$为了共同梦想而努力

    2004年，被称为绕月探测工程的开局年。这一年先后完成了发射场系统总体技术方案制订、测控系统总体设计方案制订、地面应用系统设计方案制订、卫星系统的方案设计和运载火箭系统的初步研究，并开始进行一系列关键技术攻关。

    这也是欧阳自远最为忙碌的一年，作为探月工程首席科学家，一系列关键技术攻关都需要他的参与。时间紧张，欧阳自远恨不能把自己分身成无数个，对每一个攻关项目都能够亲力亲为。常常，每个晚上只能睡三四个小时，即便这样，欧阳自远还觉得自己太浪费时间。随着一个个关键技术攻关成功，欧阳自远的头发也白得越来越多……

    2005年，是绕月探测工程的攻坚年。这一年主要以质量可靠性为中心，全面展开初样研制与试验，进行系统间接口协调和技术攻关，工程的技术风险逐渐化解，系统间接口关系得以明确，各系统技术状态得以确定。

    这又是一个让人殚精竭虑的一年，欧阳自远的身影穿梭在各个对接试验城市之间。飞机成为他休息的惯常之地。

    2006年3月24日，在北京召开绕月探测工程第三次工作会暨决战动员会上，中国绕月探测工程总指挥栾恩杰宣布：2006年是中国绕月探测工程的决战年，年内卫星、运载火箭系统要完成正样飞行产品的生产研制，发射场、测控、地面应用系统完成系统的集成、联试，具备执行任务的能力。

    6月18日，出席第四届中国·福建项目成果交易会的中国绕月探测工程副总设计师龙乐豪院士在福州表示，绕月探测工程目前进展顺利，嫦娥一号已完成方案与初样设计工作，正样正在按原计划进行研制中。计划于2007年4月底前发射，这是权威人士首次在公开场合透露卫星上天的时间。

    7月8日，国防科工委秘书长、新闻发言人黄强宣布，经中共中央、国务院批准，中国月球探测一期工程绕月探测已于2004年1月正式启动。经过几年来的精心研制，中国第一颗绕月探测卫星嫦娥一号计划于2007年内发射升空，拉开月球探测工程的大幕。

    黄强还介绍，嫦娥一号月球卫星将在进入绕月轨道后，于距地球38万千米之外的遥远太空，即相当于当年“东方红一号”地球卫星距地面数百倍的距离外，向地球传回一组优秀的中国乐曲。为此，国防科工委月球探测工程中心提出150多首建议歌曲，在全国范围内公开投票并结合专家推荐、评选，最终在10月份选定30首曲目。

    值得一说的是，在这150多首建议曲目中，自然有红色经典《义勇军进行曲》《东方红》《红旗颂》等，引人注目的却是梅兰芳的《贵妃醉酒》、黄梅戏《夫妻双双把家还》、昆曲《游园惊梦》等传统戏曲选段，富有地域特色的《青藏高原》《跑马溜溜的山上》《茉莉花》，经典流行的《祝你平安》《同一首歌》《让世界充满爱》等等民歌呵气如兰、飘荡宁馨、大气柔婉的通俗歌曲也在建议曲目之中。

    7月21日，在北京举行的第三十六届世界空间科学大会上，欧阳自远做了报告：嫦娥一号所担负的四大科学任务的卫星有效载荷均已交付，它们共7种，分别是用于月球表面三维影像探测的CCD相机和激光高度计，用于月表化学元素与物质探测的成像光谱仪和伽马／X射线谱仪，用于月壤特性探测的微波辐射计和用于地月空间环境探测的太阳高能粒子探测器和太阳风粒离子探测器。

    万事俱备，只欠东风。

    $征途绝不平坦

    在月球探测工程上，我国现有的“长征”系列运载火箭已具备了发射卫星的能力。但是，以运载能力为例，美国、日本、俄罗斯和欧洲航天局的运载火箭的运载能力都超过了我国，其中最大的推力达到了二十六七吨。而我们的火箭能够送到月球的重量，包括燃料在内，不超过4吨。要想实现载人登月，必须首先保证人能够安全返回，人才是第一位的。为了这一目标，登月时不仅要带上发射时用的东西，还要带返回时用的东西，在当今的技术条件下，这些东西加起来重量起码在30吨以上。

    虽然“长征”系列运载火箭的发射成功率超过了90％，但是该系列12种型号的运载火箭只进行了70多次的发射，平均每种运载火箭6次左右，发射次数还太少。而且，目前“长征”系列运载火箭使用的助推剂是四氧化氮和偏二甲肼，这些推进剂有一定的腐蚀性和毒性，不利于环境保护，国外现在都已经开始使用氢氧、煤油等清洁助推剂。因此，运载火箭的运载能力、可靠性和环保指标等问题，都将有可能影响到中国航天事业的国际竞争力。

    在研制卫星及卫星轨道的设计上，我国已取得了丰富的技术积累和经验。在此次嫦娥一号奔月过程中，必须进行2—3次的轨道修正，以便及时观察卫星的轨道运行情况，如有差异，就得马上修正。其中最为关键的是，当卫星进入月球引力区时，要对卫星进行适时“刹车”，由其被月球引力捕获。倘若“刹车”晚了，就得撞到月球上去，而“刹车”早了，则会飘向太空。这是一项非常核心的技术，经过反复地设计与核算，我国科学家突破了这项技术难题。

    然而，载人飞船与卫星不可同日而语。前者在功能要求、可靠性、技术等诸多方面，都与后者有着巨大的差别，我国在这方面尚无技术积累，经验亦无从谈起。像一张巨幅白纸一样摆在中国科学家和工程技术人员面前的还有，宇航员出舱技术，宇航员在月球表面暴露活动技术，指令舱与登月舱的交会对接技术，这其中也涉及方方面面的大量难题需要解决。

