唯一的中国人！西电84级校友张荣桥入选《自然》年度十大人物
◎ 科技日报记者 付毅飞
记者从国家航天局获悉，英国《自然》杂志12月15日公布了影响2021年科学事件的十位人物评选结果，我国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥入选，成为今年该榜单上唯一的中国人。
《自然》年度十大人物榜单旨在选出十位在这一年重大科学事件中占有一席之地的人物。《自然》杂志特写部主编理查德·蒙纳斯特斯基（Rich Monastersky）表示：“从追踪危险的新冠变异株到证明气候变化在极端天气中的作用，再到将探测器送上火星，本年度《自然》十大人物聚焦身处重要科学事件中心的个人，这些科学事件对全球产生了深远的影响。”
主办方表示，今年的重大科学事件还包括中国成为了第二个让火星车成功着陆火星的国家，这也是中国国家航天局和火星探测任务总设计师张荣桥交出的完美答卷。
张荣桥 图源：新华社
近日，《自然》杂志对张荣桥进行了专访。面对“为什么要一次实现绕、着、巡”“祝融号面临的最大挑战”“你的下一步计划”等问题，张荣桥一一作答。谈及任务成功时的感受，张荣桥回忆说：“不能自已，流下泪水，有甜有咸。”
采访实录如下：
问：作为火星任务的总设计师，你的具体角色和职责是什么?你管理的团队有多大?
答：我们的火星探测工程包含了工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统。工程总设计师系统还包括副总设计师、应用科学首席科学家和各系统总设计师。工程圆满成功是上千家研制单位和数万名科技工作者共同努力取得的。
我作为工程总设计师，一是要负责工程研制、发射和飞行控制的技术工作。在任务实施前组织完成任务实施方案的论证工作和立项，策划整个工程的实施流程和细节，组织关键技术攻关，开展总体方案设计与验证，组织完成各大系统之间的技术接口设计。在任务实施的关键节点与技术问题上做决策，保证任务按计划如期实施发射。在探测器飞行过程中要时刻掌握探测器运行状态，组织相关人员及时处理紧急情况，确保探测器运行状态良好，使我们的火星车能最终成功着陆火星表面，完成工程目标。二是负责科学研究的组织工作，组织国内外行星领域科学家进行学术研讨，针对任务的科学目标和工程情况，开展学术交流，使科学家们能深入了解探测器配置的科学载荷情况，为能够尽早使用科学数据开展科学研究工作做好准备，争取早出成果、多出成果、出好成果。
问：你是如何平衡任务的工程和科学目标，并在面对工程挑战时确保科学任务的优先?
答：火星探测任务是以科学目标为指引，推动科学研究的发展。火星探测任务难度较大，特别是着陆巡视任务的成功率不足50%，中国第一次开展火星探测任务面临着巨大的挑战。即便面对这样的挑战，我们在任务开展论证和策划实施时，就将科学目标放在首位。在飞行轨道设计、科学载荷的重量与功耗资源分配、载荷定标与地面试验验证、通信能力等方面进行反复迭代和优化，确保探测数据类型丰富、质量高。
问：为什么你们决定要通过一次任务实现环绕、着陆和巡视？
答：我们深知火星探测任务技术难度高、风险大。中国在行星探测和行星科学领域起步相对较晚，与国际先进技术相比存在较大差距，同时中国已经成功实现了载人航天和探月工程，为火星探测奠定了较好的技术和能力基础，综合考虑中国目前的航天技术水平和中国科学家对火星科学研究的迫切需求，我们认为通过努力一次任务实现对火星“绕、着、巡”风险可控。
问：你们在整个任务中面对的最大挑战是什么，你们的团队是如何克服这些困难的？
答：去火星我们面临的挑战是巨大的。一是在技术方面，比如面对火星如此陌生的复杂环境，我们的认知甚少，对它的表面形貌、气象条件、空间环境等方面都存在着许多未知，甚至是我们还可能不知道有哪些是我们不知道的东西。为使我们的探测器能尽量适应未知环境，在方案设计之初就做了全面详实的任务实施计划，对探测器进行了针对性的设计，并开展大量地面试验验证工作。我们采用了六轮独立驱动的主动悬架结构系统，使火星车能够实现蟹行、蠕动等多种运动形态，以满足火星车能够在面对火星表面复杂地理环境的情况下，依然能够行驶并开展科学探测活动。针对火星大气稀薄且具有不确定性，我们研发了可展开配平翼变气动外形的气动减速技术，使着陆巡视器在降落过程中保持姿态稳定，确保火星车平稳着陆。
另一方面是研制计划的保证，每26个月一次的发射窗口是极为珍贵的，一旦任务未按期发射，就要再等上26个月。而突如其来的新冠疫情给任务实施带来极大冲击。我们的工程研制人员面对疫情带来的严重困难，勇于担当，在中国各级政府和有关单位大力协同、周密安排、密切配合之下，克服疫情对任务实施的不利影响，实现按计划准时成功发射。
问：你们这次的任务没有那些地方还未做到尽善尽美？有没有什么经验教训？
答：从工程总体情况看，我们已经圆满完成了“绕、着、巡”的既定任务目标，探测器在轨运行状态良好，配置的13台科学载荷已全部开机开展科学探测活动，为科学家们提供丰富的高质量科学探测数据。但这次任务毕竟是中国第一次去火星，所以不能说做到了尽善尽美。我们一直在反思，找一找与国际先进技术的差距，看一看在任务实施过程中还存在哪些问题，不断地进行总结。
问：当你得知祝融成功登陆火星的消息时，你非常激动，那一天对你来说是什么感觉，在那一刻你在想什么?
