中新網(wǎng)1月6日電 中華民族幾千年流傳的“嫦娥奔月”的美麗傳說終于成為現(xiàn)實(shí)。繼人造地球衛(wèi)星、載人航天之后，中國航天又樹立了一座閃亮的里程碑——航天器在地球以外天體上軟著陸。難能可貴的是，在這項(xiàng)宏大的系統(tǒng)工程中，所有的一切都是利用中國自己的技術(shù)、設(shè)計(jì)、條件獨(dú)立完成的。更難能可貴的是，這一太空奇跡的締造者竟是一支平均年齡只有33歲的年輕隊(duì)伍。讓我們走近他們——航天科技集團(tuán)五院嫦娥三號(hào)探測(cè)器研制團(tuán)隊(duì)，悉心傾聽中國探月“夢(mèng)之隊(duì)”創(chuàng)新成長(zhǎng)的故事。
有夢(mèng)：創(chuàng)新放飛“嫦娥夢(mèng)”
2008年3月，探月工程二期立項(xiàng)，我院作為項(xiàng)目的主承制單位，及時(shí)召開了啟動(dòng)會(huì)，任命了探測(cè)器系統(tǒng)兩總，嫦娥三號(hào)研制的大幕徐徐拉開。這是一項(xiàng)前人沒有做過的工作，是一次沒有退路、必須打贏的攻堅(jiān)戰(zhàn)。使命因艱巨而光榮，人生因奮斗而精彩，作為中國探月的國家隊(duì)，這項(xiàng)開創(chuàng)性的使命無可爭(zhēng)議地落在了年輕的嫦娥三號(hào)團(tuán)隊(duì)的肩頭。
雖然有嫦娥一號(hào)和嫦娥二號(hào)成功繞月的技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，但嫦娥三號(hào)探測(cè)器要首次在月面實(shí)現(xiàn)軟著陸及巡視勘察，走進(jìn)廣寒宮里一探究竟，依然有許多新的技術(shù)難題需要攻克。與以往任何航天器相比，嫦娥三號(hào)由于面臨月面特殊溫度、月塵、月壤、月面地形地貌、1/6g重力環(huán)境等新環(huán)境帶來的技術(shù)難題，要突破月球無大氣條件下的著陸減速、著陸段自主導(dǎo)航控制、著陸沖擊緩沖、月面生存、月面移動(dòng)、月面巡視自主導(dǎo)航與遙操作控制等核心關(guān)鍵技術(shù)，技術(shù)跨度大，設(shè)計(jì)約束多。
為適應(yīng)任務(wù)的需要，必須為“實(shí)現(xiàn)月面軟著陸”量身定做一種全新的航天器。讓中國“嫦娥”在月球上漫步的強(qiáng)烈使命，激勵(lì)著研制團(tuán)隊(duì)，他們橫下一條心，開始了“向月球進(jìn)軍”的艱辛跋涉。從方案論證開始，設(shè)計(jì)師們?cè)趯O澤洲總師的帶領(lǐng)下，不分晝夜地與數(shù)據(jù)和資料打起了交道，充電補(bǔ)課、調(diào)研、討論、分析、論證……日子在緊鎖的眉尖飛快地劃過，成熟的方案逐漸清晰地鋪展在眼前。
腳下有了路，心里還要有數(shù)。嫦娥三號(hào)探測(cè)器由著陸器和巡視器組成，兩者搭配，共赴月球。發(fā)射后經(jīng)過發(fā)射段、地月轉(zhuǎn)移段、環(huán)月段和動(dòng)力下降段等過程，以軟著陸的方式降落在月球虹灣地區(qū)，著陸器釋放巡視器；分離后兩器各自獨(dú)立開展月面探測(cè)工作，技術(shù)難度非常大。全新的月面特殊環(huán)境使嫦娥三號(hào)從起步起就面臨“新、多、難、緊”的特點(diǎn)，新平臺(tái)、新載荷、新模式，新技術(shù)多，地面驗(yàn)證難，進(jìn)度要求緊……撲面而來的巨大挑戰(zhàn)，并沒有讓研制團(tuán)隊(duì)退縮。