    此外，还有专家认为，与将卫星送上月球比起来，更困难的是精确测控技术和数据通信技术。我国现有的测控网是为地球卫星设计的，测控距离和测控精度离月球探测尤其载人登月还有很大的距离。

    飞往月球的卫星要与地面联系，并受地面控制，同时反馈信息。地球大约24小时自转一圈，同时月亮27天左右绕地球公转一周。而我国国土所覆盖的时区有限，当我国国土所在的那部分地球表面转到背向月球方向时，将无法观测到卫星。当卫星运行到月球的背面时，地面上也将无法向其发送指令，收不到它发回的信号。还有，地月间38万余千米的距离，即使是无线电波也要走1秒多钟，对卫星的测控必然会出现时间上的延迟。倘若不能保证及时有效的数据上传和下载速率，卫星即使发射成功，也极有可能传不回信息，甚至会失去控制，成为一个飘浮在太空里的废物……

    这便是让国际航天界都感到头痛的“遥测瓶颈”。

    为了打破这一瓶颈，美国人大动干戈，不计血本，在全球建了三座测控站，除了设在本土加利福尼亚州的一座，还在澳大利亚的堪培拉和西班牙的马德里各建一座，每一座相隔经度120°，以保证总有一个站能观测到卫星。此外，美国还有数座直径为70米、36米和26米的接收天线，已经具备了探测太阳系的能力。

    相比之下，在此次嫦娥一号绕月飞行中，我国已在原来用于测控地球卫星和载人航天的USB系统外，再增加了一个名为VLBI的测控系统，该系统主要由上海和乌鲁木齐25米的天线，新建的北京密云50米的天线和云南昆明40米的天线组成。后两个天线是目前我国最大的天线。即使如此，所能观测到的卫星的时间一天里大概只有6—8个小时。为了实现一天24小时观测，还得与国际上联合起来，利用别国的天线共同连接以测定其位置……

    从1969年7月16日“阿波罗11号”登上月球算起，到绝对体现了中国人迈向深太空领域并决心拥有一席之地的嫦娥一号卫星发射，已经过去了38年。

    对于国人关注的载人登月问题，欧阳自远在第三十六届世界空间科学大会上所做的报告中说——

    在今后的10年之内，世界上没有任何一个国家有能力载人登月，这就是现实……

    我们中国一次也没有上去过，哪能那么快就能载人登月？

    遑论登月，就是在探月阶段，从第一期的卫星绕月探测，到第二期的着陆器与月球车软着陆以精细地探测某一区域，中国已经落后于美国、欧洲、俄罗斯与日本。

    最近的一个例子是，2006年9月3日，经过绕月飞行2000多圈，圆满完成各项探测任务后，欧洲航天局3年前发射的月球探测器“智能一号”，以每秒2000米的速度，及与月球表面几乎平行的1°角，在月球上被称为“完美之湖”的火山岩撞击坑着陆。由于这一撞击过程与石片在水面上打水漂相似，英国《泰晤士报》评论说，这次撞击过程是人类历史上迄今最大的一次“打水漂”游戏。“智能一号”以身“殉职”的这最后一撞，为的是在月球表面“撞”出高达19千米的尘埃，以利天文学家们对月球表面物质做进一步的观测研究。

    第三期工程是用小型采样返回舱采回月球样品，这部分美国、俄罗斯亦取得相当成果，而中国要进入第三期工程并完成它，怎么样也得花上十几年的工夫。

    而且，至今，无人驾驶的探测器，已经访遍了太阳系里的主要的大行星及它们的一些卫星，还有“先锋一号”向着太阳系日球层的边缘一往无前、视死如归地飞去。除了在探月上中国人正在奋起直追外，在其他方面还都是空白。

    再有，即使在近地轨道上，在已有的800多颗正在运行的卫星里，美国就拥有400多颗，比其他国家拥有数量的总和还多。俄罗斯有80多颗，中国还不到40颗，几乎与日本相当……此外，中国还没有航天飞机，没有空间站。

    我们的欣慰应该远多于豪情，这份欣慰就是，在人类活动的领域又一次向太空拓展的节骨眼上，中国总算挤进了国际太空俱乐部。

    全体嫦娥人经过三年多的努力拼搏，各大系统产品已全部完成。发射前的各项工作和发射后的各种准备工作都已全部到位、就绪，工程已经进入了发射的倒计时。作为当代嫦娥人的一分子，欧阳自远相信，这一步已经清晰地告诉世界，中国在未来的深空探测领域，必能开创一个全新的窗口，垦活一片肥沃的土地。

    $骄傲的时刻

    2007年10月24日，世界的目光汇聚到中国。而欧阳自远的目光紧张地定格在嫦娥一号身上。那是承载了欧阳自远太多梦想、太多付出的“嫦娥”。同时，欧阳自远清楚地知道，那同样是承载了无数国人梦想和付出的“嫦娥”。

    嫦娥飞天，只有成功。

    24日18时05分，西昌卫星发射中心指挥大厅内紧张有序，各条指挥线各就各位，现场的许多人都屏住了呼吸。调度员的声音清晰有力：“10、9、8、7……3、2、1，点火！”一声令下，长征三号甲火箭托举着我国第一颗月球探测卫星——嫦娥一号在群山怀抱的西昌卫星发射中心，从整修一新的三号塔架点火发射。火箭点火时瞬间爆发的巨大声响震天动地，排山倒海，现场的所有人都被它的威力深深地慑服。发射塔下40米深的导流槽里事先注入的400吨水顷刻间化为一阵白雾。随着火箭的拔地而起，穿越四周的重重群山，穿越厚厚的云层，直刺苍穹。

