在中國航天史上寫下“人類首次”字樣——記嫦娥四號探測器研發(fā)團隊
2020-11-29 08:11:20 來源: 光明日報
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???????????????????????????? 嫦娥四號團隊科研人員在測試現(xiàn)場工作。資料圖片

嫦娥四號團隊科研人員在飛控工作現(xiàn)場。資料圖片

嫦娥四號探測器試驗隊成員在動員會上宣誓。資料圖片

  【解碼“新動力人群”】

  2020年11月24日,嫦娥五號月球探測器成功發(fā)射。遙遠的月球之上,嫦娥四號探測器即將迎來新的伙伴。

  2020年6月,嫦娥四號任務(wù)團隊的優(yōu)秀代表,榮獲國際宇航聯(lián)合會2020“世界航天獎”,這是該獎項設(shè)立70年來首次授予中國航天科學(xué)家。嫦娥四號任務(wù)團隊還被美國航天基金會授予2020年度航天唯一金獎,被國際月球村協(xié)會授予自成立以來的首個優(yōu)秀探月任務(wù)獎,被英國皇家航空學(xué)會授予2019年度全球唯一的團隊金獎……

  中國航天碩果累累、人才輩出,為什么嫦娥四號任務(wù)團隊能頻獲殊榮?

  2019年2月,習(xí)近平總書記在會見探月工程嫦娥四號任務(wù)參研參試人員代表時指出,這次嫦娥四號任務(wù),堅持自主創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、開放創(chuàng)新,實現(xiàn)人類航天器首次在月球背面巡視探測,率先在月背刻上了中國足跡,是探索建立新型舉國體制的又一生動實踐。

  “我國探月工程,不斷寫下中國人探索浩瀚宇宙的嶄新篇章。但從嫦娥四號起,中國航天的歷史才開始不斷出現(xiàn)‘人類首次’字樣?!辨隙鹚奶柼綔y器副總設(shè)計師賈陽說。嫦娥四號任務(wù)圓滿成功,標(biāo)志著中國科學(xué)家真正開始為人類和平利用太空貢獻更多中國智慧、中國方案、中國力量。

  承擔(dān)更具挑戰(zhàn)的任務(wù)

  2020年11月22日,嫦娥四號著陸器和“玉兔二號”巡視器(也稱“月球車”)完成第24月晝工作,進入月夜休眠。目前,嫦娥四號已創(chuàng)造多個世界第一,是在月表工作時間最長的月球車。

  “2013年,嫦娥三號實現(xiàn)首次月球軟著陸后,中國國家航天局認為作為備份星的嫦娥四號應(yīng)承擔(dān)更具挑戰(zhàn)的任務(wù)?!辨隙鹚奶枴谤o橋”中繼星總設(shè)計師張立華介紹,“去月球背面比去正面風(fēng)險增大了很多,不僅要解決中繼通信的難題,還要面對起伏多變的崎嶇地形?!?/p>

  由于月球的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相同。自古以來,人類都只能看到月球的“正臉”,雖然國內(nèi)外繞月探測器已經(jīng)得到了月球背面的影像,卻從來沒有探測器能夠著陸于月球的背面開展探測。

  為了應(yīng)對嫦娥四號任務(wù)帶來的種種挑戰(zhàn),曾擔(dān)任我國首臺月球車“玉兔號”設(shè)計師的賈陽和同事們對“玉兔二號”巡視器進行了多項改進創(chuàng)新,希望它更自主、更健壯、更可靠,可以在月球上走得更遠。

  “著陸器在月球上降落后,‘玉兔二號’要從著陸器上行駛下去。進行試驗的時候,需要考慮的因素就比較多了,比如說著陸器降落的地方很可能不是平的,最大能傾斜到多少度呢?如果是張家界那樣的地形呢?車在往下邊走的時候,是順著兩個梯子,這兩個梯子一定是平行的嗎?如果梯子之間形成異面角度,角度最大又能有多少?”賈陽說,“團隊成員做了幾千種可能情況分析,窮盡了各種極端情況,對最后算出的可能情況又增加難度做了實驗,月球車也能成功行駛,這樣我們心里才踏實了。”

  2019年1月3日,嫦娥四號成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地馮·卡門撞擊坑的預(yù)選著陸區(qū)。這片永遠背向地球的亙古荒原,在寂寞了數(shù)十億年后,終于迎來第一個翩翩降臨的地球訪客。

  “嫦娥四號任務(wù)實現(xiàn)了多項創(chuàng)新,填補系列國際國內(nèi)空白,充分體現(xiàn)了中國航天人敢下先手棋、善打主動仗的精神?!睆埩⑷A說。

  率先在月背刻上中國足跡

  嫦娥四號探測器由著陸器與“玉兔二號”巡視器組成。嫦娥四號成為人類首次在月球背面軟著陸的探測器,“鵲橋”中繼星發(fā)揮了關(guān)鍵作用——為地面與嫦娥四號探測器搭建起通信橋梁。

  為什么一定要有一個中繼星呢?