為在月面上實(shí)現(xiàn)軟著陸，他們?yōu)橹懫鲗ｉT配置了“四個(gè)腿”；為了實(shí)現(xiàn)虹灣地區(qū)的著陸，著陸器上首次使用了微波測(cè)距測(cè)速敏感器、激光三維成像敏感器、光學(xué)成像敏感器、新型發(fā)動(dòng)機(jī)等核心關(guān)鍵設(shè)備；為了在月面上走得穩(wěn)，他們?yōu)檠惨暺靼惭b了“六個(gè)輪”；為了順利完成巡視勘察，他們?yōu)檠惨暺髋鋫淞硕鄠�(gè)“秘密武器”：導(dǎo)航相機(jī)、避障相機(jī)、激光點(diǎn)陣器……敢為天下先的“嫦娥人”正以自己的能力，精心打造著“中國的嫦娥”：攜帶實(shí)現(xiàn)國際首次科學(xué)探測(cè)的月基天文望遠(yuǎn)鏡、極紫外相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)等；首次在我國航天器上采用特殊“熱源”技術(shù)、新型變推力發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，以及世界首創(chuàng)熱控兩相流體回路控制技術(shù)；首次配備360度全景相機(jī)、紅外光譜儀和X射線譜儀；全新的著陸緩沖系統(tǒng)、全新的自主導(dǎo)航控制和遙操作系統(tǒng)……多個(gè)第一，不勝枚舉。
創(chuàng)新，為嫦娥人插上了夢(mèng)想的翅膀。嫦娥三號(hào)首次實(shí)現(xiàn)了我國航天器在地外天體軟著陸及巡視勘察任務(wù)，首次獲得探測(cè)器降落和巡視區(qū)月球的地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造等信息，還首次實(shí)現(xiàn)了月夜生存。中國航天人把濃墨重彩的畫卷永遠(yuǎn)留在了月球上。
筑夢(mèng)：創(chuàng)新鋪就踏月路
與原本想象中婉約秀麗的淑女不同，嫦娥三號(hào)看起來更像是一位威風(fēng)凜凜，身披黃金甲、腳踩風(fēng)火輪的將軍，經(jīng)過研制團(tuán)隊(duì)5年9個(gè)月的精心打造，她以雷霆之姿，遠(yuǎn)征月宮。
自2008年春立項(xiàng)以來，嫦娥三號(hào)先后經(jīng)過20個(gè)月的方案設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、26個(gè)月的初樣研制和20個(gè)月的正樣研制，2013年12月，“三姑娘”迎來了最后的發(fā)射時(shí)刻。對(duì)于即將到來的“畢業(yè)大考”，葉培建院士說：“嫦娥三號(hào)面臨的最大難度是如何穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)落在月球上。怎么辦？必須是軟著陸！絕不能硬撞，否則后果不堪設(shè)想”。
軟著陸是踏上地球以外另一個(gè)星球，進(jìn)行實(shí)地科學(xué)探測(cè)的第一步，是所有探測(cè)活動(dòng)中最為重要的環(huán)節(jié)。目前，軟著陸方式一般分為三類：降落傘式、緩沖氣墊式和反推式。由于月球上沒有大氣，屬于真空狀態(tài)，所以研制團(tuán)隊(duì)放棄了降落傘；而真空狀態(tài)會(huì)使氣墊極度膨脹，所以研制團(tuán)隊(duì)也放棄了氣墊。唯一的選擇只有反推式，而要實(shí)現(xiàn)反推式軟著陸，嫦娥三號(hào)必須邁過“三道坎”：防翻、減速、緩沖。要求重心盡可能低，降落時(shí)速度盡可能低，要通過緩沖盡可能吸收掉沖擊載荷，確保器上設(shè)備安全可靠地工作。
