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中国始终敞开国际合作的大门 但绝不会当冤大头

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来源:观察者网
关键词:嫦娥,科学,航天,航天技术,航空航天
2019/1/25 9:29:56

【文/察看者专栏作者 李会超】在嫦娥四号完成人类初次在月球背面的软着陆、开端对这一片神秘的位置世界中止科学探测的同时,中美间在航天范畴的恩恩怨怨又再次成为行动热议的话题。

科学没有国界,经过国际交流产生新的科学成果,共同推进人类对自然界的认识,是国际科学界应有的学术生态。

但是,由于空间科学的特殊性,在政治和利益要素的作用下,这一学科范畴的国际协作与交流有时并没有那么顺畅。

科学需求交流,工程需求失密在大众的印象中,像笔者这样多读了几年书、在研讨所或大学里工作的人,就是“科技人员”了;假如某位科技人员研讨的内容恰恰和地球外面的事情有关,那多半能和火箭、飞船、卫星发作一些联络。

但实践上,在相似于嫦娥四号这种以科学探测为目的的航天计划中,参与的科技人员大约能够依照他们从事的细致工作和所在单位的不同,划分红工程师和科学家两类。

而工程师和科学家们所担任的工作固然紧密联络,但却是不同的。

假如把航天探测比作出一趟远门察看景色,那么工程师的任务就是设计并制造一辆性能足以满足旅途需求的汽车,给汽车制定合理的行驶道路,保证汽车安全平稳的行驶到目的地。

假如需求用相机记载景色,工程师们还要为这趟旅游量身打造能够拍摄不同种类照片的照相机。

而科学家们任务则是依据相机传回的照片,看看这片景色中能否有以前没有见过的景致,并解释他们呈现的缘由,从中产生新的发现。

在科学探测航天任务中,前文所说的“车”就是火箭、探测器平台,“相机”就是中止各种科学探测的有效载荷,而航天器发射前的轨道设计和飞行过程中的测控,则发挥了计划道路和导航的作用。

同时,科学探测的有效载荷能带给科学家们的,远非一张照片那么简单直观的信息,而是应用不同波段信号和不同探测伎俩所获取的综合信息。

以嫦娥四号及月兔二号为例,它们搭载的科学载荷有地形地貌相机、射电频谱仪、中子及辐射剂量探测仪、测月雷达、红外成像仪等一批科学探测载荷,既能取得关于月球的地形地貌和空间环境的探测数据,又能以月球为基地遥望更悠远太空中的天体。

关于科学家们来说,经过国际协作促成新的科学发现曾经是学界展开研讨的惯例,科学家们既能够在如IAU、COSPAR等国际学术组织的框架下展开协作,也能够自行组织一些国际工作组共同聚焦研讨一个问题。

同时,探测器所获取的科学数据也普通能够经过互联网或其他途独自由分发,只需在发表时注明数据来源,大都能够随意运用。

固然科学数据能够自由运用,产生这些数据的科学有效载荷的探测原理与大致设计计划也能够经过论文向同行引见,但细致到工程师们所担任的科学载荷的设计制造细节,普通都是失密信息的范畴。

笔者读博的研讨所数年前从美国引进回国一位研讨太阳风的教员。

他在美国工作时,所在的课题组承担了STEREO卫星的PLASTIC仪器的定标工作。

这台仪器所观测到的太阳风的成分和物理参数信息,目前曾经能够经过NASA的CADWeb数据库或其他互联网途径随时随公开载到。

但是,由于这位教员不是美国公民、没有安全答应,每当学术会议讨论到需求失密的硬件方面的问题时,他就不得不依照请求分开会场。

无独有偶,研讨所的另一位教员也回想到,他在美工作期间,作为科学家到访NASA的喷气动力实验室时,必需佩戴写有"escort"(陪同)字样的标牌。

这意味着它在实验室里活动时不能单独行动,必需有实验室工作人员陪同。

与科学相关、没有那么敏感的科学载荷尚且如此,卫星平台、火箭等航天产品的细致技术信息则更是需求严厉失密的内容。

一个懂得高中物理学问的中学生就能够大致叙说出火箭上天、卫星入轨的科学原理,一个相关专业的本科生可能就能够比较细致的给出理论计划,但这些东西变成真正能够上天的火箭、卫星,需求投入中止大量实验,不时积聚阅历、优化设计。

