对嫦娥三号任务成败的基本评价

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/23 17:36:14
  近日有两条消息:一是兔子再次被成功唤醒,但局部故障仍未排除。另则是三院院长魏毅寅透露,兔子三个月的设计寿命将至,但仍将带病超期服役。综合来看,整个嫦娥三号项目任务的情况就是这样了,今后已无多少悬念。史上很少有项目像嫦娥三号这样富有戏剧性,使国人经历惊喜与担忧交集的感情波动,包括外媒也有各种羡慕妒嫉恨甚至后来不无嘲讽之音。媒体特别是网络媒体,总是喜欢聚焦炒作于最戏剧性的局部。那么,如何才能全面公正地评价此次项目的成果,我谨在此谈点个人看法。

  一、嫦娥三号项目虽未达到最理想或者说最运气的结果,但总体上基本成功,而且是巨大的成功!

  (一)再次验证了船箭结合技术及奔月轨道设计及配套测控等技术的可靠性。这是嫦娥前三船已突破的技术,此次只是再次验证其可靠性之高,在此就不多说了。

  (二)首次突破了软着月的关键技术。落月轨道设计得很科学,特别是悬停测绘后自主寻找落月点以及着月前瞬时关闭反推火箭的技术相当先进,而且我们从实况转播都看到了,执行得非常漂亮果断,落月姿态良好而未发生任何意外,而且非常干净利索。土共的飞控技术尤其是矢量推力控制技术真不是吹的,嫦娥JJ的轻功真令人叹为观止!

  (三)首次突破了释放月面探测器并实现月面行走。也许这在地面是项小儿科的技术,但因为嫦娥和玉兔的重要需要极限控制,所以一切机电部分都是按克计算的最轻量方案,打不了多少冗余,能够完成如此复杂的动作,实属不易,堪称标志性的进步。

  (四)首次验证了休眠渡过月夜方案的可行性及可靠性。这是除落月及行走之外第三个令人提心吊胆的风险环节。毕竟那么多机电设备要经受零下180度的超低温度考验(顺便一提,低到无可再低的绝对温度也不过摄氏零下273.16度),而且每次都是长达十几天的漫漫长夜,这让你很难全靠加温等耗能方式续命,保温环节也不能出现失误。但事实上,小兔子在没盖好被子(收回帆板盖在上面)的不理想状态下冬眠,居然每次都安然醒来,真TMD是创造了生命奇迹的坚强兔啊!不是设备耐寒冗余大,就是那个放射性同位素加热装置太好使了。反正对这个结果,我只能用惊喜来形容。

  (五)各类传感器工作正常并传回大量宝贵探测数据。包括着月器上近紫外望远镜的巡天观测、极紫外相机对地球等离子层的长期观测、玉兔上测月雷达对月面下30米月壤及数百米月壳结构的探测,不仅取得成功,而且这三项个个都是国内重大突破,也是国际首创。至于兔子和嫦娥JJ互拍这种媒体热衷的戏剧性场面,我就不说了。

  不要总说美国人多少年前就实现过登月,俄国人多少年前也派过登月车。嫦娥三号凭借后发优势,采用了许多美俄都没有使用过的先进技术,也取得了一些他们没取得过的成果,因此不得简单说这都是人家几十年前干剩下的事。虽然我们在此方面还与他们有差距,但进步巨大,甚至局部有创新。你现在让美俄重复下嫦娥三号成果,对他们也是具有一定挑战性的工作。


  二、如何看待嫦娥三号的美中不足

  唯一的美中不足,是兔子上部分运动机构后来出了点故障,转不了也走不动了,并且最终也未能通过远程测控的软件办法来解决掉。我估计还是受月尘干扰的可能性最大。月面上通常覆盖有数米至数十米厚的月尘,这东东很细很轻很硬而且还导电,无论是落月时的反推火箭冲击(虽然提前关机了,但总还有些冲击,正如我们在实况中所看到的那样)、着陆的撞击以及兔子的月面行走,都不可避免地会激起一些月尘,并且在月球的低重力环境下不像地球上那么容易尘埃落定。特别是后来兔子就地刨坑的动作,恐怕增加了月尘进入机电装置的可能性,而这东东进多了,可能会使机械部分卡死,或者使电路板短路。我记得苏联有个探月车就是因为不小心卷起月尘遮盖住太阳帆板,造成掉电而挂掉了。而且最讨厌的是,月尘这东东很难去除,你即使设计个自动刷,月尘也会在扫掉时划伤硅板。