“不同于近地航天器，嫦娥三號(hào)的資源有限，對(duì)重量要求非常苛刻，整器凈重1220千克，占發(fā)射質(zhì)量的比例不超過1/3。減重困難非常大。”孫澤洲總師介紹說。對(duì)此，研制團(tuán)隊(duì)一方面精打細(xì)算，對(duì)每個(gè)設(shè)備的重量都“斤斤計(jì)較”，甚至“克克計(jì)較”；另一方面進(jìn)行總體優(yōu)化，通過合理的功能模塊劃分，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置，既讓探測(cè)器減重“瘦身”，又保證“嫦娥”的“含金量”不減。
當(dāng)嫦娥三號(hào)發(fā)射升空向月球急速飛行，速度一旦過猛來不及剎車，就會(huì)一頭撞上月球，摔的“粉身碎骨”。怎樣實(shí)現(xiàn)減速？大家的心一下懸了起來。經(jīng)過多方咨詢，多次論證和大量試驗(yàn)，研制團(tuán)隊(duì)決定采用7500N發(fā)動(dòng)機(jī)的變推力技術(shù)，突破著陸減速的難題。
月球表面覆蓋著一層松軟且崎嶇不平的月壤，為安全著陸帶來了很大的困難；此外，著陸器撞擊月面將形成巨大的沖擊力，不僅存在探測(cè)器出現(xiàn)翻倒的可能，還會(huì)激揚(yáng)起月塵，對(duì)著陸器造成一定危害并影響任務(wù)成敗。對(duì)此，研制團(tuán)隊(duì)充分考慮了月壤物理力學(xué)特性對(duì)著陸沖擊、穩(wěn)定性的影響以及月塵的理化特性等，研制出全新的著陸緩沖系統(tǒng)，解決了著陸的難題，為軟著陸提供了牢固的支撐。
一次次過關(guān)奪隘，開拓進(jìn)取的嫦娥人，以無窮的智慧和無比的創(chuàng)新激情，鋪就了一條完美的踏月之路，確保了嫦娥三號(hào)探測(cè)器“出得去”、“剎得住”、“控得精”、“落得準(zhǔn)”、“走得穩(wěn)”！
圓夢(mèng)：創(chuàng)新打造“夢(mèng)之隊(duì)”
創(chuàng)新的腳步永遠(yuǎn)不會(huì)停歇。面對(duì)重力是地球的1/6、隕石大坑遍布、土壤松軟且表面崎嶇不平、晝夜溫差超過300℃的月面特殊環(huán)境，如何確保嫦娥三號(hào)探測(cè)器“存活”下來并順利開展巡視勘查任務(wù)，是擺在研制團(tuán)隊(duì)面前的又一只攔路虎。
明知山有虎，偏向虎山行。不服輸?shù)逆隙鹑?hào)研制團(tuán)隊(duì)在張廷新總指揮和孫澤洲總師的率領(lǐng)下，向著夢(mèng)中的月宮又一次發(fā)起了沖鋒。為了最大限度的激發(fā)年輕人的創(chuàng)新活力，張廷新總指揮大膽起用新人，有意識(shí)地給表現(xiàn)突出的年輕人壓擔(dān)子，營(yíng)造寬松的創(chuàng)新環(huán)境；孫澤洲總師也常常跟年輕人強(qiáng)調(diào)，“不清楚的事情絕不能放過，一定要打破沙鍋問到底，要多問幾個(gè)為什么”。正是在兩位老總的言傳身教下，年輕的設(shè)計(jì)師們一心撲在創(chuàng)新攻關(guān)的道路上。
經(jīng)過兩千多個(gè)日日夜夜的艱辛跋涉，嫦娥三號(hào)團(tuán)隊(duì)研制出全球首創(chuàng)的兩相流體回路，啃下了熱控設(shè)計(jì)“硬骨頭”，解決了嫦娥三號(hào)月夜生存難題，為其最終安全的“活下來”打牢了基礎(chǔ)；為了驗(yàn)證探測(cè)器著陸過程導(dǎo)航控制算法、GNC與推進(jìn)協(xié)調(diào)工作能力及工作程序的正確性，建設(shè)了大型月球著陸試驗(yàn)場(chǎng)，研制了跨度100米、高110米的著陸塔架，研制了著陸驗(yàn)證器，成立了試驗(yàn)隊(duì)，歷時(shí)7個(gè)月。