    火箭点火148秒后，火箭一二级分离；第271秒，火箭二三级分离；第1249秒，火箭三级二次点火；第1373秒，火箭三级二次发动机关机；火箭点火24分钟后，星箭成功分离，长征三号甲火箭圆满完成了其历史使命。19时09分，北京航天飞行控制中心宣布，嫦娥一号卫星准确入轨，进入轨道倾角为31°、近地点高度205千米、远地点高度50900千米、周期约16小时的地球同步转移轨道。按照飞行程序，卫星依次展开太阳翼和定向天线，建立巡航飞行姿态，顺利完成发射阶段的各个动作，进入环绕地球的调相轨道段飞行。

    这是长征系列火箭的第103次飞行，也是迄今成功率百分之百的长征三号甲运载火箭的第15次发射。长征三号甲再一次用成功宣示它无愧于“金牌火箭”的光荣称号，也把中华民族的探月梦想高高托起。

    嫦娥一号卫星的发射窗口是10月24日18时05分至40分之间，火箭必须在这35分钟内发射升空，其中，18时05分又是最佳发射时机。如果发射时间推迟将导致入轨点偏差，而修正入轨偏差需要消耗卫星的推进剂。嫦娥1号卫星的发射与最佳发射时机仅仅误差4.6秒，实现了“零窗口”发射的要求，完成了工程领导要求的准时发射、准确入轨的目标，大大节省了后续轨道修正所需的燃料。这是绕月探测工程卫星、火箭、测控、发射场和地面应用五大系统精心组织、充分准备、保障到位、大力协同、共同努力的成果。

    至此，嫦娥一号卫星的发射取得了圆满成功！

    欢呼声响彻中华大地，欧阳自远的心却依然紧张地揪着。嫦娥一号进入绕月球200千米使命轨道，才标志着真正意义上的成功。而这期间的任何风吹草动，都可能伤筋动骨，甚至功败垂成。

    北京时间10月25日17时55分，嫦娥一号卫星在16小时周期的大椭圆轨道上飞行一圈半到达远地点，北京航天飞行控制中心按照预定计划，向在太空飞行的卫星发出变轨指令，对其实施第一次远地点变轨，目的是抬高卫星的运行轨道，增加卫星测控的覆盖范围。

    指令发出130秒后，卫星近地点高度由约205千米抬高到约593千米，第一次远地点变轨圆满成功。这次变轨表明，嫦娥一号卫星推进系统工作正常，也为随后进行的三次近地点变轨奠定了基础。

    10月26日17时33分，嫦娥一号卫星飞行至16小时周期轨道的近地点，地面控制人员再次发出指令，卫星上的推力为490牛顿的发动机点火，卫星飞行加速，开始实施嫦娥一号的第一次近地点变轨，也是卫星的第二次变轨。

    17时44分，在太平洋上执行任务的远望三号航天测量船根据获得的卫星跟踪测量数据，准确计算出嫦娥一号卫星的运行轨道，卫星顺利进入周期为24小时，近地点高度593千米、远地点高度71600千米的地球停泊轨道，第一次近地点变轨获得成功。

    自10月26日17时33分至29日17时，嫦娥一号卫星在周期为24小时的停泊轨道连续飞行3天。北京时间10月29日17时49分，嫦娥一号卫星飞行至周期为24小时轨道的近地点，北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星下达指令，卫星上的发动机再次点火，开始实施第二次近地点变轨。18时01分，太平洋上的远望三号航天测量船传来消息，嫦娥一号卫星顺利完成了第二次近地点加速，卫星进入了近地点高度593千米、远地点高度119800千米的大椭圆轨道。卫星绕地球一周的飞行时间由24小时变为48小时，第二次近地点变轨成功。

    10月30日17时，嫦娥一号卫星飞行至48小时轨道远地点，此时距离地球约119800千米，突破了此前由“双星计划”探测器保持的7万多千米距离的纪录，开创了我国最远航天测控的新纪录。

    10月31日17时15分，地面控制人员发出卫星遥控指令，嫦娥一号卫星上的推力为490牛顿的发动机再次点火，卫星开始加速飞行，784秒后发动机正常关机，卫星的飞行速度由星箭分离时的10.33千米/秒提高到10.58千米/秒。这次加速的目的是将卫星送入近地点600多千米、远地点40多万千米的奔向月球的轨道。

    根据变轨后的地面测量数据，嫦娥一号卫星按预定的时间、位置、速度成功进入了近地点614千米、远地点41万千米的地月转移轨道。“嫦娥”在恋恋不舍地绕地球“三回首”（一次远地点变轨和两次近地点变轨）之后，终于踏上了奔月的漫漫旅途。从10月31日开始，嫦娥一号将逐步脱离地球的引力，奔向月球。嫦娥一号与欧阳自远的距离越来越远，他的心却时刻将她牵挂，欧阳自远从心底祝福她一路走好。

    按照最初的设计，嫦娥一号卫星在奔向月球的旅途中将进行三次轨道修正，让她沿着正确的道路奔向月球。11月1日，鉴于卫星的飞行路线非常准确，负责嫦娥一号卫星飞行控制的专家组经过集体讨论，决定取消原定于当天实施的轨道中途修正计划。

