“萤火一号”：一段不能忘记的历史丨Calling太空

编者按："宏大的空天再有很多未知的神秘有待于探究"，为此，中国科学院之声与华夏农科院国度空间科学重心共同开设“Calling天外”科学普及专栏，为大师报告风趣的故事，引见少许与空间科学和航天关系的常识萤火虫一号 。

咱们国度的自决荧惑探测安置“天问一号”已胜利放射，在这个冲动民心的功夫，回顾起十几年前咱们提出、研制和放射“萤火一号”的少许旧事，那些体味和教导大概不妨为我国正在从事荧惑探测的共事们供给少许参考和模仿萤火虫一号 。

工作的提出

2005年的十一假期刚过，我收到了一封来自俄罗斯农科院空间所的邮件，这是其时中国科学院空间重心王赤副主任转轨我的萤火虫一号 。他的一个在麻省理工科学院（MIT）处事时的共事，厥后也回到了俄罗斯农科院空间所处事，正在激动俄罗斯再次启用有年前就实行过（但不是很胜利）的火卫一的探测安置。这次是想更进一步，将火卫一的泥土样本归来地球，称为“福布斯-泥土”安置。商量到咱们和俄罗斯的协作联系特殊出色，她们就积极提出，是否不妨运用放射余量，将华夏的一颗科学小卫星带回地球空间，动作一个搭载名目。须要精确的是，她们其时并没有提出要带咱们去荧惑。

收到这个恭请后，我接洽了几个关系范围的空间物道学家和空间探测载荷工程师一道做了刻意的领会和推敲萤火虫一号 。开始，咱们商量，即使有去荧惑的时机，干什么不许一道去荧惑呢？在国际上彼此搭载，共同探测的前例有很多。比方，其时方才放射不久的地球空间双星探测安置，即是咱们和欧洲空间局的共同探测安置，中方的卫星上搭载了近50%的欧洲科学载荷，而欧洲一个独力的、囊括四颗卫星的科学安置——“星簇安置”的数据与咱们实足共享，发展共同探测。又如，就在这个俄罗斯的火卫一泥土归来安置中，也搭载了多个欧洲国度的科学载荷。华夏的深空探测方才起步，对月球的探测也才方才发端，沿用搭载放射的办法去荧惑，不妨大大加速华夏加入深空探测的步调。其次，咱们领会了国际上历次荧惑探测工作，重要都是对准荧惑外表的，对荧惑大气和空间情况的探测特殊少。咱们领会到，俄罗斯运载的余量惟有110公斤，所以不妨运用科学载荷不太重的小卫星来探测荧惑的大气和空间情况。结果，中俄在航天范围的协作，恰是国度全力激动的协作目标，两边即使共同发展荧惑探测工作，该当是与国度中心扶助的策略目标莫大符合的。所以，咱们很快就向国度主管部分提出了请求，并获得了接受，承诺发端论据处事。

与此同声，咱们也在计划怎样为这个从天而降的短平快名目定名萤火虫一号 。在很多倡导中，咱们采用了华夏传统对荧惑的称呼“荧惑”的谐音——萤火。这使得这个名目听起来很小，似乎是暗夜中的一个小小的萤火虫。但本质上，它却是飞进银河系，加入深空，奔向荧惑的一个最小的探测器。与咱们国度独力自决的探月安置——嫦娥工程比拟，它不管是从经费体量上仍旧从参研部队的人头高等各个上面，都没辙与之比拟。将其称为“萤火一号”我想也是一个格外低融合不与嫦娥工程争辉的道理。然而，它的科学目的那么超过，本领又是那么进步，该当是深空探测安置中的一颗表里如一的影星。

