三、为什么说第一个实现调相轨道的是中国
主持人:还是回到您设计的轨道上,首先得恭喜您轨道这么成功,但存在着一种质疑,我在网络上看到几篇帖子,简单地说说,您给回答一下。
主持人:有人怀疑,说您设计的这条轨道其实在国际上早就用过了,您说是您独创的,他们就很不服气,说您是抄袭。
杨维廉:没关系,我愿意听这些。
主持人:您认可吗?
杨维廉:当然不能认可,因为这个问题是这样的,他们可能不太清楚现在我所用的调相轨道的概念,这是国际上有的,我简单地讲一下到月球一个最简单的做法,只要在地面上有足够的速度,就能够有一个很大的椭圆,原理上很简单,就能到月球那儿,以前都是采取这种办法。
杨维廉:但后面慢慢地发展,我待会儿会讲具体的道理,在这个过程中有很多问题,首先必须要有运载工具,能够提供这样高的速度,另外我顺便讲一下,现在有些人不太理解,这个速度属于近地点速度,和你的近地点高度有关,通常教科书上讲的一般都是按照200公里的高度,基本上打到月球的高度,至少要这个速度。
杨维廉:但我们这次飞出去的是10.6,可能有些教书的人都不知道怎么回事,因为我们做了一次,可能大家都知道,我们第一次做的是远地点的变轨,远地点加速以后,把近地点从200公里排到600公里,因为近地点提供的就是200公里,它的特点就是这样,所以在不同的高度,速度是不一样的。你不认为这里面有很多,好象觉得都是很简单的知识。
杨维廉:我现在讲的,首先最早的是一种转移的,按照现在的讲法,我们的长三甲是很成熟的,但长三甲要把我们的卫星打上去是不可能的,必须按照我们自己的来做。别人也做调相,但这和我们不一样,像日本最近的“月亮女神”也是这样的调相,原理上没有什么不同,但很多人可能不知道,我们做的非常重要的事情是我们卫星要提供这种。
杨维廉:举例来讲,日本的“月亮女神”运载实际已经可以达到月亮上去,但它不这样做,很重要的一个原因是通过在这之前进行绕,地面可以很精确地测出轨道,测出轨道来只要做很小的加速就能到月球,很小的加速要求就不是很高了,因为相对的误差,比如只要10米每秒的速度,那误差就是0.1米,所以它完全是为了控制精度和测量精度。
主持人:它就是为了控制而做的调相?
杨维廉:这个调相本身并没有什么,有些人觉得这没什么,调相没有什么抄袭不抄袭的问题,美国最早的也是这样一种做法,当然我们也是采取调相,但调相的轨道是不一样的。
杨维廉:首先我们要通过调相来分担运载的压力,我们自己卫星的压力很大的,我简单来讲,像日本只需要50米每秒的增量就够了,我们现在差不多要500米每秒。所以这样我们就不能直接去打了,比如有些人提出来你怎么绕三圈?我们不断地加速,因为一次加速,需要很长的工作(?)段,所以对工程不了解的人以为是很简单的事,里面需要一个合理分配(?)的工作。为什么要24小时加速、48小时加速,因为要减轻压力,这个发射如果我们自己的卫星不采取这种办法,运载当然也是可以的,但要改变它的弹道,我们又增加了可靠性。
杨维廉:这个特点决定了我们中间要用24小时的,因为你知道24小时绕地球转一圈,我们这次是转三圈,如果25号发射我们转两圈就够了,但飞到月球的时候都是同一个时间。
主持人:所以轨道设计的时候,这三天轨道设计出就是给地面留出的余量?
杨维廉:我们担的就是一个重担子。因为我也知道,那样一种变动很复杂的,比如现在我们有测量船,测量船可以做好准备。还有我这个24、48的轨道,你可能知道,我们基本上都是几次近地点的加速,近地点的加速很有效,但加速时我们要监控,监控就要有测量的东西,恰恰我们监控,在海上,这样我就要尽可能保证这几次加速基本在同一个地方,你可以理解,我转一圈又回到这里,这是一个很重要的过程。
杨维廉:所以从一系列的考虑,不是简单地解算一个东西,当然解算是个基础,用到工程设计里有很多复杂的东西,很多关系,从这个意义上说这个设计并不是我一个人的,因为我也和他们协调,但归回来以后还是要我一个人,搞轨道的人来解决,协调过程中,包括什么样的误差、什么样的精度我们都要了解的,根据这个来设计合理的方案。
杨维廉:第二我再补充,九十年代欧洲伊莎(音)曾经想到过这个方案,但这是打通讯卫星的,它有富余的燃料,想到是不是充分利用它,所以想到了第二种,和以前不一样,以前是在圆的轨道上进行,现在当你飞当地球同步,三万六,卫星接着再干,你的负担救轻了。这也是提出一种想法,分三段来实现,但后来它没有实现,真正实现这样一种新的做法,是我们。
主持人:(鼓掌)
四、100公里与200公里之分,为测控留余量
主持人:您说的这段话非常让人提气,您所做的工作让我们非常自豪,不行,还是得继续问您,网友的问题,进入月球轨道以后,月球的转动不是正圆,在这块设计有没有遇到难度?