    11月2日上午10时25分，嫦娥一号卫星上的两台小型推力器（推力为10牛顿）点火，对卫星的奔月轨道进行轻微地修正，目的是消除由于发射窗口延后、卫星入轨偏差、第一次远地点变轨和三次近地点变轨实施过程中的轨道误差。根据轨道修正后的地面测量数据，第一次中途修正实现了预期目的，鉴于这次轨道调整非常成功，飞行控制专家组决定再次取消原计划11月4日上午11时进行的轨道中途修正计划。

    11月5日上午11时，嫦娥一号卫星已经飞行到距离地球39万千米的位置。11时15分，地面控制人员发出遥控指令，卫星上推力为490牛顿的发动机点火，与前几次发动机点火都是为了使卫星飞行加速不同的是，这次发动机推力的方向与卫星的飞行方向正好相反，点火的目的是为了使卫星飞行减速，被月球捕获。11时25分，卫星距离月球表面最近的距离只有211千米。11时41分，嫦娥一号卫星被月球“成功捕获”，恢复巡航姿态，进入近月点为211千米，远月点为8500千米的绕月轨道，绕月球运行一周的时间为12小时。这一刻，嫦娥一号卫星终于成为一颗真正的绕月卫星，中国人第一次拥有了月球卫星；这一刻，嫦娥一号的全体研制人员为之奋斗了四年多；这一刻，指挥大厅爆发出一阵热烈的掌声，闪光灯和摄像机镜头对准了参与探月工程的科技人员。

    当指挥大厅里宣布嫦娥一号卫星被月球成功捕获，终于成为一颗真正的绕月卫星时，欧阳自远热泪流淌。想起人类的探月历史上有太多的月球探测器没有被月球捕获而失败，我们终于成功跨越了这个难关。他看到总设计师孙家栋热泪盈眶，跑过去相互紧紧拥抱，两位老人抱头痛哭！这是冲破千难万险成功的眼泪！这是喜悦自豪的眼泪！这是深情感恩的眼泪！当中央电视台的摄像机对准欧阳自远，希望他谈谈现在的心情，欧阳自远激动的眼泪流淌着，用他沙哑的嗓子自言自语地说：“绕起来了！绕起来了！绕起来了！”这是欧阳自远的真情，也是“嫦娥一号”的心情，好像是嫦娥一号在向世人宣告她“绕起来了！”

    当天，胡锦涛总书记和温家宝总理给全体参与探月工程的科技人员发来了贺电。胡锦涛总书记在贺电中写道：“欣闻‘嫦娥一号’第一次近月制动取得圆满成功，卫星已进入环月轨道，我谨向参与‘嫦娥一号’研制、指挥、测控和保障的全体同志表示热烈祝贺和亲切慰问！望再接再厉，夺取绕月探测的新胜利。”温家宝总理在贺电中写道：“欣悉‘嫦娥一号’绕月探测卫星成功实现近月制动，进入绕月轨道，我谨向参与工程的全体同志表示热烈的祝贺和亲切的慰问！希望同志们继续按照高标准、高质量、高效率的要求，一丝不苟，精益求精，大力协同，扎实工作，确保绕月探测工程取得圆满成功！”

    11月7日11时21分，嫦娥一号卫星在环绕月球的12小时轨道上运行两圈，在第三圈开始的时候，卫星上推力为490牛顿的发动机点火，卫星开始进行第二次近月制动，与第一次近月制动相同，发动机推力的方向与卫星的飞行方向相反，目的是为了使卫星飞行减速，将卫星绕月球的运行周期由12小时缩短为3.5小时。

    根据第二次近月制动后的地面测量数据，嫦娥一号卫星成功进入了近月点213千米、远月点1700多千米，绕月球运行一圈的时间为3.5小时的环月轨道。

    11月7日8时24分，嫦娥一号卫星在3.5小时周期的绕月球轨道上已经运行了6圈，卫星上推力为490牛顿的发动机点火，卫星开始进行第三次近月制动，同样是为了使卫星飞行减速，将卫星绕月球的运行周期由3.5小时进一步缩短为127分钟（2.12小时），进入嫦娥一号卫星开展科学探测的工作轨道。

    嫦娥一号卫星从发射升空到准确进入环月工作轨道，一共经历了主动段、调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段等4种不同的轨道，经历了一次远地点变轨、三次近地点变轨、一次中途修正、三次近月制动等8次变轨过程。嫦娥一号卫星的变轨误差从设计指标要求的2%提高到实际变轨误差为4‰以内，比设计要求提高了整整50倍，几次变轨都取得了圆满成功，实现了“精确测控、准确变轨”的要求。

    11月10日，嫦娥一号卫星发射后的第17天。这一天太阳、嫦娥一号卫星、地面测量站三者之间的夹角缩小至5°—8°之间，太阳产生的强大的电磁波将干扰地面站天线对卫星信号的接收。科技人员对这次日凌的发生时间做了准确的预报，对可能造成的影响做了精确的分析，并提前做好了各种应对措施。根据事后的数据分析，本次日凌发生期间，地面站对卫星的跟踪过程正常，遥测数据接收正常，嫦娥一号卫星工作正常。

    11月20日16时49分00秒，嫦娥一号卫星上的CCD立体相机开机。紧接着，中国科学院国家天文台的密云地面站和昆明地面站同时收到来自嫦娥一号卫星上的科学探测数据，17时27分00秒，CCD立体相机关机。绕月探测工程地面应用系统的科研人员在深入分析和处理探测数据之后，调整参数设置，使立体相机获得最佳的成像效果。

