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从“中国天眼”到“人造太阳”，从“天问”探火到北斗组网，从“嫦娥”奔月到万米深潜……中国创新的探索人类未来的尖端科技成果不断惊艳亮相。事实上，正是中国无数科技工作者多年来默默无闻、矢志不渝的探索，才有如此斐然的科技成就集中喷发，从而集聚成强大的国家战略科技力量。这些“中国创造”不仅为全人类探索和认识宇宙作出贡献，也向世界贡献了大科学工程的中国经验和创新实践。
由于“天眼”是中国独资的大科学工程，有既定的科学任务和规划，包括多科学目标漂移扫描巡天、中性氢星系巡天、银河系偏振巡天、脉冲星测时、快速射电暴观测等在内的先导项目，大多已由中国科学家领衔。
据李菂介绍，在时间分配上，外国科学家总计可以分享10%的望远镜时间，按照项目评审的打分情况，在这10%的时间内进行分配，预计竞争会比较激烈。
“不管项目是谁在牵头，大家都是朝着同样一个科学目标迈进。”李柯伽说，自己除了继续关注快速射电暴观测，还在利用“天眼”进行纳赫兹引力波探测。相信“天眼”在超大质量或者极低质量脉冲星、黑洞脉冲星双星等领域也有取得举世瞩目成就的机会。
人类只有一个天空，一个宇宙。回溯原初宇宙，揭示更多宇宙奥秘，这是建造“天眼”的原动力，也是终极目标。因此，“天眼”需要联合各国科学家，以开放的态度对全球开放。外国科学家可以独立或者作为首席专家主导一些研究项目，有潜力的探索性项目也会得到支持。
为世界科学界提供中国智慧，为全球工程界提供中国技术，为人类外空命运共同体提供中国贡献和中国发展经验……在可预见的未来，“中国天眼”将为国际科学界持续探索宇宙、尝试寻找未知事物带来更多新视角，为引领人类突入认知新领域作出更大贡献。
“天问一号”揭开深空探测新篇章
记者 胡喆 北京报道
新春伊始，行进在探火征途上的“天问一号”接连传来好消息：春节前夕，“天问一号”传回首幅火星照片；腊月二十九，探测器成功实施火星捕获，开启环绕火星之旅；大年初一，火星捕获过程影像公布，那是来自火星的新春祝福；大年初四，“天问一号”成功实施捕获轨道远火点平面机动，将轨道调整为经过火星两极的环火轨道……
环火成功的背后，是一个个必须攻克的技术难题：火星捕获时只有一次机会的一脚刹车如何踩准？上亿公里外的火星探测器如何开展自主管理？
从地球到火星的转移是漫长的旅行。火箭发射是整个飞行过程的开始，在发射37分钟后，探测器与火箭于距离地面670千米的太空中进行分离，探测器至此进入地火转移轨道，在地火转移轨道上经历了200多天的飞行，在地面测控系统的支持下，经过4次中途修正和1次深空机动修正飞行路径，环绕器逐渐飞近火星，进入火星捕获段。
火星捕获是火星探测任务中技术风险最高的环节之一，由于火星捕获窗口的唯一性，捕获的成败决定了火星探测任务的成败，这一点火制动过程通常被称为“踩刹车”。刹车踩早了，探测器速度降得过低，探测器会坠入大气层撞击火星；刹车踩晚了，探测器就不能被火星引力捕获，从而飞离火星。
来自中国航天科技集团八院的专家告诉记者，为了精确把控发动机的开关时机，环绕器在近火捕获前需要由地面对其进行精确的无线电测定轨，再结合从环绕器上光学自主导航仪器中获得的导航信息，得到环绕器和火星的精确位置。制动过程中，依靠可靠的捕获策略，确保探测器处于“捕获走廊”直至进入环火轨道。
此外，制动过程还需要火星环绕器具备自主应对器上突发故障能力，确保火星捕获过程开展顺利可靠。
捕获段是火星探测器进入火星的引力范围到最终被火星捕获的阶段，是火星探测任务中技术风险最高、最为重要的环节之一，关系任务的成败。地外天体捕获制动是实现月球、火星等深空天体探测任务的关键，而捕获制动控制技术又是决定捕获制动是否成功的关键。
专家介绍，当航天器进入目标天体影响球内，相对目标天体的轨道通常为双曲线轨道，因此必须进行减速机动，否则将沿着双曲线轨道飞离目标天体，这一减速机动过程称为捕获制动。
此次火星探测任务捕获期间，探测器距离火星仅400千米，相对火星的速度却高达每秒4千米至5千米。捕获过程中，火星环绕器需准确进行点火制动，如果制动点火时间过长，探测器速度下降过多，探测器就会一头撞上火星；如果制动点火时间过短，探测器速度过快，就会沿抛物线轨迹飞离火星。
“打个比方，地火转移轨道就像是一条以太阳为中心的椭圆形闭环高速，火星只是这条高速上的一个出口，一旦探测器不能及时刹车从火星出口下高速，那就只能多绕一圈、花费数年到下次路过该出口了。”中国航天科技集团八院“天问一号”探测器副总指挥张玉花说。
由于火星探测器从地球飞向火星的过程中能够被火星引力所捕获的机会只有一次，且时间仅30分钟左右，不能中断；捕获时探测器距离地球1.92亿千米，无线电通信双向延时达20多分钟，地面无法对这一制动过程进行实时监控，只能依靠探测器自主执行捕获策略。
“在太阳系里，八大行星以太阳为核心公转，形成了八个环形轨道，其中地球位于‘三环’，火星则在‘四环’。”中国航天科技集团六院11所副总设计师兰晓辉介绍：“3000牛轨控发动机承担着三项任务，一是‘三环’转移到‘四环’过程中的姿态修正，二是‘四环’上的‘刹车制动’，三是火星附近的轨道调整。就像一位尽职尽责的快递小哥。”
近似于真空的太空环境暗流涌动，隐藏着多种看不见的干扰因素，如星球引力摄动、太阳风、空间辐射等。为了防止“天问一号”不打招呼地“跑偏”，设计人员综合考虑了各种因素，进行了大量计算，设计出了一条精密的轨道，在发射前上传至发动机，给了它一份“离线地图”。
火星的质量只有地球的十分之一，引力远小于地球，探测器在近火轨道必须及时“刹车”，否则会掠过火星，这就要考验“快递小哥”刹车是否踩得稳、准、狠。在此次近火制动任务中，3000牛轨控发动机快速点火启动，并在额定点长时间连续稳定工作。
“从2010年立项到2016年定型，发动机经历了多项考核，充分验证了各项关键技术。对于3000牛发动机，我们充满信心。”兰晓辉说。
火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星，一直是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。作为中国首次火星探测任务，“天问一号”揭开了中国深空探测新篇章。国家航天局有关负责人表示，接下来“天问一号”将按计划进行火星环绕、着陆和巡视，对火星开展全球性、综合性的环绕探测，在火星表面开展区域巡视探测。
本文来源中国经济网（责任编辑：佟明彪）
