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改革开放40年
那些不为人知的瞬间
北京时间12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。
“嫦娥”这一美妙的名字，其中浓缩了太多中国人对它的独特情感。用“嫦娥”命名中国首颗探月卫星，可谓顺理成章，但在最开始，这个名字让它的制造者们感觉十分“别扭”。大约在2005年，嫦娥一号卫星和其他系统之间进行对接试验。熟稔了类似“我是长江”或“我是黄河”对接口令的男工程师们，喊出“我是嫦娥”后，总是觉得不太自然。
然而，随着设计难关一个个被攻克，不仅当时国内最好的技术渐次赋予了它，“嫦娥”身上也背负了研究者的情感。当再被问到时，工程师们会向朋友很自豪地介绍：“这是我的‘嫦娥’。”
如今，中继星“鹊桥”运行正常，嫦娥四号也已成功发射，我国率先完成了联通地球和月球背面的壮举。
“但愿人长久，千里共婵娟”，千年来中国人对月亮抱有无尽的美好想象和情感，承载着中国人无数情感的探月之路，我们注定将走得更远。
（文字整理：刘义阳 摄影：梁珂岩）
(责任编辑：罗伯特)
2、我国首颗探月卫星，我国首颗探月卫星是什么
来源：科技日报
◎吕炳宏 科技日报记者 付毅飞
2020年11月30日，嫦娥五号探测器在环月轨道上，成功实施着陆器上升器组合体与轨道器返回器组合体分离。接下来，嫦娥五号将落月、采样，如果一切顺利，它将于半个多月后，带着月球样品返回地球。
这是我国迄今为止最复杂的宇航任务之一。后续难点不仅在于月面自动采样封装、月面起飞、月球轨道交会对接等，带着月壤重返地球也是一大难题。
着陆器和上升器组合体与轨道器和返回器组合体分离示意图。
人类航天器从太空返回，最初是通过返回式卫星实现的。45年前，我国首颗返回式卫星成功回收，成为中国航天史上重要的里程碑。
让我们来回顾一下当年的故事。
1960年8月，美国总统艾森豪威尔在例行的记者招待会上自豪地宣布：美国成功回收了一面由发现者13号卫星带往太空飞行后返回的美国国旗。
然而，“发现者”并非艾森豪威尔所说的一项对太空环境的科研项目，而是一项绝密的间谍卫星计划。发射这些卫星并不是为了送美国国旗上一趟太空，而是拍摄并送回有关苏联的照片。
从那以后，返回式卫星成为了美苏在高科技领域争夺的制高点，并成为争夺空间霸权、进行战略侦察、获取各种情报的主要手段。
为了打破超级大国对这项技术的垄断，我国在研制东方红一号卫星时，就开始了对返回式卫星及其所需姿态控制等项目的攻关。
长征二号火箭发射我国第一颗返回式卫星。
历经5年研制，1975年11月26日11时30分，长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火，将我国首颗返回式卫星送入预定轨道。
按计划，卫星在太空飞行3天后，将由西安卫星测控中心控制返回地面并实施回收。
从美国“发现者13号”之前的12位“前辈”就可以看出，让卫星完成一次有去有回的旅行并非易事。
不仅要求卫星在运行和返回中必须保持高精度的运行姿态，星上所有仪器都必须准确无误地按程序工作，更要求地面对其保持高精度的测控及安全可靠的回收。稍有失误，都可能造成严重后果。
对于此前从未有过卫星回收经验，一切都得从零开始的中国航天人来说，面临的挑战极为严峻。
卫星发射升空时，回收准备工作早已开展。
在巴丹吉林沙漠深处执行任务的活动测控站。
在内蒙巴丹吉林沙漠深处，西安中心负责发出卫星仪器舱和回收舱分离指令的活动测控分队，已经枕戈待旦4个月。他们深入沙漠，只为替卫星回收抢出几分钟时间。
在卫星预定回收区四川遂宁，西安中心测量回收部已经精心准备数月，把这片区域的一草一木都勘察得清清楚楚。
为保障卫星回收成功，甚至连邮电部都参与进来。国家调动103条线路作为专用通讯线路，27个省市自治区参与了通讯保障工作。
但意外还是发生了。
活动测控方舱内，科技人员正在接收遥测数据。
卫星在轨运行仅数圈，遥测数据显示，星上气源曲线陡然下降。
卫星上的气源瓶是专门为保障卫星运行3天而带的，地面对卫星的姿态控制也要靠这种气源压力来实现。如果按曲线的耗压量计算，卫星运行不到3天就没气压了。更严重的是，卫星姿态无法调整，也就意味着无法返回地面。