    11月26日上午9时，嫦娥一号卫星正在进行第223圈的绕月飞行，党中央、国务院、中央军委在北京航天城隆重举行嫦娥一号卫星第一张月面图片发布仪式，同时播放了嫦娥一号卫星从遥远的环月轨道传回的语音和歌曲《歌唱祖国》的片断。温家宝总理出席了发布仪式。第一张月面图片是探月工程地面应用系统在对嫦娥一号卫星从距离地球38万千米的环月轨道传回的第一批图像数据进行处理后，形成的清晰的可见光图片。第一张月面图片的发布，标志着我国首次探月工程取得圆满成功。

    11月26日以后，嫦娥一号卫星上的其他7种科学探测仪器相继陆续开机，在经过一段时间的在轨测试之后，卫星转入长期管理和业务运行阶段。

    在接下来的12个月内，嫦娥一号卫星将在周期为127分钟的环月轨道上运行一年，对月球开展全球性的综合科学探测。卫星获取的科学探测数据按照标准数据格式进行预处理之后，将在首席科学家的领导下，组织全国科学家开展科学应用和研究工作，实现嫦娥一号的四大科学目标，即获取月球的三维立体影像，探测月球表面物质的组成，探测月壤特性，探测月球的空间环境，获得中国人探测月球的第一手资料，为我国月球探测的二、三期工程打下坚实的基础。

    嫦娥一号是我国自主研制的第一颗月球探测卫星，其发射成功，标志着我国实施月球探测工程迈出了重要一步。

    欧阳自远和同事们相拥而泣。为了嫦娥一号，几年来，这些人都没睡过一个踏实觉。现在，“嫦娥”终于成功飞天揽月了，大家也终于可以好好地睡一觉了。

    欧阳自远不由想到一位同事的故事。2006年9月，一位年轻的主任设计师正在云南昆明进行一项重要的对接试验。他的女儿在北京某医院呱呱坠地，妻子打来电话，他在电话里听着初生女儿的啼哭声，憨憨地笑着。当妻子询问他什么时候回去看看女儿时，他不由得落下泪来。“嫦娥”成功飞天揽月后，欧阳自远走到这位年轻同事身旁，关心地问：“还没见到女儿吧？”对方笑笑，说：“快了！”

    正是无数个这样心怀祖国、心怀飞天揽月梦想的“嫦娥人”的无私奉献，才迎来此刻“嫦娥”的成功飞天揽月。欧阳自远为能够拥有这样志同道合的同人而骄傲、自豪、欣慰。

    嫦娥一号的成功发射，举世瞩目。海内外媒体和舆论纷纷赞扬中国这一壮举，标志着在人类进入深空探测的伟大进程中，中国站在世界的前列。

    “嫦娥奔月”是中国人民流传千年的传说，以嫦娥一号命名中国的绕月工程，并且发射成功，不仅圆了中国人民的千年之梦，也显示了今日的中国人民已经不满足于吟风弄月，不只是把圆月当作人们情思柔肠的寄托，更把月球当作人类探索太阳系奥秘，进行深空探测的必经之路，同时也寄托了中国人民的强国之梦。

    欧阳自远的心，一直运行在探寻太空的轨道上。不辞辛苦，不计得失，几乎用了自己一生的精力，奔走在地月间。

    $“零窗口”发射

    嫦娥一号卫星发射时，“零窗口”一直是关键词之一。所谓“零窗口”，即指在预先计算好的发射时间，分秒不差地将火箭点火升空，不允许有任何延误与变更。

    在“零窗口”发射时火箭的发射时间几乎没有调整的余地，通常采用定时控制火箭点火的办法来实现“零窗口”的发射。如果火箭不能准时发射，则要推迟发射，等待下一次发射窗口，甚至要推迟一天或若干天才能发射。所以“零窗口”发射对火箭可靠性提出了更高的要求。

    嫦娥一号的发射窗口预留了35分钟，在这35分钟内都可以发射。但在最后一分钟发射与在第一分钟发射相比，卫星燃料将要损失120公斤，这对总共只有1200公斤燃料的嫦娥一号是很大的损失，将直接影响其工作时间和工作寿命。如果由于特殊原因在这35分钟内不能正常发射，就只能取消发射计划，推迟到第二个月重新确定发射窗口。

    早期火箭的发射窗口是根据光学观察条件来确定的，发射时间一般选择在凌晨或傍晚，这时太阳处于地平线的位置上，阳光能照射到火箭，而大地处于比较暗的环境中，产生较大的反差，形成较好的光学观察条件，以便对火箭飞行进行光学测量研究。

    应用卫星出现后，卫星对发射条件的要求更为复杂，这时光学观察条件成为极为次要的条件。由于卫星的功能、用途各不相同，各类卫星对运载火箭发射条件有不同的要求，相应发射窗口也不尽相同。

    一般来说，发射窗口主要有下列约束条件：太阳照射卫星飞行下方（星下点）地面目标的光照条件（如气象、资源等卫星）；卫星太阳帆板与太阳光线的相对关系（太阳能电池供电的要求）；卫星姿态测量精度要求的地球、卫星、太阳的几何关系；卫星温度控制要求太阳只能照射卫星某些方向；卫星处于地球阴影内时间长短的要求（太阳能电池供电的要求）；着陆回收时间的要求（如返回式卫星、载人飞船等）；对卫星轨道面的特定要求（如移动通信卫星星座、轨道交会、轨道拦截等）；地球与目标天体相对位置的要求（如月球探测器、行星探测器等）；其他如地面跟踪测量条件、气象条件；等等。