中心美术学院驰名书法家况尉大作

科学目的

动作一项科学探测安置，科学目的该当是最重要的局部萤火虫一号 。个中，我提出的一个要害科学目的，即是与俄罗斯探测器协作，对荧惑的大气和水解层发展共同的掩星探测。这个探测的实行进程是在两个探测器加入荧惑轨迹并辨别之后，从俄罗斯“福布斯-泥土”探测器上放射两个频段的无线电磁波，由咱们的小卫星接受其旗号。当两个探测器的连线，也即是无线电电磁波射线切过分星大气和水解层时，电磁波受大气和水解层密度随莫大变革的感化，将爆发委曲，且各别的波段将展示各别的委曲和延时。经过对接受旗号强弱变革和延时的领会，就不妨反表演荧惑大气和水解层物理参数的笔直切面弧线。这将是生人初次如许精细的探测荧惑上的大气和水解层，更加是当电磁波连线辨别切过分星午时和深夜两个特出的地舆功夫上空时，其科学数据将反应荧惑大气和水解层变革的两个极其情景，对所有领会荧惑大气和水解层的个性特殊要害。

其余，空间重心的科学共青团和少先队还提出了另一个要害的科学目的萤火虫一号 。由于国际上的其余安置都没有对荧惑周边的空间情况举行过磁场和粒子的同声探测，所以不领会粒子的疏通目标和能量根源。即使在小卫星上同声摆设磁强计和粒子（囊括电子和拙劣热离子）探测仪，就希望揭穿更如实的荧惑空间情况，并测得从荧惑外表逃窜的氧粒子的流量，进而确定荧惑上行的流逝总量，阴谋出“10亿年前荧惑外表上究竟有几何水？”这一暂时仍旧存疑的宏大科学题目。

2009年12月29日萤火虫一号 ，笔者在中俄共同探测荧惑安置科学处事队第二次科学商量会上谈话

2010年3月16日至18日萤火虫一号 ，首届中俄共同探测荧惑科学商量会在莫斯科召开

莫斯科媾和

2006年2朔望，我和空间重心的赵华接洽员一齐走上了飞往莫斯科的航班萤火虫一号 。在途中，咱们连接地在计划着，怎样本领压服俄罗斯空间所接收咱们的共同探测荧惑大气和水解层的计划，而后再和她们一道压服俄罗斯拉沃什金航天企业接收咱们一齐飞往荧惑的搭载安置。我的条记本上画满了两个探测器在各别的轨迹上的连线切过分星大气层的大概性。铁鸟在莫斯科下降，何处方才下过大雪，路边过程驱除积聚起来的雪仍旧胜过一米厚，令咱们回忆深沉。当夜咱们就住在了飞机场邻近的栈房里。

第二天与俄罗斯农科院空间所的计划特殊成功萤火虫一号 。咱们的科学目的和探测计划获得了她们的承认和扶助。她们的本领职员赶快发端了掩星探测安置的百般计划以及发射电波频率放射机的安排推敲。当世界午，咱们一齐到达拉沃什金航天重心，总司理波利舒克和福布斯探测器的总安排师马克西姆款待了咱们。在媾和的发端，她们并不是格外断定咱们国度不妨研制出惟有100公斤重的荧惑探测器，那将是全寰球最轻的荧惑探测器。过程连接的计划和压服，她们毕竟承认了咱们计划的可行性。功夫，她们以至请来了年龄很大的工程师，和咱们一道计划荧惑到地球通讯的计划和放射地线的巨细，以及起码须要多大的太阳能帆板等几个小卫星须要的要害的本领参数。结果，她们承诺咱们一齐去荧惑。固然，还由于有俄罗斯农科院的扶助，咱们都蓄意不妨举行一项全寰球第一次实行的对荧惑空间情况的双探测器共同探测。

工程研制

从2003年发端，咱们国度就和俄罗斯创造了两国总理按期会见体制，以及在这个体制下的中俄罗斯航空公司天协作共同委员会萤火虫一号 。过程几年的试验，协作名目固然不少，然而都是体量不大的购买公约，没有共同的航天工作。咱们提出的中俄共同荧惑探测安置，就变成了中俄罗斯航空公司天协作中最要害的协作工作。2007年年中，国度宇航局做出确定，指定由上海宇航局控制接受荧惑探测器的研制工作，同声委派我带头席科学家，上海宇航局的徐博明总师为工程总师，中国科学院空间重心控制科学载荷的研制和大地运用体例的树立，于2009年10月搭载俄罗斯“福布斯-泥土”探测器一齐飞往荧惑。