  原來,嫦娥四號探測器著陸在月球背面后,會被月球所遮擋,地球和探測器無法進行通信。“‘鵲橋’雖然不是嫦娥四號任務(wù)的主角,卻是重要的組成部分,也是全新研制的,其使命就是為月球背面的著陸器和巡視器提供中繼通信服務(wù)。”張立華說,“‘鵲橋’中繼星個頭不大,整星重量只有400多公斤,但它要一端連著遠到8萬公里的探測器,另一端連著40多萬公里外的地球,架起一座橫跨地月的信息‘橋梁’。”

  “由于通信距離太遠,通信天線口徑要盡量大?!睆埩⑷A說,如果在地面上,這很容易實現(xiàn),但由于火箭空間限制,上星的天線要面臨很多難題。

  最后,中繼星研發(fā)團隊選擇了傘狀天線的新方案?!斑@樣發(fā)射時天線可以收攏到最小,入軌后再展開,但這樣的天線加工裝配過程非常復(fù)雜?!睆埩⑷A介紹,天線上有幾千個繩系控制點,為確保展開后符合型面精度要求,必須一個一個點通過手工調(diào)整到位。

  “傘天線研制和衛(wèi)星測試的工作強度和壓力巨大,時間上又不能松動,團隊的科研人員經(jīng)常連續(xù)幾個月加班加點,最緊張時連軸轉(zhuǎn),沒有周末和節(jié)假日?!睆埩⑷A說。

  “嫦娥四號任務(wù),我們能夠完成人家沒有做過的全新的任務(wù),依靠的是航天事業(yè)多年的積累和不斷地創(chuàng)新,從跟跑、并跑到在一些任務(wù)上實現(xiàn)領(lǐng)跑?!睆埩⑷A說。

  “鵲橋”于2018年5月21日從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空。張立華說,研制團隊從2015年年底接到任務(wù),在短短30個月內(nèi)按期實現(xiàn)了發(fā)射,大家真的是靠著一股精神,憋著一口氣,才最終堅持下來。

  “新時代是奮斗者的時代。”張立華說,“中國航天的每一個大膽設(shè)想、每一次成功實施,都是航天人拼搏與奮斗精神的充分展示?!?/p>

  一步一個腳印,一棒接著一棒

  “航天器的特性就是一旦投入使用,我們沒有辦法修復(fù)它。壞了,我們就沒有辦法了,所以零缺陷在航天行業(yè)文化中是很重要的?!辨隙鹚奶栔懫鳒y控數(shù)傳分系統(tǒng)主任設(shè)計師劉適說。

  “航天科研團隊是有精神傳承的,以老帶新、積淀傳承的傳統(tǒng)一直在團隊中延續(xù)。嫦娥四號研發(fā)過程,也是一個航天人才培養(yǎng)的過程?!眲⑦m說,“任務(wù)緊張的時候,甭管多晚開辦公會,哪怕是凌晨1點,像嫦娥四號探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤洲等領(lǐng)導(dǎo),他們都不會缺席。在總結(jié)過程中,他們要聽一聽今天碰到什么情況,有時測得很不順利,他們還給大家鼓鼓勁兒,然后提一些建議?!?/p>

  有一天晚上,因為測試中發(fā)現(xiàn)干擾很強,科研人員一直測不到真正想要的一個結(jié)果。“當(dāng)時時間又很緊張,最后商量說在測試場地周圍加一些特殊板材,需要臨時去從別的測試場搬過來?!眲⑦m說,“團隊里也不分誰是總師、誰是測試人員,大家都一起去,確保測試進度不受阻?!?/p>

  嫦娥四號探測器落月成功后,嫦娥四號著陸器總體主任設(shè)計師李飛說:“大家都非常激動,很多同志都哭了。”

  其實,嫦娥四號成功發(fā)射后,李飛就搭上最早一班飛機,從西昌回到北京航天飛行控制中心駐守監(jiān)控。在此之前,他已在西昌發(fā)射場鏖戰(zhàn)了3個月。“我們在發(fā)射場連續(xù)奮戰(zhàn)92天,為確保在發(fā)射場零質(zhì)量問題,不留一絲隱患上天,研制團隊每天下班前都要周密策劃第二天的工作,并且認真總結(jié)當(dāng)天的工作,幾乎每天晚上都差不多10點才能下班?!崩铒w說,“整個團隊是以短跑速度進行長跑,沒有使命感是堅持不下來的?!?/p>

  太空探索永無止境,嫦娥五號已開啟中國航天新的征程?!疤皆氯藢⒉回撋厝A,努力奔跑,讓夢想在宇宙發(fā)出燦爛的光芒?!辟Z陽說,“我們要心懷夢想、奮勇拼搏,一步一個腳印,一棒接著一棒,在奮力奔跑和接續(xù)奮斗中成就夢想?!?/p>

  鏈接

  嫦娥四號創(chuàng)造了多少個世界第一?

  ◎第一次實現(xiàn)人類探測器月球背面軟著陸和巡視探測。

  ◎第一次利用運行在地月拉格朗日L2點的中繼通信衛(wèi)星,實現(xiàn)月球背面與地球的連續(xù)可靠中繼通信。

  ◎第一次在月球背面開展月球表面科學(xué)探測和低頻射電天文觀測,填補世界月球科學(xué)探測領(lǐng)域多項空白。(本報記者 羅旭)

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