  聊以自慰的是,兔子的这种故障最终还是出在了月球特殊环境造成的意外风险上,这是我们在地球上只能尽可能预测而无法完全模拟测试的风险。如果是地球上本应测试出的简单问题,那出了毛病只可能怪自己工作不到位,还好这次不是。没有任何人仅靠想像就穷尽航天领域的未知风险。表告诉我人类航天包括探月多少年了,即使对美俄而言也依然存在巨大不可测风险,更何况他们已知的技术know-how,不可能白送给你这个追赶者。核心的航天技术只可能靠自己一点点去探索,包括付出成本和代价。所以,我认为这一美中不足是可以理解和宽容的正常情况,次次成功次次完美才是不可思议的意外。

  如果有人还在为小兔子落下残疾耿耿于怀,觉得接受不了不完美的现实,那我只能说他的小神经太脆弱了,不配作个大国公民。如果还进一步指责我们的科技人员工作失误,那我只能说他从没有过干任何正经事的经验,因此极大地低估了从事这种大型科技工程的难度和复杂性。目前人类探月项目的失败率只有一半,这还是仅指彻底失败而不包括嫦娥三号这种基本成功例子的情况。迄今为止,中国的航天工程已经够幸运的了,但我希望此前科技人员通过巨大而艰辛努力而取得的成就率,不要成为看热闹的网民们过高而不切实际的期望值。其实我觉得这结果也挺好,甚至更好,让大家懂得航天工程多么不容易,以便以更平和的心态来看待和支持我们的航天事业。


  三、对嫦娥三号之后的期待

  之前,我看到过两种版本的说法,一是说嫦娥四号还是嫦娥三号的备份星,计划的任务大同小异,主要是验证着月和巡月技术的可靠性,顶多略作改进;另种说法是嫦娥之父叶培建院士去年底披露的,说是嫦四可能不落月,只绕月后返回,即验证返回及回收技术,到嫦五才是全套的着月探测和返回地球。按我的理解,这两种可能性目前都不能排除,应该尚在未定之天。而最终如何拍板,当然是跟嫦娥三号的实际表现密不可分的。也就是说,如果嫦三失败,那没什么废话,嫦四一定会重复嫦三的任务,完成其未竟的事业,只落不回。而如果嫦三大获全胜,被证明技术过关,那就有可能只绕返回,直接为下步嫦五的技术预作准备。两者必居其一,绝无可能出现落月再返回的情况,因为那个嫦五的重量会极大增加,必得长五火箭才能打得上去,这在近年尚无可能实现。那么,面对现在这种基本成功而略不完美的情况,上头又会如何决策呢?

  我当然希望是后者,也认为应该是后种方案为佳。因为如果是月面软着陆和巡月等环节出了问题,那肯定得重头再来,因为那是未来嫦五全套技术中必不可少的环节。好还只是行走机构最后出了点小麻烦,这个肯定不会影响嫦四的绕月返回任务,而直到嫦五恐怕也主要以验证落月返回的航天技术为主,而月上探测只是搂草打兔子顺手的事,后者并非重点。更何况,从现在到嫦五,还有五六年时间可以慢慢琢磨改进。再更何况,嫦五会用到大推力的长五火箭,对飞船和月球车的重量控制未必需要像现在这么轻巧或者说脆弱,可以加大安全冗余就是了,包括增加系统的密封性、增加热源、把机械部分做得更结实等等。

  当然也不能排除前一种可能性噢,但我觉得那有点政治决策的味道。也即舆论上太多人指责和抱怨,上面压力大,赌口气也要让嫦四再把嫦三的任务再给观众们完美展现一遍。这个代价,不是多花几个亿的事,关键是它可能会多浪费三年左右的时间。表以为这种说法可笑,现在上面受舆论特别是网络情绪影响而被迫干些明摆着不是最优化方案的事情还少吗?

