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。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、條件獨立完成的。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歲的年輕隊伍。讓我們走近他們——航天科技集團五院嫦娥三號探測器研制團隊，悉心傾聽中國探月“夢之隊”創(chuàng)新成長的故事。
有夢：創(chuàng)新放飛“嫦娥夢”
2008年3月，探月工程二期立項，我院作為項目的主承制單位，及時召開了啟動會，任命了探測器系統(tǒng)兩總，嫦娥三號研制的大幕徐徐拉開。這是一項前人沒有做過的工作，是一次沒有退路、必須打贏的攻堅戰(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，這項開創(chuàng)性的使命無可爭議地落在了年輕的嫦娥三號團隊的肩頭。
雖然有嫦娥一號和嫦娥二號成功繞月的技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)驗，但嫦娥三號探測器要首次在月面實現(xiàn)軟著陸及巡視勘察，走進廣寒宮里一探究竟，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、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)計約束多。
為適應(yīng)任務(wù)的需要，必須為“實現(xiàn)月面軟著陸”量身定做一種全新的航天器。讓中國“嫦娥”在月球上漫步的強烈使命，激勵著研制團隊，他們橫下一條心，開始了“向月球進軍”的艱辛跋涉。從方案論證開始，設(shè)計師們在孫澤洲總師的帶領(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)。嫦娥三號探測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；分離后兩器各自獨立開展月面探測工作，技術(shù)難度非常大。全新的月面特殊環(huán)境使嫦娥三號從起步起就面臨“新、多、難、緊”的特點，新平臺、新載荷、新模式，新技術(shù)多，地面驗證難，進度要求緊……撲面而來的巨大挑戰(zhàn)，并沒有讓研制團隊退縮。為在月面上實現(xiàn)軟著陸，他們?yōu)橹懫鲗ｉT配置了“四個腿”；為了實現(xiàn)虹灣地區(qū)的著陸，著陸器上首次使用了微波測距測速敏感器、激光三維成像敏感器、光學成像敏感器、新型發(fā)動機等核心關(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“六個輪”；為了順利完成巡視勘察，他們?yōu)檠惨暺髋鋫淞硕鄠�“秘密武器”：導(dǎo)航相機、避障相機、激光點陣器……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”：攜帶實現(xiàn)國際首次科學探測的月基天文望遠鏡、極紫外相機、測月雷達等；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)動機技術(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、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)……多個第一，不勝枚舉。
創(chuàng)新，為嫦娥人插上了夢想的翅膀。嫦娥三號首次實現(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，還首次實現(xiàn)了月夜生存。中國航天人把濃墨重彩的畫卷永遠留在了月球上。
筑夢：創(chuàng)新鋪就踏月路
與原本想象中婉約秀麗的淑女不同，嫦娥三號看起來更像是一位威風凜凜，身披黃金甲、腳踩風火輪的將軍，經(jīng)過研制團隊5年9個月的精心打造，她以雷霆之姿，遠征月宮。
自2008年春立項以來，嫦娥三號先后經(jīng)過20個月的方案設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、26個月的初樣研制和20個月的正樣研制，2013年12月，“三姑娘”迎來了最后的發(fā)射時刻。對于即將到來的“畢業(yè)大考”，葉培建院士說：“嫦娥三號面臨的最大難度是如何穩(wěn)穩(wěn)當當落在月球上。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星球，進行實地科學探測的第一步，是所有探測活動中最為重要的環(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)，所以研制團隊放棄了降落傘；而真空狀態(tài)會使氣墊極度膨脹，所以研制團隊也放棄了氣墊。唯一的選擇只有反推式，而要實現(xiàn)反推式軟著陸，嫦娥三號必須邁過“三道坎”：防翻、減速、緩沖。要求重心盡可能低，降落時速度盡可能低，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，嫦娥三號的資源有限，對重量要求非�？量蹋鲀糁�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。對此，研制團隊一方面精打細算，對每個設(shè)備的重量都“斤斤計較”，甚至“克克計較”；另一方面進行總體優(yōu)化，通過合理的功能模塊劃分，實現(xiàn)優(yōu)化配置，既讓探測器減重“瘦身”，又保證“嫦娥”的“含金量”不減。
