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目标星辰大海！航天女总指挥张玉花带我们重返太空丨WeMeet

大学作者：西湖大学 2021-06-24 17:31:22

“航天人，我们把星空作为我们的探测点，所以我想讲的是‘星辰大海’的故事。”

站在西湖大学WeMeet的讲台上，中国航天科技集团八院科技委常委、天问一号探测器副总指挥、探月工程三期探测器系统副总指挥张玉花如是说。

载人航天、探月工程、火星探测，张玉花参与了中国航天的三大工程，并且作为上海航天首位女性总指挥，先后将“玉兔一号”（嫦娥三号月球车）、“玉兔二号”（嫦娥四号任务月球车）送上月球，被大家昵称为“玉兔妈妈”。

人类对太空探索一直怀有极大的热忱，我们对星辰大海的故事也总是抱着无尽的好奇。

这一次，就请“玉兔妈妈”带着我们一起“返程”，再探宇宙星河背后的故事。

模拟月球行走：吉林火山岩有妙用

加入探月工程后，张玉花所在的团队接到的第一个任务就是“嫦娥三号”，目标为着陆并巡视月球、在月面过夜，对着陆地区进行详细资源勘探。“嫦娥三号”2008年立项，2013年发射，整整六年间，张玉花与团队一起，在发动机、导航控制、着陆缓冲、月面移动、月面生存等方面，攻克了很多技术难关。

比如，为了最真实地模拟外场实验，他们在敦煌一处雅丹地貌区建了一个室外场，“我们认为那个地方地形比较像月球，所以经常在那儿模拟各种行走实验。”

要模仿月球表面的环境，绕不开月尘，即月球表面覆盖的尘土，是月岩受阳光温度风化后的结果。它呈圆珠状，但有棱角，会对探测器造成严重磨损；直径也非常细，约10微米到40微米，这个体积直接可以往人类毛孔里钻。

如何在地球上找到类似物质，模拟在月球上走路？经过研究，张玉花他们发现吉林的火山岩跟月尘成分最接近。于是吉林火山带的108吨火山石，在当地粉碎后，就成为他们实验环境中的“月尘”。

这些被粉碎的火山石非常微小，一开空调就会扬起来，所以夏天做实验室时，他们不仅不能开空调，并且因为防护需要，还要穿上雨鞋、穿着雨披、戴着矿工的围帽进实验室操作，非常辛苦。

登陆月球：“玉兔”为什么走得这么慢？

“玉兔二号”登陆月球已经29个月了，到现在行走里程累计700多米。很多人好奇，为什么它的速度比想象的还要慢？火星车的行进速度和它相比，会更快，还是差不多？

“其实月球车里程少，不是因为（行走）速度慢”，张玉花解释说，“按设计，月球车走一步花7个小时，它要先看看天，再看看地，接着看看脚下，看完了再把图片通过中继星传到地球。我们再进行数据判断、规划路线。”

所以，这7个小时里，其实用来走路的时间只有2分钟。“而且它不是一直走，比如我们在边上发现有一块石头、有一个坑，是科学家感兴趣的，那它就停留在这儿打转，不停地探测。”

对比玉兔，火星车虽然现在设计的速度基本上和月球一样，它可能会走得更慢。为什么呢？“因为火星车离地球太远了，它拍的图片要通过环绕器中继到地球。但是如果路途平坦，多走一点也有可能。因为目前给了它规划三个月巡视的时间，后面我们环绕器要进行调整轨道，要进行全火星资源和环境探测，可能得抓紧时间。”

“玉兔”取样：为什么比预计的少？

“嫦娥五号”，是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年11月24日，它准时发射升空进入预定轨道；12月17日凌晨，返回器携带重1731克的月球样品着陆地球。

“嫦娥五号”在月球表面上停留了48小时，取样是它此行的“唯一目标”。张玉花说，这个任务完成得并非毫无障碍。首先进行的是采样钻头钻取。原计划是钻取2米，但是当达到0.96米时，发现遇到了很厚的岩石，无法再下探。面对不可控因素，团队决定结束钻取，以防损失已得的样品部分。随后，他们用机械臂，对月球表面进行表取，由于钻取比预想少，因此表取必须多采样，于是一共进行了12次。这样，才有了最终返回到地球的1731克“月球”。

这样的不可控因素在月球上不少见，每一步都需要精准的判断。比如中国首辆月球车“玉兔一号”，就曾经发生过一次牵动人心的故障——在第二个月中末期，它突然不能继续运动了。“当时是我国第一次进行月球地面遥操作，经验不足。”搞清楚原因后，张玉花他们在“玉兔二号”上完美解决了这个问题。

遭遇挫折：你怎么走过艰难岁月？

从神舟飞船到探月工程，再到“天问一号”火星探测，32年的航天之旅，每一步都是对人类认知极限的挑战。西湖师生追问张玉花，有没有遇到过重大挫折？怎么走过那段艰难的岁月？

张玉花笑着说，这个问题其实有很多人问过。

“我碰到过很多困难，要么是技术方案困惑，要么是产品发生问题。比如玉兔发生问题时，我在北京，要抢救，非常紧张。当时人家说，花总（同事对张玉花的昵称），你怎么讲不出话了。其实我并没有感冒、没有生病，但就是讲不出话，压力非常大。”

“还有一次，载人项目中我们一个设备在真空罐里做实验，结果坏了。航天是个系统工程，当时可能有上百家单位在等着我解决这个问题。怎么样疏解这种压力？我天生是比较乐观的，当一个东西想了5分钟也想不清楚的时候，我就觉得自己应该先放一放，先去想一点别的。比如喝杯茶，听一点音乐，到路上走一走，都是释放的方式。”

张玉花还有一段不为人知的经历，她2009年学了心理学，有国家二级心理咨询师证。“心理咨询师最大的优点就是能与自己对话，我有时候就会思考，自己这么想、这么做是不是钻牛角尖了，站在别人立场上会是什么样。这样很快能够缓解压力。”

同是科研人，同在未知的路上摸索前行，张玉花对西湖师生陷于困境的那种茫然、挫败和焦躁，了然于心。她鼓励大家说，“当你认为自己选的事情是对的时候，我觉得就可以克服一切困难。办法总比困难多，就像我们去月球，那些实验设施从来无处借鉴，也是一点一点琢磨，一步步去解决的。如果一点困难都没有，那回首看你走过的路，你就不会觉得有那么美的风景。”

“所以，如果你确定这件事情是对的、是你喜欢的，是对这个国家，甚至对人类都是有意义的，那你就要相信自己，一定能想到办法去解决困难！”