  这就是我写此文的目的:如果我们广大网民能对此事有个正确、客观和冷静的认识,多些鼓励,少点苛责,就有助于上面更从容地做出最优化的决策。专业上的事,还是交给专业人士吧,我们台下叫好的不要干扰台上的演出。

  最后,向执行嫦娥三号项目的所有科技人员致敬,你们是最棒的,这次干得已经相当漂亮。特别是你们如此年轻就登上如此的高度,真让国人对中国未来的航天事业充满期许,信信杠杠D!近日有两条消息:一是兔子再次被成功唤醒,但局部故障仍未排除。另则是三院院长魏毅寅透露,兔子三个月的设计寿命将至,但仍将带病超期服役。综合来看,整个嫦娥三号项目任务的情况就是这样了,今后已无多少悬念。史上很少有项目像嫦娥三号这样富有戏剧性,使国人经历惊喜与担忧交集的感情波动,包括外媒也有各种羡慕妒嫉恨甚至后来不无嘲讽之音。媒体特别是网络媒体,总是喜欢聚焦炒作于最戏剧性的局部。那么,如何才能全面公正地评价此次项目的成果,我谨在此谈点个人看法。

  一、嫦娥三号项目虽未达到最理想或者说最运气的结果,但总体上基本成功,而且是巨大的成功!

  (一)再次验证了船箭结合技术及奔月轨道设计及配套测控等技术的可靠性。这是嫦娥前三船已突破的技术,此次只是再次验证其可靠性之高,在此就不多说了。

  (二)首次突破了软着月的关键技术。落月轨道设计得很科学,特别是悬停测绘后自主寻找落月点以及着月前瞬时关闭反推火箭的技术相当先进,而且我们从实况转播都看到了,执行得非常漂亮果断,落月姿态良好而未发生任何意外,而且非常干净利索。土共的飞控技术尤其是矢量推力控制技术真不是吹的,嫦娥JJ的轻功真令人叹为观止!

  (三)首次突破了释放月面探测器并实现月面行走。也许这在地面是项小儿科的技术,但因为嫦娥和玉兔的重要需要极限控制,所以一切机电部分都是按克计算的最轻量方案,打不了多少冗余,能够完成如此复杂的动作,实属不易,堪称标志性的进步。

  (四)首次验证了休眠渡过月夜方案的可行性及可靠性。这是除落月及行走之外第三个令人提心吊胆的风险环节。毕竟那么多机电设备要经受零下180度的超低温度考验(顺便一提,低到无可再低的绝对温度也不过摄氏零下273.16度),而且每次都是长达十几天的漫漫长夜,这让你很难全靠加温等耗能方式续命,保温环节也不能出现失误。但事实上,小兔子在没盖好被子(收回帆板盖在上面)的不理想状态下冬眠,居然每次都安然醒来,真TMD是创造了生命奇迹的坚强兔啊!不是设备耐寒冗余大,就是那个放射性同位素加热装置太好使了。反正对这个结果,我只能用惊喜来形容。

  (五)各类传感器工作正常并传回大量宝贵探测数据。包括着月器上近紫外望远镜的巡天观测、极紫外相机对地球等离子层的长期观测、玉兔上测月雷达对月面下30米月壤及数百米月壳结构的探测,不仅取得成功,而且这三项个个都是国内重大突破,也是国际首创。至于兔子和嫦娥JJ互拍这种媒体热衷的戏剧性场面,我就不说了。