杨维廉:从理论的角度,我们念数学的人抽象思想能力很强,这从理论上是很难的事儿,但具体做法要了解它的特性,月球引力场比较复杂,我顺便讲一下月球卫星轨道和地球卫星轨道不一样的地方,地球相对来说,大家知道地球不是圆的,是一个扁球,但月球就更复杂了,由于复杂,它的引力场也很复杂,所以月球有一个很奇怪的地方,大家可能不了解,因为我们在地球上,卫星要低了,有大气阻力,摩擦了以后就掉下来。
杨维廉:很高了以后就跑了。月球如果放低一点的话,没有大气,应该说能量是不消耗的,但它的轨道居然也会出现到一定时候掉下来,为什么?就是它本身特殊的引力场,它的轨道慢慢慢慢变得很椭,近月点的高度就低了,这也是所谓的寿命,但这跟地球的寿命不一样。
杨维廉:当时我为了安全期间我选择200公里,根据我的分析,即便我们的控制系统出现了问题,我们仍然掉不下来。如果选择以前的100公里,当然不是设计上的问题,是我们考虑安全上的问题。
主持人:很多网友考虑,200公里比100公里差点,是不是能力达不到?
杨维廉:100公里和200公里的设计没什么难的,为什么这样?当时虽然我们理论上知道,但考虑到第一次,一定要绝对安全,所以说设计低了,同时我们当时对测控的精度没有把握,你设计得再好测不准,误报了地方,控也控不准,搞不好就掉月球上了,这个可能性是存在的,我绝对有把握,现在让我设计100公里绝对没问题,更低我都不怕。虽然理论上知道,但没有把握,做这个冒险是没有必要的。
杨维廉:所以工程设计里又有很多误差估计的问题,管理论上是很简单的算,但还有误差,要考虑各种可能的误差,这种误差会带来什么影响。以前也提到这个问题,200公里的设计很重要是出于安全的考虑,因为我们对误差不太清楚,比如这次的中途修正,原来预计三次,现在只做了一次,现在我们对测控非常有把握,原来没有这么大把握,那你怎么考虑问题?不能冒险,宁愿在这个基础上稳妥一点,没有水平高不高的问题。
主持人:节省两次轨道变轨是不是也是您的功劳?
杨维廉:这个应该说是这样,这应该是测控的功劳,因为我们设计轨道是这样,原来考虑到误差很多,比如飞出去17个小时的时候就做,到达月球前24小时在做,这两次修正是必须的,可能不达到它就过去了。
杨维廉:曾经考虑第三次修正是41小时的时候,那是考虑到第一次修正后的结果,如果预报到月球跟前问题不大就不补中间的,中间这个是侯选的。后来我们第一次之后发现非常空,不需要空多少。
杨维廉:还将一个关于发射窗口的问题,可能你知道,现在是零窗口,原来我们是按照35分钟窗口去设计的,如果真正35分钟设计,我中途修正的任务是非常重的,等于这条轨道原来设计偏差非常大,这样就要去矫正它。现在我听到了零窗口非常高兴,这样我中途修正就非常简单了。
杨维廉:我们很慎重的,这次不修正不是简单的谁说了算的,我们很慎重说,第一次不需要,当然我心里有底,所以我们就决定第一次不修正了。
杨维廉:最后两次怎么修正有两种不同的看法,有的说最后一次修正,后来经过大家讨论,还是在中间这个去修正,最后只需要修正4.8每秒,非常小的修正,但这个必须修正,不修正到月球那儿就差很多了,这个修正以后,我们推算到月球的误差那就非常小了。所以现在近月点我们只调整了很小一点,基本没调,因为从预测可以算得比较准的。
杨维廉:所以这不是我设计的功劳,是测控的功劳。