一时间，位于秦岭深处的西安卫星测控中心测控大厅里，出现一阵慌乱。
“要不要提前回收？”
“如果该提前回收却不及时回收，卫星掉到国外，问题可就大了！”
祁思禹正在监视卫星遥测数据。
众人七嘴八舌，而轨道计算组组长祁思禹沉默不语，紧张地计算着。
钱学森赶到了，一来就问祁思禹：“告诉我，卫星到底还能坚持几天？”
“星上能够坚持，不用提前回收。”祁思禹说。
大厅里安静了。
拍胸脯容易，但这可不是充英雄的时候。科学讲究的是严谨可靠，必须有充足的理由作支撑。
钱学森紧盯祁思禹，问：“你敢担保什么时候能回来吗？凭什么？”
祁思禹胸有成竹地解释：“从气压曲线下降的情况分析，后面几圈的下降有减少的走向，我们认为这是卫星在调整姿态时发生的现象，这种情况可以通过指令控制卫星，并使气压继续维持下去。”
果然，第一天过去，卫星一切正常；第二天过去，卫星依旧平安。
可是卫星正要返回时，新的险情出现——
就在西安中心准备发出卫星开伞指令时，两台控制计算机竟然开始“打架”，一个判断要发出指令，另一个判断必须切断指令。
此时卫星速度接近每秒7千米，如果指令时间相差5秒，落点就会偏差40公里；返回点的速度方向角如果偏差1度，落点航程就会偏差300公里。
距离卫星飞出中国上空，脱离观测范围只剩15秒时间，假如控制指令来不及发出，卫星返回舱就可能落入其他国家，后果不堪设想。
这是有前车之鉴的。1959年4月13日，美国回收“发现者2号”卫星时，由于弹射指令过早下达，返回舱内胶卷落入挪威境内，在国际上掀起轩然大波。
祁思禹正在研究数据。
关键时刻，祁思禹手抓一摞计算结果狂奔而来。
他来不及绕门，干脆破窗闯入指挥大厅，大喝一声：“发！”
1975年11月29日中午，贵州六枝营盘公社一家煤矿上，4名矿工正坐在井口闲聊。突然间，一个圆乎乎的大家伙从天而降，把一棵大松树的树冠一扫而光，紧接着轰然坠地。
“天外来客”的消息很快报了上去，测量回收部火速赶往卫星落点。
大家在现场发现，由于返回式卫星裙部被高温损坏，再入段没有打开减速伞，650千克重的返回舱已经被摔得凹凸不平，卫星里许多零部件都被甩了出去。但让人惊喜的是，由于大树的缓冲，返回舱并没有摔坏，所有胶片完好无损！
在北京，叶剑英元帅看着卫星拍摄的照片，高兴地对大家说：“偏了400多公里没什么要紧嘛。我们第一次回收卫星，能落在中国大地上就是胜利！”
返回舱着陆。
由此，中国成为继美苏之后第三个成功回收卫星的国家，并创造了卫星回收一次成功的奇迹。
此后数十年中，西安卫星测控中心成功实施了23颗返回式卫星、11艘神舟飞船，以及嫦娥五号再入返回飞行试验器的测控回收任务，回收成功率保持100%。落点误差由最初的400公里开外，缩小到10公里、2公里、1公里……到神舟七号任务时，返回舱落点预报结果与实测只差374米。
不过，嫦娥五号的回收与此前任务不同，这是我国航天器首次携带月壤高速返回地球。
近地轨道航天器再入返回大气层时，速度通常为每秒约7.9公里的第一宇宙速度。而嫦娥五号返回的速度，接近每秒11.2公里的第二宇宙速度。
为此，科研人员提出了半弹道跳跃式再入返回技术方案，就像在大气层表面打水漂一样，让返回器先高速进入大气层，随后借助大气层提供的升力“跳”起来，再以第一宇宙速度重新进入大气返回地面。
2008年，西安卫星测控中心成功实施神舟七号返回舱回收任务。
2013年，神舟十号回收现场。
2016年，西安卫星测控中心成功回收实践十号卫星。
2014年，我国发射嫦娥五号再入返回飞行试验器，模拟了嫦娥五号奔月、绕月、返回的全过程，并对跳跃式再入返回技术进行了成功验证，使我国成为继美苏之后，世界第三个成功实施航天器从月球轨道重返地面的国家。
嫦娥五号再入返回方案继承了此前飞行试验器的设计，任务再入航程也与飞行试验器基本一致，不过装有月壤的样品容器重量有一定不确定性，有可能影响返回器的质量特性，这对返回器制导导航控制系统的鲁棒性（控制系统在一定参数摄动下，维持某些性能的特性）提出了较高要求。
任务很难，但我们有信心。
让我们与航天人一起，期盼它的归来。
来源：科技日报 文中图片由作者提供
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