  不要总说美国人多少年前就实现过登月,俄国人多少年前也派过登月车。嫦娥三号凭借后发优势,采用了许多美俄都没有使用过的先进技术,也取得了一些他们没取得过的成果,因此不得简单说这都是人家几十年前干剩下的事。虽然我们在此方面还与他们有差距,但进步巨大,甚至局部有创新。你现在让美俄重复下嫦娥三号成果,对他们也是具有一定挑战性的工作。


  二、如何看待嫦娥三号的美中不足

  唯一的美中不足,是兔子上部分运动机构后来出了点故障,转不了也走不动了,并且最终也未能通过远程测控的软件办法来解决掉。我估计还是受月尘干扰的可能性最大。月面上通常覆盖有数米至数十米厚的月尘,这东东很细很轻很硬而且还导电,无论是落月时的反推火箭冲击(虽然提前关机了,但总还有些冲击,正如我们在实况中所看到的那样)、着陆的撞击以及兔子的月面行走,都不可避免地会激起一些月尘,并且在月球的低重力环境下不像地球上那么容易尘埃落定。特别是后来兔子就地刨坑的动作,恐怕增加了月尘进入机电装置的可能性,而这东东进多了,可能会使机械部分卡死,或者使电路板短路。我记得苏联有个探月车就是因为不小心卷起月尘遮盖住太阳帆板,造成掉电而挂掉了。而且最讨厌的是,月尘这东东很难去除,你即使设计个自动刷,月尘也会在扫掉时划伤硅板。

  聊以自慰的是,兔子的这种故障最终还是出在了月球特殊环境造成的意外风险上,这是我们在地球上只能尽可能预测而无法完全模拟测试的风险。如果是地球上本应测试出的简单问题,那出了毛病只可能怪自己工作不到位,还好这次不是。没有任何人仅靠想像就穷尽航天领域的未知风险。表告诉我人类航天包括探月多少年了,即使对美俄而言也依然存在巨大不可测风险,更何况他们已知的技术know-how,不可能白送给你这个追赶者。核心的航天技术只可能靠自己一点点去探索,包括付出成本和代价。所以,我认为这一美中不足是可以理解和宽容的正常情况,次次成功次次完美才是不可思议的意外。

  如果有人还在为小兔子落下残疾耿耿于怀,觉得接受不了不完美的现实,那我只能说他的小神经太脆弱了,不配作个大国公民。如果还进一步指责我们的科技人员工作失误,那我只能说他从没有过干任何正经事的经验,因此极大地低估了从事这种大型科技工程的难度和复杂性。目前人类探月项目的失败率只有一半,这还是仅指彻底失败而不包括嫦娥三号这种基本成功例子的情况。迄今为止,中国的航天工程已经够幸运的了,但我希望此前科技人员通过巨大而艰辛努力而取得的成就率,不要成为看热闹的网民们过高而不切实际的期望值。其实我觉得这结果也挺好,甚至更好,让大家懂得航天工程多么不容易,以便以更平和的心态来看待和支持我们的航天事业。


  三、对嫦娥三号之后的期待

  之前,我看到过两种版本的说法,一是说嫦娥四号还是嫦娥三号的备份星,计划的任务大同小异,主要是验证着月和巡月技术的可靠性,顶多略作改进;另种说法是嫦娥之父叶培建院士去年底披露的,说是嫦四可能不落月,只绕月后返回,即验证返回及回收技术,到嫦五才是全套的着月探测和返回地球。按我的理解,这两种可能性目前都不能排除,应该尚在未定之天。而最终如何拍板,当然是跟嫦娥三号的实际表现密不可分的。也就是说,如果嫦三失败,那没什么废话,嫦四一定会重复嫦三的任务,完成其未竟的事业,只落不回。而如果嫦三大获全胜,被证明技术过关,那就有可能只绕返回,直接为下步嫦五的技术预作准备。两者必居其一,绝无可能出现落月再返回的情况,因为那个嫦五的重量会极大增加,必得长五火箭才能打得上去,这在近年尚无可能实现。那么,面对现在这种基本成功而略不完美的情况,上头又会如何决策呢?