在极度复杂、充溢不肯定性的航天范畴,很多之前无法预想到的问题以至要经过一次失败的任务才干暴显露来。

因而,任何成熟技术的背后必定是巨量的人力、物力、财力的投入。

而一旦这些技术被泄露进来,对方不需求这些投入就能够与抢先者在一定水平上抵达同一水准。

同时,由于航天活动与国度安全千丝万缕的联络,敏感信息的泄露还有可能使敌方能够有针对性的设计打击破坏己方系统的计划。

因而,各个国度才会将与航天工程有关的信息列入敏感失密信息的行列。

而关于科学学问来说,即便以理想而非理想主义的视角去看,与科学有关的数据、发现和信息很难在短时间内影响到技术利益以至国度安全。

但是,某些国度的政客们似乎难以分辨分明科学与技术的区别,和宽广吃瓜大众一样把“搞天”的工程师与科学家们掺和到一同,优待妄想式的狐疑来中止科学交流的别国科学家个个都是潜在的特务,给原本无需失密的科学交流设置障碍。

落点数据不等于轨道数据,测准轨道绝非易事据香港《文汇报》报道,在嫦娥四号任务前,美方向中方索要轨道数据被拒绝。

而吴伟仁院士近期在接受采访时表示,经过磋商后,向美方提供了嫦娥四号的落月时间地点,美方同时向中方提供了环绕月球飞行的美国月球勘测轨道器(LRO)的轨道数据。

但是,据美方最近发布的信息,“由于一些缘由”,“月球勘测轨道器”上搭载的设备未能调整好轨道、以最优位置在嫦娥四号着陆过程中中止成像,来对扬起的月球表面的尘土中止观测,但会在月底对嫦娥四号的着陆地点中止成像。

这几条报道的内容看起来似乎存在抵触,令人困惑。

笔者不是新闻工作者,无法自行求证《文汇报》的报道能否属实。

但笔者希望能在下面的篇幅中对一些关键的学问点中止解读,便当各位读者自辩。

首先,落点信息和轨道信息的信息量是不同的。

假如仍以开车出游类比,落点信息就是计划在什么时间抵达什么中央,而轨道数据则是车辆行走的细致道路。

好像能否在复杂的路网中找到一条既不绕远又能躲开拥堵的快捷道路,和对地图导航APP性能的考验一样,能否在诸多约束条件的限制下,求解动力学方程,迭代取得轨道设计的最优解,也是航天任务中的一项重点和难点。

这通常需求航天科技人员具备相当的轨道设计优化技巧与阅历,投入勤劳的脑力劳动,也需求强大的计算机计算才干支撑。

同时,作为人类历史上第一艘在月球背面着陆的航天器,嫦娥四号的飞行也将为轨道设计的有效性提供考证。

假如某一机构拿到这个中国付出了资源、承担了风险而取得并考证的轨道数据后,置信以此为起点设计属于他们的登陆月背任务,将会更容易。

(关于本条微博的第1项内容,笔者不予置评;对2项内容,则不敢苟同。

)在微博上,一位博主指出(见上图),嫦娥四号上天之后很快被喜好者们以目视或无线电方式捕获,嫦娥四号的轨道并非什么秘密。

这犯了常识性错误。

要精准丈量这种深空飞行器的轨迹是一件相当复杂的事情。

大家在观看发射直播时,有时会听到“USB雷达跟踪正常”这样的报告,这里的USB是“统一S波段” (Unified S-Band)的意义,即一种能够将不同功用的信号调制到同一个载波上的技术。

在嫦娥工程实施前,我国曾经树立了支撑近地轨道载人航天飞行的USB测控网,但这个测控网的测控距离最远不超越8万千米,无法支撑嫦娥探月40万千米的远距离测控需求。

同时,USB技术自身的局限性,使得其在40万公里的距离上的测轨误差将抵达100千米。

(佳木斯测控站外景,与小说《三体》中对红岸基地的描写颇有几分相似。

这个测控站承担了嫦娥四号着陆阶段的主要测控任务。

)在嫦娥飞船奔月的过程中,空中控制人员需求精确获取其位置信息,对比其实践飞行轨迹与设计轨道之前的倾向。

假如倾向超越一定范围,就要运用嫦娥飞船自身的发起机对轨道中止修正。

而单独运用USB的测轨误差水平难以满足对嫦娥精准定位的请求,因而科研人员设计了运用多个既有的天文射电望远镜中止VLBI联测,综合VLBI丈量和USB丈量的信息共同精确肯定嫦娥飞船的位置。

