科技日報記者 付毅飛
記者從國家航天局獲悉，英國《自然》雜誌12月15日公佈了影響2021年科學事件的十位人物評選結果，我國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋入選，成為今年該榜單上唯一的中國人。
《自然》年度十大人物榜單旨在選出十位在這一年重大科學事件中佔有一席之地的人物。《自然》雜誌特寫部主編理查德·蒙納斯特斯基（Rich Monastersky）表示：“從追蹤危險的新冠變異株到證明氣候變化在極端天氣中的作用，再到將探測器送上火星，本年度《自然》十大人物聚焦身處重要科學事件中心的個人，這些科學事件對全球產生了深遠的影響。”
主辦方表示，今年的重大科學事件還包括中國成為了第二個讓火星車成功著陸火星的國家，這也是中國國家航天局和火星探測任務總設計師張榮橋交出的完美答卷。
張榮橋 圖源：新華社
近日，《自然》雜誌對張榮橋進行了專訪。面對“為什麼要一次實現繞、著、巡”“祝融號面臨的最大挑戰”“你的下一步計劃”等問題，張榮橋一一作答。談及任務成功時的感受，張榮橋回憶說：“不能自已，流下淚水，有甜有鹹。”
採訪實錄如下：
問：作為火星任務的總設計師，你的具體角色和職責是什麼?你管理的團隊有多大?
答：我們的火星探測工程包含了工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控和地面應用等五大系統。工程總設計師系統還包括副總設計師、應用科學首席科學家和各系統總設計師。工程圓滿成功是上千家研製單位和數萬名科技工作者共同努力取得的。
我作為工程總設計師，一是要負責工程研製、發射和飛行控制的技術工作。在任務實施前組織完成任務實施方案的論證工作和立項，策劃整個工程的實施流程和細節，組織關鍵技術攻關，開展總體方案設計與驗證，組織完成各大系統之間的技術介面設計。在任務實施的關鍵節點與技術問題上做決策，保證任務按計劃如期實施發射。在探測器飛行過程中要時刻掌握探測器執行狀態，組織相關人員及時處理緊急情況，確保探測器執行狀態良好，使我們的火星車能最終成功著陸火星表面，完成工程目標。二是負責科學研究的組織工作，組織國內外行星領域科學家進行學術研討，針對任務的科學目標和工程情況，開展學術交流，使科學家們能深入瞭解探測器配置的科學載荷情況，為能夠儘早使用科學資料開展科學研究工作做好準備，爭取早出成果、多出成果、出好成果。
問：你是如何平衡任務的工程和科學目標，並在面對工程挑戰時確保科學任務的優先?
答：火星探測任務是以科學目標為指引，推動科學研究的發展。火星探測任務難度較大，特別是著陸巡視任務的成功率不足50%，中國第一次開展火星探測任務面臨著巨大的挑戰。即便面對這樣的挑戰，我們在任務開展論證和策劃實施時，就將科學目標放在首位。在飛行軌道設計、科學載荷的重量與功耗資源分配、載荷定標與地面試驗驗證、通訊能力等方面進行反覆迭代和最佳化，確保探測資料型別豐富、質量高。
問：為什麼你們決定要透過一次任務實現環繞、著陸和巡視？
答：我們深知火星探測任務技術難度高、風險大。中國在行星探測和行星科學領域起步相對較晚，與國際先進技術相比存在較大差距，同時中國已經成功實現了載人航天和探月工程，為火星探測奠定了較好的技術和能力基礎，綜合考慮中國目前的航天技術水平和中國科學家對火星科學研究的迫切需求，我們認為透過努力一次任務實現對火星“繞、著、巡”風險可控。
問：你們在整個任務中面對的最大挑戰是什麼，你們的團隊是如何克服這些困難的？
答：去火星我們面臨的挑戰是巨大的。一是在技術方面，比如面對火星如此陌生的複雜環境，我們的認知甚少，對它的表面形貌、氣象條件、空間環境等方面都存在著許多未知，甚至是我們還可能不知道有哪些是我們不知道的東西。為使我們的探測器能儘量適應未知環境，在方案設計之初就做了全面詳實的任務實施計劃，對探測器進行了針對性的設計，並開展大量地面試驗驗證工作。我們採用了六輪獨立驅動的主動懸架結構系統，使火星車能夠實現蟹行、蠕動等多種運動形態，以滿足火星車能夠在面對火星表面複雜地理環境的情況下，依然能夠行駛並開展科學探測活動。針對火星大氣稀薄且具有不確定性，我們研發了可展開配平翼變氣動外形的氣動減速技術，使著陸巡視器在降落過程中保持姿態穩定，確保火星車平穩著陸。
另一方面是研製計劃的保證，每26個月一次的發射視窗是極為珍貴的，一旦任務未按期發射，就要再等上26個月。而突如其來的新冠疫情給任務實施帶來極大衝擊。我們的工程研製人員面對疫情帶來的嚴重困難，勇於擔當，在中國各級政府和有關單位大力協同、周密安排、密切配合之下，克服疫情對任務實施的不利影響，實現按計劃準時成功發射。
問：你們這次的任務有沒有哪些地方還未做到盡善盡美？有沒有什麼經驗教訓？
答：從工程總體情況看，我們已經圓滿完成了“繞、著、巡”的既定任務目標，探測器在軌執行狀態良好，配置的13臺科學載荷已全部開機開展科學探測活動，為科學家們提供豐富的高質量科學探測資料。但這次任務畢竟是中國第一次去火星，所以不能說做到了盡善盡美。我們一直在反思，找一找與國際先進技術的差距，看一看在任務實施過程中還存在哪些問題，不斷地進行總結。
問：當你得知祝融成功登陸火星的訊息時，你非常激動，那一天對你來說是什麼感覺，在那一刻你在想什麼?