  我当然希望是后者,也认为应该是后种方案为佳。因为如果是月面软着陆和巡月等环节出了问题,那肯定得重头再来,因为那是未来嫦五全套技术中必不可少的环节。好还只是行走机构最后出了点小麻烦,这个肯定不会影响嫦四的绕月返回任务,而直到嫦五恐怕也主要以验证落月返回的航天技术为主,而月上探测只是搂草打兔子顺手的事,后者并非重点。更何况,从现在到嫦五,还有五六年时间可以慢慢琢磨改进。再更何况,嫦五会用到大推力的长五火箭,对飞船和月球车的重量控制未必需要像现在这么轻巧或者说脆弱,可以加大安全冗余就是了,包括增加系统的密封性、增加热源、把机械部分做得更结实等等。

  当然也不能排除前一种可能性噢,但我觉得那有点政治决策的味道。也即舆论上太多人指责和抱怨,上面压力大,赌口气也要让嫦四再把嫦三的任务再给观众们完美展现一遍。这个代价,不是多花几个亿的事,关键是它可能会多浪费三年左右的时间。表以为这种说法可笑,现在上面受舆论特别是网络情绪影响而被迫干些明摆着不是最优化方案的事情还少吗?

  这就是我写此文的目的:如果我们广大网民能对此事有个正确、客观和冷静的认识,多些鼓励,少点苛责,就有助于上面更从容地做出最优化的决策。专业上的事,还是交给专业人士吧,我们台下叫好的不要干扰台上的演出。

  最后,向执行嫦娥三号项目的所有科技人员致敬,你们是最棒的,这次干得已经相当漂亮。特别是你们如此年轻就登上如此的高度,真让国人对中国未来的航天事业充满期许,信信杠杠D!
月球虽然重力低,但是没有空气,理论上扬尘会比地球上更快下落,特别那些细小的尘埃,在地球上可能几乎不会下落,在月球上会和铅球一样速度下落

如果真是因为尘埃出问题,那只能是设计时候对防尘的困难还准备不够。要我说可能还是为了减重把零件都设计的太精密了,结果一点尘埃就卡住
你们这只是猜测,现在只知道是驱动机构问题,但是不是月尘的原因造成的,还是未可知,耐心等待最后的分析结论吧
H7N9 发表于 2014-3-16 20:39
月球虽然重力低,但是没有空气,理论上扬尘会比地球上更快下落,特别那些细小的尘埃,在地球上可能几乎不会 ...
不过现在也不错,这样的情况还能在月夜生存,算是意外收获吧。那么下次再探测的时候可能就不用做翻板,打洞这多余和复杂得多的事情了。
LZ总体上说的都很好,但有两个地方有点瑕疵。
1、嫦娥4号和嫦娥5号验证星不是同一个,叶培建院士早就辟谣过了,他的意思是嫦娥4号任务目前还未定,明年(2014年)将发射嫦娥5号的验证星,验证星不落月,主要用于验证深空返回,采用东三平台+嫦五返回舱模块的组合,结果被无节操的记者误解成嫦娥4号不落月。
2、科工局对传媒或者网上的声音其实并不是非常关心,从几起记者造谣到专家辟谣的间隔时间,以及直接无视网上各种中伤的态度来看,科工局还是比较有务实有立场的,外界舆论对其的干扰并没有想象中的大,或者说他们是关起门来做事,根本懒得理窗外的声音。
最后对于嫦娥4号的任务猜测,估计还是要执行落月,这并不因为妥协舆论上的压力,而是因为嫦娥3号及玉兔的使用单位是国家天文台,为了补偿玉兔失效后所损失的科研任务,嫦娥4号作为备份替补继续执行落月任务就几乎是必然选项了。但嫦娥4号也不会简单重复嫦娥3号,最多玉兔2的有效载荷和玉兔相同。
H7N9 发表于 2014-3-16 20:39
月球虽然重力低,但是没有空气,理论上扬尘会比地球上更快下落,特别那些细小的尘埃,在地球上可能几乎不会 ...
月球有飘浮尘埃的,因为太阳辐射产生静电,而玉兔月球车是金属件多,正好是尘埃的吸附目标
天幻 发表于 2014-3-17 07:57
不过现在也不错,这样的情况还能在月夜生存,算是意外收获吧。那么下次再探测的时候可能就不用做翻板,打 ...
我一直不认为打洞有啥用。翻板是为了最快唤醒,还是有点用的
风不悲 发表于 2014-3-17 08:51
月球有飘浮尘埃的,因为太阳辐射产生静电,而玉兔月球车是金属件多,正好是尘埃的吸附目标
月球车不是金属轮子么,静电应该都被接地了啊
月球车不是金属轮子么,静电应该都被接地了啊
地球土壤因为含水量高才导电的,一般岩石都不导电的
同意你的分析,特别是刨坑选择过夜姿态的问题,我也认为相关部门把这个细节公布出来也是暗示出故障和刨坑有关,也许是对月面具体情况估计不足,或者对月夜担忧过重,智者千虑必有一失。
出点问题也不是坏事,正好故障预案能用的上,出故障其实能让我们得到更多的经验和教训,也是好事情。
虽然会增加重量行走机构复杂一些,我还是建议考虑新的月球车采用履带式,毕竟低温难题我们已经解决了,我相信嫦娥和玉兔可以在月球工作更长时间获得更多数据
风不悲 发表于 2014-3-17 09:48
地球土壤因为含水量高才导电的,一般岩石都不导电的
这倒是哈,忘了月球没水了