在嫦娥一号任务中,投入运用的是北京、上海、昆明、乌鲁木齐的四个大型射电天线。

而在嫦娥三号任务实施时,在我国疆土东西两端新建的佳木斯和喀什深空站也投入了运用,使这个分离干预丈量网的功用愈增强大。

其他航天大国为了支撑深空任务,也建起了相似的大型测控网。

在费尽如此的周折后,科研人员们才干得到真正精确的丈量结果。

而喜好者们运用技术水准有限的设备和办法丈量出的嫦娥四号轨迹,恐怕也只具有“玩玩”的价值了。

航天器在太空中的飞行轨迹被限制在其轨道上,假如需求在指定的时间经过指定的地点,普通需求提早相当长的时间定好计划,设计俭省燃料的变轨方式。

假如在短时间内中止幅度较大的轨道机动,可能会耗费无法补充的燃料,缩短探测器的寿命。

显然,假如能在嫦娥四号落月的瞬间飞临其上空观测,将会取得更有科学价值的数据。

但是,美方却未能完成这一观测。

其背后的缘由,既有可能是美方内部对能否中止变轨没有达成分歧,也有可能是拿到落点数据时曾经来不及中止燃料耗费能够接受的变轨了。

(佳木斯站的航天工作者。

墙上的标语“卫星听我话,我听党的话”固然可能惹起一些人不爽和犯酸,但没有一个统一而坚决的指导,像航天工程这种大型系统工程是难以取得胜利的。

)中国一直敞开国际协作的大门,但绝不会当冤大头即便在敏感的航天工程范畴,中国也与其他国度展开了丰厚的国际协作,嫦娥四号上的三台科学仪器就是中方单位与德国、瑞典、荷兰三国的相关研讨机构协作研发的。

但笔者以为,这种协作有着两个前提。

一个是彼此信任了解,既能坦诚的沟通工作,又能照顾彼此的顾忌。

依照公开文献的报道,这三台国际协作仪器的研发准绳是“对自主技术具有学问产权。

协作双方依据工作需求对存在接口的部分以接口文件的方式予以明白”。

我们大致能够推断,在这个过程中两方均不会把对方的技术直接占为己有。

另一个准绳,则是互惠互利,双方都能从中有所得。

关于国外单位来说,能够和嫦娥四号一同完成人类历史上的第一次月背登录,是家常便饭的良机。

而关于科学探测任务起步相对较晚、底子相对较薄的我国来说,也能经过协作进步我们的仪器研发水平,从外方那里取得宝贵的阅历。

事实上,在嫦娥四号任务实施之初,中国航天局就向其他国度航天局发出了搭载征集函,约请各个国度提出载荷搭载的倡议。

同时,嫦娥工程运用的深空探测网目前也经过国际协作,运用了欧洲航天局(ESA)所属的一些深空测控站以进步掩盖率和精度。

这套测控网在设计时就思索了要与NASA、ESA的深空探测网相互兼容,信息接口的设计契合国际上最新的空间信息传输协议CCSDS的规范,具备中止国际联网的才干。

国度航天局也曾经明白表态,”鹊桥“号中继卫星将会延长工作时间,为其他国度登陆月球背面提供辅佐。

正如国度航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳所说,“无论探月也好、深空也好,都是为探求宇宙奥妙,都是世界各国的共同义务,特别航天大国、航天强国更应该突出协作,为人类探求宇宙做更多的贡献。

”中国一直敞开国际协作的大门,但前提是真诚互信、互惠互利。

中国人不会当冤大头,不会在某些国度针对与中国航天协作制定了限制法案,又经过不给正常交流的科学家批准签证等“潜规则”方式给两国间的科学交流设置障碍的状况下,依然”热情“的向他们靠拢。

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