    确定发射窗口，实际上是根据约束条件来确定飞行轨道与特定对象（如太阳、月球、交会对象等）之间的相对位置，同时也选择适当的发射环境条件。

    根据各项约束条件，各类卫星的发射窗口也各有规律。

    资源卫星、照相侦察卫星、中轨道气象卫星等，要求对地面目标区域有较好的光照条件，发射窗口要选择在白天。载人飞船除了要对地观察外，同时要求在白天返回着落场，因此发射窗口也在白天，其发射窗口宽度则要受到姿态测量和温控的制约，另外卫星运行区域和载人飞船着陆场区的气象条件也是发射窗口需要考虑的因素。地球同步卫星（包括地球同步通信卫星、地球同步气象卫星等）的发射窗口主要取决于太阳角、地影、日地张角、地面测量等约束条件，因此它与太阳位置、卫星姿态、轨道、卫星控制方式（自旋稳定方式或三轴稳定方式）、轨道变轨方式、卫星的布局形式以及地面站位置等有关。

    对不同的卫星即使轨道相同，发射窗口也可能有较大的差别。一般说，由于发射地球同步卫星时火箭发射段的航程较长，发射点所在的子午面与转移轨道主轴（轨道近地点与远地点的连线）的夹角较大，而卫星的变轨操作等都是在转移轨道的远地点进行的，如果为了满足太阳角和日地张角等的约束，远地点应处在白天环境下，这时地球同步卫星的发射就要在晚间进行。发射窗口宽度一般为1小时左右。

    对于卫星星座、轨道交会、轨道拦截等发射任务而言，由于要求将卫星送入惯性空间中预定的轨道面，因此对发射时间有更严格的要求，发射时间由轨道面在惯性空间中的指向（轨道升交点赤径）确定，在一天24小时内都有可能。发射窗口的宽度取决于轨道面的误差要求。

    月球探测器和行星探测器的发射窗口主要取决于目标天体（月球或行星）的位置，发射必须在地球与目标天体处于一定的相对位置之时间范围内进行。如果错过这段时间，地球与目标天体的相对位置发生变化，则相应要调整火箭的发射方位角或飞行路线。

    可见，做到“零窗口”绝非易事，而嫦娥一号的团队确实做到了！

    $为月球画肖像

    由于月球表面45亿年以来一直受到各类小天体物质的强烈轰击，表面覆盖了一层3—20米厚的尘土与角砾，真正的基岩物质露出的较少。因此，月球成分、地质构造、内部结构和演化等诸多信息不得不从其地形地貌中提取，这就使探测地形地貌有了更深层次的内涵。

    例如，通过月球地形地貌的探测与研究，可以划分月球表面的基本地貌单位、划分月球的断裂和环形构造，进而分析月球全球构造格架，探讨月球地质构造演化史；通过月球地形地貌的探测与研究，可测量和分析月球撞击坑的形态、大小、分布、密度等，为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史的研究提供基本数据。尤其是对一些典型撞击坑，分析其成坑机制、反演其撞击过程，探讨并区分撞击成因和火山成因的环形构造特征，进而探讨类地行星早期撞击演化的共性与特性；通过地形地貌与地质构造特征的分析，演绎和研究质量瘤的分布特征和月球内部质量不均匀演化的模型；通过月球地形地貌的探测与研究，还可以为月球探测后续工程（如着陆点、月球基地等的选择）提供基础性科学数据等。因此，月球地形地貌特征可以为月球本身现状、演化历史提供最直接的证据，对其表面形貌特征的探测、辨识、划分与研究，一直是国际月球探测的最重要内容之一。

    17—18世纪，许多人用望远镜观测月面的形貌与结构，并手绘月面图，这导致了研究月面上各种特征地形的位置、命名、形态和构造规律等的分支学科——月面学的诞生。然而，人眼并不是理想和客观的信息接收器，它往往会存在这样或那样的错觉，带有相当严重的主观性。我们的日常生活中也不乏这样的例子。对比17—18世纪出版的几本手绘月面图著作，可以看出不同的作者所绘的月面图往往在细节上存在许多差异，这也是人眼的主观性造成的。那么怎样才能获得更客观的月面图和某些月面结构的特写图像呢？

    从19世纪下半叶开始，照相方法被广泛用于天文学中。为此，在世界各国的天文台中，原先用肉眼观测的目视望远镜往往被改装成专门用于拍摄天体的照相望远镜。

    1880年后，在对月球的观测方面，也都采用明胶干片来拍摄照片，用目视望远镜进行肉眼观测已经退居十分次要的地位。

    20世纪中叶，随着彩色摄影技术、遥控遥测技术和航天技术的发展，月球的照相观测又进入了一个新的时代。美国和苏联都先后为月球照下了更为清晰的图像，为人们研究月球提供了宝贵的资料与素材。

    但这一切依然让欧阳自远感觉粗糙，他希望得到品质更高、细节更为丰富的全立体月球图像，中国自行研发的CCD立体相机则以极其优异的工作表现成全了欧阳自远这个心愿。

    立体相机是进行立体成像的关键组成部分。由于在日常生活中很难接触到，一般人可能会对立体相机感觉比较陌生，但事实上这项技术已经诞生很久了。早在古希腊时代，欧几里得就已经发现，人们左右眼所看到的景物是不同的，这也是人们能够洞察立体空间的主要原因，用现代术语就是双眼视差，这也是立体影像的基本原理。

    由于月球表面坎坷不平，普通相机所拍摄到的平面图像不能获得视线深度方向上的影像数据，因此需要使用立体相机。CCD，也称电荷耦合器件，是可用于立体相机的一种重要组成部分。它是一种光敏半导体器件，其上的感光单元将接收到的光线转换为电荷量，而且电荷量大小与入射光的强度成正比。这样，矩阵排列的感光单元构成的面阵CCD便可传感图像。CCD现在被广泛应用于数码相机和数码摄像机中，同时也在天文望远镜、扫描仪和条形码读取器中有应用。