當嫦娥三號發(fā)射升空向月球急速飛行，速度一旦過猛來不及剎車，就會一頭撞上月球，摔的“粉身碎骨”。怎樣實現(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，研制團隊決定采用7500N發(fā)動機的變推力技術(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，不僅存在探測器出現(xiàn)翻倒的可能，還會激揚起月塵，對著陸器造成一定危害并影響任務(wù)成敗。對此，研制團隊充分考慮了月壤物理力學特性對著陸沖擊、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，確保了嫦娥三號探測器“出得去”、“剎得住”、“控得精”、“落得準”、“走得穩(wěn)”！
圓夢：創(chuàng)新打造“夢之隊”
創(chuàng)新的腳步永遠不會停歇。面對重力是地球的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，如何確保嫦娥三號探測器“存活”下來并順利開展巡視勘查任務(wù)，是擺在研制團隊面前的又一只攔路虎。
明知山有虎，偏向虎山行。不服輸?shù)逆隙鹑栄兄茍F隊在張廷新總指揮和孫澤洲總師的率領(lǐng)下，向著夢中的月宮又一次發(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，有意識地給表現(xiàn)突出的年輕人壓擔子，營造寬松的創(chuàng)新環(huán)境；孫澤洲總師也常常跟年輕人強調(diào)，“不清楚的事情絕不能放過，一定要打破沙鍋問到底，要多問幾個為什么”。正是在兩位老總的言傳身教下，年輕的設(shè)計師們一心撲在創(chuàng)新攻關(guān)的道路上。
經(jīng)過兩千多個日日夜夜的艱辛跋涉，嫦娥三號團隊研制出全球首創(chuàng)的兩相流體回路，啃下了熱控設(shè)計“硬骨頭”，解決了嫦娥三號月夜生存難題，為其最終安全的“活下來”打牢了基礎(chǔ)；為了驗證探測器著陸過程導(dǎo)航控制算法、GNC與推進協(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場，研制了跨度100米、高110米的著陸塔架，研制了著陸驗證器，成立了試驗隊，歷時7個月。首次在地面大氣條件下點火，開展了懸停、避障及緩速下降試驗；開展了著陸穩(wěn)定性試驗，驗證了月球重力場下著陸面地形地貌和著陸面力學參數(shù)對著陸穩(wěn)定性的影響；進行了著陸沖擊試驗，獲取了器上主要部位的沖擊響應(yīng)，并對單機力學環(huán)境條件正確性進行了確認；進行了巡視器分離釋放試驗，驗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)了我國第一個規(guī)模最大、功能最強的巡視器室內(nèi)試驗場，開展了巡視器內(nèi)場試驗，系統(tǒng)驗證了巡視器爬坡、越障、轉(zhuǎn)向力、自主避障等性能；為了驗證在未知、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，組建了試驗隊，歷時1個月很好的完成了系統(tǒng)級試驗；同時開發(fā)出滿足巡視任務(wù)的地面任務(wù)支持與遙操作系統(tǒng)，首次實現(xiàn)了對月面探測器的遙操作，為順利開展我國航天器首次地外天體巡視探測任務(wù)掃清了前進的道路。
“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成功的源泉，也說出了年輕的嫦娥人共同的心聲。為了進行測控試驗，年輕的隊員們奔赴全國各地的測控點，模擬實戰(zhàn)演練；對接隊員手抬肩扛，帶著二十多個沉重的設(shè)備箱，沿途搬運裝卸，戰(zhàn)酷暑，斗嚴寒，歷時兩個月，轉(zhuǎn)戰(zhàn)四萬里，八地對接忙！忘不了遠征沙漠無人區(qū)的酸甜苦辣，忘不了帶著防毒面具對抗內(nèi)場試驗?zāi)切┤庋劭床灰姷奈m，忘不了野外試驗中那炎炎的烈日、成群結(jié)隊的蚊蟲……
在以技術(shù)難度“險峰”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)新為團隊成長的驅(qū)動力，為嫦娥三號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、責任心干出來的探測器，請祖國人民放心！”
就是這樣一群年輕人，用青春堅守著使命，他們用創(chuàng)新追逐著夢想。仰望太空，腳踏實地，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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