能否畅通？张荣桥介绍，星地距离的增大让数据传输信号的空间衰耗呈指数增大，如何确保数据传输的有效性和安全性，就成为制约深空探测的瓶颈。他认为，除了要提高星上发射能力，例如搭载高效发射机、可展开星载天线等，也要加强地面接收能力，同时可以尝试不同频段的组合。

　　思考七：能源与动力——能否另辟蹊径？“探索木星及木星以远，太阳辐照强度不足以满足卫星能源需求，而化学推进面临长期储存等难题。”张荣桥说，因此需要研究新的能源和动力方式，例如高效光电转换材料、空间核电源、电推进等。

　　围绕这些问题，中国科学家正在努力研究。张荣桥说：“走出地球摇篮，是人类与生俱来的秉性和精神追求。我们生活在一个伟大的时代，见证和分享了航天发展给人类带来的福祉，也必将创造新的辉煌。”

　　（光明日报北京9月20日电）

　　《光明日报》（ 2017年09月21日 09版）