虽说是2009年10月放射，然而俄方诉求咱们要提早6个月将探测器运到莫斯科发展尝试，给咱们留住的研制功夫惟有不到三年萤火虫一号 。在如许短的功夫内，研制一颗没有任何体味不妨模仿，又是全寰球最小的荧惑探测器，其本领难度和挑拨是不问可知的。固然，华夏航天人在艰巨眼前历来没有低过甚，咱们冲破了超高精巧度应答机、长火录影带来的超低温情况等多个要害本领，毕竟在2009年4月将正样探测器运抵了莫斯科。

“萤火一号”灵验载荷研制当场

“萤火一号”灵验载荷托付验收当场

运气多舛

从“萤火一号”运抵莫斯科发端，我在北京就连接地听到火线传来的俄方进度缓慢的动静萤火虫一号 。到了8月份，我以至从俄罗斯科学家何处听到了她们的“福布斯-泥土”基础赶不长进度，不大概在10月谁人窗口放射的“小道”动静。我将消息转达了正在莫斯科加入尝试的考查队控制人，她们表白俄方没有向她们表露任何关系消息。要领会，因为地球和荧惑轨迹的周期不一律，每25到26个月才有一次最好的放射窗口。即使2009年10月的放射窗口相左了，下次窗口只能比及2011年11月了。过程了大概几个月的隐蔽，拉沃什金航天企业毕竟在9月20日正式供认，她们没辙超过10月的放射窗口，安置不得不延迟两年再放射。这个确定正式颁布后，咱们就只好把“萤火一号”运回上海，等候下一次放射时机。大师不由感触“萤火一号”可见会是个运气多舛的工作啊。

2011年6月，“萤火一号”过程两年的安定保存和中断性的加电尝试，被再次运往莫斯科萤火虫一号 。在拉沃什金和拜肯努尔放射场举行尝试表白探测器十足平常。11月9日零辰3点，搭载着“福布斯-泥土”和“萤火一号”探测器的“天顶号”运载运载火箭凌空而起。我应邀加入了放射震动。在隔绝放射塔架大概3至4公里的一个货物运输列车月台上，我和考查队的队员们在哈萨克斯坦11朔望的寒冬里，情绪无比冲动。过程3年多的研制和2年多的等候，“萤火一号”毕竟踏上了奔向荧惑的路程。与咱们在一道的再有很多欧洲的科学家，她们来自法兰西共和国、荷兰、英国等国度。这仍旧是她们第二次，以至第三次将本人的仪器搭载到俄罗斯的荧惑探测器上了。之前有福布斯1和福布斯2，以及荧惑-96，然而惟有福布斯2赢得了几个月的探测数据，其它两次均波折了。福布斯1被觉得飞到了荧惑，然而没罕见据归来。荧惑-96简洁就没有摆脱地球轨迹，还没有踏上荧惑之旅就坠毁了。这次大师都抱着极大的蓄意，蓄意俄罗斯一改往日荧惑探测的倒霉，冲破魔咒，实行生人共通的科学理想。看到运载火箭成功升起，大师的心放下了，坐上俄方安置的交通车，回到了栈房，加入了梦境。

第二天早晨咱们连接到达栈房的餐厅用早餐，渐渐感触有些氛围不对萤火虫一号 。渐渐的大师都听到了一个传言，福布斯放射后，仅收到了一次遥测旗号就海底捞针了。隔绝放射功夫已过程去了5至6个钟点了，“福布斯-泥土”在近地轨迹上该当仍旧转了好几圈了，有不只一次过地步面站的时机了，即使没有收到遥测旗号，那确定是出题目了。所以，大师都发端七嘴八舌，早餐也吃不下来了，都会合在栈房大堂里找俄罗斯宇航局的人咨询情景。大概上昼9点安排，俄罗斯宇航局的一位引导展示了，他召开了一个简略的消息颁布会。在会上，经过翻译，咱们领会到，“福布斯-泥土”真实仍旧失联了，而且原定的在近地轨迹上焚烧奔向荧惑的上头级发效果没有启用。经过大地雷达和光学的察看数据确定，福布斯仍旧在莫大大概200公里高的近圆轨迹上遨游。