    嫦娥一号所使用的CCD立体相机在研制中采用了许多创新技术，如首次提出采用一个大视场光学系统和一片大面阵CCD芯片。它用一台相机取代三台相机，能够实现拍摄物的三维立体成像。立体相机在工作时，采集CCD的输出，分别获取前视、正视、后视图像，随后进行处理，形成立体图像。CCD立体相机以自推扫模式工作，为了重构月表立体影像的需要，在设计上做了特殊处理。

    卫星在飞行时，CCD立体相机沿飞行方向对月表目标进行推扫，可以得到月表目标三个不同角度的图像。由于立体相机固定在卫星上不能自由转动，所以它只是随卫星与月球间的相对运动而移动，对月球表面进行扫描。这台CCD立体相机还以设备的小型化和轻量化提高了对空间环境的适应能力，它降低了有效载荷的重量，这使得火箭的发射能力、卫星的体积和重量及其他配套设施的改造等一系列技术问题的实现难度得以降低。

    CCD立体相机拍摄的图像，通过信号传输系统传回地面后，相关技术人员再对这些图片进行处理，即“三维重建”，就可以绘制出月表的三维立体影像。

    原本欧阳自远还有些担心，月球南北极光线极暗，是不是会影响图像的清晰度，但没想到相机性能极好，经过589轨地不间断工作，中国人得到了自己的第一张全月球照片，而且还是世界上最好、最完整的月球立体全图。

    获取完整的月球立体影像资料不仅是为了让大家能看到月球的地貌图片，还具有深远的研究价值。科学家可以根据这些立体画面划分月球表面的构造和地貌单位，制作月球断裂和环形影像纲要图，勾画月球地质构造演化史，并为下一步月球车以及载人登月选择着落地点提供科学依据。

    $嫦娥一号硕果累累

    除了通过CCD立体相机获得国际上变形程度最低、位置精度最高、图像色调最一致和空间覆盖最完整的全月球影像图，成为新的月球“标准像”之外，嫦娥一号还获得了数个领先世界的成果，可谓硕果累累。

    第一个需要提到的就是与CCD立体相机并肩工作的激光高度计，激光高度计每一秒钟向月面发射一次激光束，激光束到达月面反射到嫦娥一号的激光接收器，精确测定激光往返的时间，可以获得月面的高程。激光高度计共获得了约916万个月表测高数据，是目前国际上最多的测高采样数据，制作了空间分辨率为3千米左右的全月球数字高程模型。利用覆盖全月球的嫦娥一号立体相机三线阵CCD数据，采用三线阵数字摄影测量方法，解算了全月球的地形数据，制作了全月球三维数字地形产品，数据全球平差的平面中误差为192米，高程中误差为120米；全月球数字高程模型空间分辨率达500米，等高线数据的等高距达500米。全月球数字地形图产品（包括数字高程模型DEM、正射影像和数字等高线图）在数据覆盖范围、平面定位与高程精度、空间分辨率等方面均明显优于国际现有全月球数字地形产品。

    第二，建立了月球影像数据和激光高度计数据的处理方法。

    围绕获取月表三维影像图，地面应用系统有针对性地开展了一系列的科学试验，主要集中在CCD立体相机图像数据处理与全月球平面图像数据拼接关键技术方法，月表三维影像制作关键技术方法，激光高度计测距数据处理方法，激光高度计高程数据处理方法，激光高度计伪彩色月球渲染地形图制作方法，CCD立体相机图像数据与激光高度计测距数据联合处理方法等。研制了CCD立体相机图像处理软件、激光高度计数据处理软件、月表三维影像演示成果摄影测量数据处理软件、月表三维影像标准产品生产软件等软件产品。

    第三，获取了月球表面某些元素、矿物的分布图。

    我国首次月球探测在月球化学元素和物质成分方面的探测重点放在某些关键性元素和岩石类型及分布上。嫦娥一号卫星伽马射线谱仪共获取了1103轨有效探测数据，嫦娥一号干涉成像光谱仪共获得了706轨有效探测数据，覆盖了月球南北纬70°以内84%的月表区域（相当于全月球的79%）。美国曾对月球上的5种资源进行探测，而嫦娥一号获得了月面铀、钍、钾、硅、铝、钙、镁、铁、钛等元素的全球分布与含量，还有橄榄石、辉石、斜长石和钛铁矿等矿物的全球分布与组成。

    第四，全月球四频段微波亮度温度数据。

    嫦娥一号微波探测仪共获取了1690轨探测数据，数据累积时间约2642小时，数据多次覆盖了全月球表面。嫦娥一号微波探测仪科学数据包括4个频段的微波辐射亮度温度，是国际上首次采用被动微波遥感技术测量全月球微波辐射信息，进而探测月壤特性，反演月壤厚度。目前已处理得到全月球不同光照条件的微波辐射亮温，探测到月球表面的亮度温度分布明显受到月球地形和物质组成的影响。在此基础上进一步反演全月球的月壤厚度，计算出全月球氦-3的分布、含量与资源总量。

    有关这一点，欧阳自远兑现了当初对俄罗斯科学家乃至全世界的承诺。

    再有，就是探测近月独特的高能粒子和太阳风离子的能谱、通量及其随时间的变化数据。在嫦娥一号月球探测卫星上安装一台太阳高能粒子探测器和两台太阳风离子探测器，进行月球轨道空间环境探测。嫦娥一号在轨运行期间，多次经过月球背面的屏蔽区、行星际空间、地球磁层的磁鞘和磁尾区等4个空间区域。高能粒子探测器共获取了1846轨有效探测数据，累积时间为2868.5小时；太阳风离子探测器获取了1815轨有效探测数据，累积时间为2852.3小时，其中约60%的时间处于太阳风中。