答：我在現場第一時間看到著陸成功的遙測資訊時，我的內心百感交集。我們“十年磨一劍”終嘗所願的欣喜，對工程研製對於不懈奮鬥的感動，對各方力量鼎力支援的感激，一時湧上心頭，不能自已，流下淚水，有甜有鹹。
問：“天問一號”和“祝融號”任務的成功如何改變了中國的空間科學事業?它對中國的行星科學界做出了什麼貢獻？
答：我們的“天問一號”和“祝融號”的成功，將會極大推動中國空間科學，特別是行星科學研究的發展。我們的任務可以獲得包括火星地形地貌、表面物質成分、地下結構、磁場、氣象和空間環境在內的多元素第一手火星科學資料，滿足行星科學家對科學資料的需求，為行星科學研究提供了基本保障，為多出成果、出好成果奠定基礎。認知宇宙奧秘是我們人類的事業，“天問一號”為人類認知火星提供新的機遇。中國國家航天局一直積極推動國際交流與合作，為國外科學家參加“天問一號”任務的科學研究提供機會，我們熱忱歡迎國外同行與我們一起開展合作研究。
問：到目前為止，決定“祝融號”成功登陸火星的關鍵因素是什麼?“祝融號”目前的目標是什麼?面臨的最大挑戰是什麼?
答：成功登陸火星是多因素共同作用的結果，其中最關鍵的因素是我們的裝置可靠、方案可行。在研製過程中，我們保證探測器裝置的完備性與質量的可靠性，從產品原材料選取、各個生產環節、產品出廠檢查等方面制定了一系列嚴格的質量標準，研製過程中不放鬆任何環節、不錯過任何細節。結合現有能力與技術水平，設計了合理可行的任務實施方案，並根據實際情況進行最佳化設計和反覆迭代，為任務成功夯實基礎。
“祝融號”已完成90個火星日（約92個地球日）的既定探測任務，目前各項狀態正常，並繼續向烏托邦平原南部的疑似古海洋與陸地交界地帶行駛，開展科學探測，探尋揭開火星起源與演化之謎的線索。
隨著時間的累積，“祝融號”將會面臨巨大的能源問題，火星表面的沙塵天氣也會對“祝融號”的能源獲取產生較大影響。
問：你認為10年後中國的航天事業會發展到什麼程度?你的下一步計劃是什麼?
答：“天問一號”任務是中國開展行星探測的第一步，後續還將擇機開展小行星探測、火星取樣返回和木星系與行星際穿越探測等任務。從1970年東方紅1號衛星成功發射，再到載人航天、探月工程、北斗導航和火星探測的圓滿成功，中國用52年的時間完成了一項又一項具有里程碑意義的成就，集中體現了中國航天技術水平穩步提升。中國的航天技術發展也為空間科學研究的進一步深入開展奠定基礎。今後將會以滿足科學研究目標和人類文明發展需要作為出發點，開展更多的深空探測活動，為人類進一步認知宇宙貢獻中國力量。
人物簡介
張榮橋，研究員，現任中國首次火星探測任務（天問一號）工程總設計師，中國科協第十屆常委。西安電子科技大學電磁場與微波技術專業學士、中國空間技術研究院空間電磁場專業碩士研究生。
1990年參加工作，歷任中國航天科技集團五院503所副所長、所長，國防科工委月球探測工程中心總工程師、副主任，探月工程副總設計師，深空探測論證工程總設計師，高解析度對地觀測系統重大專項（民用）總設計師。組織完成探月工程二期、首次火星探測任務方案實施、行星探測重大工程實施方案的論證。作為我國首次火星探測任務工程總設計師，組織完成了天問一號任務，取得“一次任務實現火星環繞、著陸、巡視”圓滿成功。先後獲國家科技進步特等獎，國防科學技術進步特等獎、二等獎。
編輯：張爽
稽核：嶽靚