当世界午，咱们只能按安置带着一头雾水走上归来莫斯科的班机萤火虫一号 。在飞机场候机的功夫以及在铁鸟上，大师仍旧七嘴八舌，从几个与俄方里面职员有接洽的人丁中，获得了少许最新的动静。总体上确定，“福布斯-泥土”的上头级发效果没有按步调启用，且监测控制应答机出了题目，没辙与大地博得接洽，所以也没辙接受大地的训令。

达到莫斯科此后，咱们赶快向海内汇报了情景萤火虫一号 。依照引导，咱们的考查队控制人，将留在莫斯科扶助俄方举行救济处事。反面的情景大师大概都领会了，福布斯在200公里高的轨迹上，独立地飞了两个月后，天然散落在宁靖洋里了。

开拓

“萤火一号”是我那些年来亲自加入的各项航天工作中，独一一次实足波折的工作萤火虫一号 。纵然波折并不是由于咱们的缺点而惹起的，但它仍旧是一次波折。动作一个航天高科技工作家，体验一次波折，比体验10次胜利都越发令人健忘。有一位宇航界的老引导说的好：胜利即是差一点点儿的波折；而波折即是差一点点儿的胜利。当你把该做的事儿都做了此后，胜利和波折就在那毫厘之间。然而它给人的体验则是云泥之别。咱们在胜利的欣喜之后，万万不许自夸，要余味一下何处还生存题目；咱们在波折的凄怆之后，也不许失望，要看到咱们开销的功效并领会波折的因为。

固然“萤火一号”没有实行咱们奔向荧惑的理想，然而它使华夏的空间科学家领会了经过自决安排的科学目的，走上国际比赛与协作的大戏台的进程萤火虫一号 。在“萤火一号”之前，咱们国度还没有一个特意接洽荧惑的共青团和少先队，以至还没有一本对于荧惑的教科书，哪怕是翻译的，都没有。“萤火一号”之后，咱们不只组装了关系的科学研究共青团和少先队，翻译出书了对于荧惑的教科书，还在之后提出了一系列新的科学目的和探测计划，为此后我国自决荧惑探测培植了人才部队和奠定了普通。牢记在“萤火一号”放射之前，我曾与美利坚合众国一个特出的行星探测科学共青团和少先队交谈，她们恶作剧说，请尔等的“萤火一号”不要把科学题目都做结束，给咱们也留少许。居中看来她们对“萤火一号”科学目的的进步性是充溢承认的。

固然“萤火一号”没有实行奔向荧惑的理想，然而咱们深沉地领会到了荧惑探测之难萤火虫一号 。启用上头级运载火箭，摆脱地球轨迹奔向荧惑是第一个难点，这边必需要商量到地球轨迹的探测器和荧惑探测器的监测控制应答机生存鲜明的辨别。即使机动步调没有启用，若想经过深空应答机在近地轨迹如许近的隔绝上上注训令本质上是不大概的。这大概即是对“福布斯-泥土”探测器的救济没有胜利的因为。

固然“萤火一号”没有实行咱们其时的理想，然而小小的萤火虫焚烧了华夏人奔向荧惑的情绪，咱们的航天人在那之后，创造了不妨远达荧惑轨迹的深空监测控制站，并将“天问一号”本应分两步、以至三步走的“绕、落、巡”安置，兼并在一次实行萤火虫一号 。

固然，路漫漫其修远，华夏人在自决探测深空的征途中确定会遇到百般艰巨萤火虫一号 。蓄意咱们的科学家和工程师们，纵然遇到了艰巨也不要失望。克服荧惑比克服月球要罕见多，咱们必需要有十倍的勇气和用百倍的全力，本领将华夏人的脚步迈进那么远的深空，为实行华夏人（囊括咱们那些体验了波折的“前浪”）的理想，做出灿烂的奉献。

作家系华夏农科院国度空间科学重心原主任，“萤火一号”首席科学家萤火虫一号 。

根源：华夏农科院国度空间科学重心