    空间环境探测数据的初步分析和对比研究，发现它们与地球磁场和月表带电粒子之间相互作用过程中的一些独特物理现象。太阳风离子探测器还监测到月球两极日夜交界面附近从日侧向夜侧速度逐渐增加的粒子流、月球向阳面的太阳风离子反射现象等空间环境事件。这些事件揭示了太阳风中的等离子体物理过程和与月球相互作用过程，将加深我们对太阳风与无大气弱磁化天体相互作用的认识，对丰富太阳辐射及其与地球磁场和行星（月球）的相互作用具有特殊的意义。进一步深入地分析与比对研究，有望获得更多的科学发现。

    嫦娥一号的实施，突破了大量关键技术，提高了企业的产品质量，降低了成本，扩大了市场；建立了我国深空探测的工程体系和基础设施，培养了大批年轻的科学技术骨干，国内外发表了200多篇论文，200多项专利，制定了几十项国家标准，圆满完成了工程目标和科学目标。

    $英.雄

    嫦娥一号已经完成了她的使命，她也将走上生命的终点。2009年3月1日，按照原定计划，嫦娥一号将受控撞向月球，从此香消玉殒，葬身他乡。

    即便在生命最后的终结时刻，嫦娥一号仍然实践着自己的使命，完成了最后一项工作，那就是获得撞击月球前的高分辨月面影像。

    嫦娥一号卫星经轨道调整、速度减为1.627千米/秒后，目标瞄准撞击点，当卫星降落到距离月面59千米高度时，CCD立体相机开机，边下降边拍照。从开机拍摄到撞击月面的15分钟内，CCD立体相机工作到最后一刻，一共下传撞击前1469千米的高分辨月面影像，为研究月面精细结构提供了高质量素材。2009年3月1日16时13分10秒，嫦娥一号卫星准确撞击月球东经52.36°、南纬1.50°的丰富海预定撞击点。

    在这样一个悲壮的时刻，欧阳自远这位老人痛心不已，甚至情不自禁地痛哭流涕。嫦娥一号，是他呕心沥血、精心耕耘了10年才得出的成果，欧阳自远对她的珍视程度，不亚于自己的孩子。

    一年之后，在一次中秋赏月的活动中，欧阳自远向著名学者、作家苏叔阳说起了这段故事，苏叔阳听后感慨不已，便写下了一篇《我是嫦娥》的美文，刊登在《人民日报》上。两位老者的心灵交流，既是对月亮的向往，也是对嫦娥一号的缅怀：

    ……

    谈到这里，他忽然停下来，深深地吸了一口气，仿佛要传达给我一个极为重要的信息。窗外的火树银花暂时歇息，好像都要聆听“嫦娥之父”的讲话。他喝了一口水，轻轻地说：你知道，探测器在完成了预定的项目之后，是要解体的，嫦娥一号已经超期服役了4个多月……他的声音好像有些颤抖，我看出他在压抑着自己的情绪。少顷，他说：我们决定让“嫦娥”完成最后一个任务：撞击月球，拍摄撞击全过程的月面影像图。我们在月球表面寻找了一个撞击点，就是月球的丰富海，而且要她在月球的白天撞击，以便清晰地拍摄撞击月球的历程。2009年3月1日在地面控制下，嫦娥一号开始轨道调整、速度减为每秒1627千米，在距离月面59千米的高度打开CCD立体相机开始拍照，拍下她英勇撞击月球的路径。CCD立体相机记录了1469千米撞击月面的影像图。“嫦娥”无声息地、准确地随着我们的指令调整姿态，减慢速度……要知道她如同我们的儿女，是我们制造了她，赋予她神圣的使命，她系着我们的心。她每一次动作我都像听见她在诉说“我是嫦娥，我是嫦娥，我在听从您的命令，忠实地完成我的使命。”2009年3月1日16时13分10秒，嫦娥一号准确地撞击在丰富海预定的撞击点上，腾起巨大的烟尘，那一刻，我仿佛听见她在呼喊：“永别了地球，永别了祖国、亲人……”她就这样地粉身碎骨了，毫无怨尤，埋在异乡。

    这时我分明看见院士润湿的眼睛。窗外的烟花又陡地升起，在风雨交加的夜空绽放，这也许是对英勇献身的嫦娥一号的颂赞和安魂曲。也许是对即将升空的嫦娥二号的壮行。但我却受到了一次实实在在的教育：伟大的科学研究需要献身精神，需要科学家激情四射的诗情。科学是诗，科学家是讴歌大自然的诗人。让我们低下头向这些科学家致敬！

    欧阳自远曾在众多场合下，屡次深情地向大家强调：嫦娥一号是英雄！

    其实，堪称英雄的又何止嫦娥一号，为了让嫦娥一号获得的数据资料得到更好、更全面地开发和利用，欧阳自远和他的团队以及全国各高等院校和各研究院所都可以及时、无偿获得各类、各等级的科学探测数据，只保留了一年的优先使用权。根据国际惯例，一年之后，他们将这些探测资料全部对外公开，供国外任何有能力、有志于此的科学家做各种分析。有人担心，假如外国人用我们的数据作出高水平研究成果怎么办？欧阳自远坦然地回答，人家比我们高明，就向人家学习。其胸襟之博大，实在是高山仰止。欧阳自远却始终不以为意：“花的是纳税人的钱，所得到的成果就应该全国共享。”

    欧阳自远和他的工作团队也称得上是真正的英雄，也只有这样的英雄才能完成如此伟大的工程。

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