答：我在现场第一时间看到着陆成功的遥测信息时，我的内心百感交集。我们“十年磨一剑”终尝所愿的欣喜，对工程研制对于不懈奋斗的感动，对各方力量鼎力支持的感激，一时涌上心头，不能自已，流下泪水，有甜有咸。
问：“天问一号”和“祝融号”任务的成功如何改变了中国的空间科学事业?它对中国的行星科学界做出了什么贡献？
答：我们的“天问一号”和“祝融号”的成功，将会极大推动中国空间科学，特别是行星科学研究的发展。我们的任务可以获得包括火星地形地貌、表面物质成分、地下结构、磁场、气象和空间环境在内的多元素第一手火星科学数据，满足行星科学家对科学数据的需求，为行星科学研究提供了基本保障，为多出成果、出好成果奠定基础。认知宇宙奥秘是我们人类的事业，“天问一号”为人类认知火星提供新的机遇。中国国家航天局一直积极推动国际交流与合作，为国外科学家参加“天问一号”任务的科学研究提供机会，我们热忱欢迎国外同行与我们一起开展合作研究。
问：到目前为止，决定“祝融号”成功登陆火星的关键因素是什么?“祝融号”目前的目标是什么?面临的最大挑战是什么?
答：成功登陆火星是多因素共同作用的结果，其中最关键的因素是我们的设备可靠、方案可行。在研制过程中，我们保证探测器设备的完备性与质量的可靠性，从产品原材料选取、各个生产环节、产品出厂检查等方面制定了一系列严格的质量标准，研制过程中不放松任何环节、不错过任何细节。结合现有能力与技术水平，设计了合理可行的任务实施方案，并根据实际情况进行优化设计和反复迭代，为任务成功夯实基础。
“祝融号”已完成90个火星日（约92个地球日）的既定探测任务，目前各项状态正常，并继续向乌托邦平原南部的疑似古海洋与陆地交界地带行驶，开展科学探测，探寻揭开火星起源与演化之谜的线索。
随着时间的累积，“祝融号”将会面临巨大的能源问题，火星表面的沙尘天气也会对“祝融号”的能源获取产生较大影响。
问：你认为10年后中国的航天事业会发展到什么程度?你的下一步计划是什么?
答：“天问一号”任务是中国开展行星探测的第一步，后续还将择机开展小行星探测、火星采样返回和木星系与行星际穿越探测等任务。从1970年东方红1号卫星成功发射，再到载人航天、探月工程、北斗导航和火星探测的圆满成功，中国用52年的时间完成了一项又一项具有里程碑意义的成就，集中体现了中国航天技术水平稳步提升。中国的航天技术发展也为空间科学研究的进一步深入开展奠定基础。今后将会以满足科学研究目标和人类文明发展需要作为出发点，开展更多的深空探测活动，为人类进一步认知宇宙贡献中国力量。
张荣桥，研究员，现任中国首次火星探测任务（天问一号）工程总设计师，中国科协第十届常委。西安电子科技大学电磁场与微波技术专业学士、中国空间技术研究院空间电磁场专业硕士研究生。
1990年参加工作，历任中国航天科技集团五院503所副所长、所长，国防科工委月球探测工程中心总工程师、副主任，探月工程副总设计师，深空探测论证工程总设计师，高分辨率对地观测系统重大专项（民用）总设计师。组织完成探月工程二期、首次火星探测任务方案实施、行星探测重大工程实施方案的论证。作为我国首次火星探测任务工程总设计师，组织完成了天问一号任务，取得“一次任务实现火星环绕、着陆、巡视”圆满成功。先后获国家科技进步特等奖，国防科学技术进步特等奖、二等奖。
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