首次在地面大氣條件下點(diǎn)火，開展了懸停、避障及緩速下降試驗(yàn)；開展了著陸穩(wěn)定性試驗(yàn)，驗(yàn)證了月球重力場(chǎng)下著陸面地形地貌和著陸面力學(xué)參數(shù)對(duì)著陸穩(wěn)定性的影響；進(jìn)行了著陸沖擊試驗(yàn)，獲取了器上主要部位的沖擊響應(yīng)，并對(duì)單機(jī)力學(xué)環(huán)境條件正確性進(jìn)行了確認(rèn)；進(jìn)行了巡視器分離釋放試驗(yàn)，驗(yàn)證了多種惡劣工況下巡視器釋放分離的可靠性；首次建設(shè)了我國第一個(gè)規(guī)模最大、功能最強(qiáng)的巡視器室內(nèi)試驗(yàn)場(chǎng)，開展了巡視器內(nèi)場(chǎng)試驗(yàn)，系統(tǒng)驗(yàn)證了巡視器爬坡、越障、轉(zhuǎn)向力、自主避障等性能；為了驗(yàn)證在未知、復(fù)雜多變環(huán)境下巡視器完成任務(wù)的能力，在我國西部庫姆塔格沙漠無人區(qū)建立了巡視器外場(chǎng)，組建了試驗(yàn)隊(duì)，歷時(shí)1個(gè)月很好的完成了系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)；同時(shí)開發(fā)出滿足巡視任務(wù)的地面任務(wù)支持與遙操作系統(tǒng)，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)月面探測(cè)器的遙操作，為順利開展我國航天器首次地外天體巡視探測(cè)任務(wù)掃清了前進(jìn)的道路。
“越是難走的路，越想走一走”。孫澤洲總師的話，一語道破了嫦娥三號(hào)成功的源泉，也說出了年輕的嫦娥人共同的心聲。為了進(jìn)行測(cè)控試驗(yàn)，年輕的隊(duì)員們奔赴全國各地的測(cè)控點(diǎn)，模擬實(shí)戰(zhàn)演練；對(duì)接隊(duì)員手抬肩扛，帶著二十多個(gè)沉重的設(shè)備箱，沿途搬運(yùn)裝卸，戰(zhàn)酷暑，斗嚴(yán)寒，歷時(shí)兩個(gè)月，轉(zhuǎn)戰(zhàn)四萬里，八地對(duì)接忙！忘不了遠(yuǎn)征沙漠無人區(qū)的酸甜苦辣，忘不了帶著防毒面具對(duì)抗內(nèi)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)切┤庋劭床灰姷奈m，忘不了野外試驗(yàn)中那炎炎的烈日、成群結(jié)隊(duì)的蚊蟲……
在以技術(shù)難度“險(xiǎn)峰”著稱的航天領(lǐng)域，年輕的嫦娥人，秉承著“以國家任務(wù)為己任”的錚錚誓言，以自主創(chuàng)新為團(tuán)隊(duì)成長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力，為嫦娥三號(hào)筑就了一條完美的踏月之路，讓“中國制造”的“金子招牌”閃耀在茫茫太空。還記得有記者問：“對(duì)于從沒去過的月球，你們有信心嗎？”，葉培建院士回答：“我們靠黨心、良心、責(zé)任心干出來的探測(cè)器，請(qǐng)祖國人民放心！”
就是這樣一群年輕人，用青春堅(jiān)守著使命，他們用創(chuàng)新追逐著夢(mèng)想。仰望太空，腳踏實(shí)地，他們用創(chuàng)新鋪就了一條前往外太空之路，用創(chuàng)新樹立了中國航天一座新的里程碑。(龐 丹)
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