anyway,算是得了个教训吧

楼主说的嫦娥4好像不对,我记得的人家说的是可能用来探索其它东西(比如小行星),只绕不落有什么意义,不是浪费钱么?

这次玉兔除了问题,估计嫦娥4的玉兔要好好改进一下

最后,嫦娥3/4和嫦娥5不是升级关系,嫦娥5好像是不带车子的,就是原地取样返回
拜读楼主的文章。写得很不错
H7N9 发表于 2014-3-17 09:42
我一直不认为打洞有啥用。翻板是为了最快唤醒,还是有点用的
打洞是为了调整月球车的角度让它更早醒。翻版是为了保暖!
建议嫦娥四号带个钻头,换个着陆地点,取些深层样本就地分析 嫦娥五号可能不带巡视器,取样后直接返回
能落到月背最好了
一直对玉兔“刨坑休眠”的设想难以理解。因为月球上固定地点日出日落的时间是固定可一算出的,月球上有没有大气现象导致的云层雾霾,最多加上山峰的阴影的影响因素(中国也是可以预先测算的),那么玉兔的唤醒只要装个定时器就可,甚至可以直接由地面遥控“叫早”,为什么要搞得这么复杂?通常一个系统搞得太精密太复杂,其可靠性就会变差。虽然我们不能肯定玉兔瘫痪就是“刨坑越夜”方案导致的问题(嫌疑很大,因为刨坑休眠之前它走得很好,之后就瘫了),但这个的确不是一个好思路。
    其实玉兔搭跳板自行驶下嫦娥的方案也不好,太复杂笨重,不如直接用桅杆改个多用吊车把玉兔吊放到地面,简单快捷的多。
    至于嫦娥4四号,肯定还是要发射落月的,问题就是落在哪里?载荷会不会变更?我估计至少嫦娥三号上的天文望远镜和紫外探测仪可以换成别的载荷,比如月面钻机和分析仪器。因为没有必要重复送两套一样的设备上去。
H7N9 发表于 2014-3-17 09:42
我一直不认为打洞有啥用。翻板是为了最快唤醒,还是有点用的
偶也认为让兔子刨坑是败笔
好文章呀
感谢分享,顶一下
我觉得既然机械不靠谱,那就上人吧
偶也认为让兔子刨坑是败笔
是啊,也就是早或者晚几分钟醒来的事情,一定要追求个角度做什么?不知道那个砖家想出来的
对月面环境设计单位肯定充分考虑过,只是对月尘的危害性认识不足。
要加入除静电装置