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十年问天路,九天取玉盘——记八院探月工程研制团队
来源:中国航天报     日期:2021年01月11日    字体:【】【】【

自2011年嫦娥五号轨道器立项起,航天科技集团八院探月工程负责人张玉花就带领团队白手起家,展开了攻坚研制之旅。

小名“秋月”的“花总”,仿佛注定与月亮有缘。张玉花在载人航天领域干了18年,一纸调令加入探月团队,从嫦娥三号、四号再到五号,她一路走来,带出了一个作风硬朗的探月队伍,一步一个脚印坚定地走向月球。

攻关无所畏惧

探月工程三期最引人瞩目的当属首次在38万公里外的月球轨道上进行交会对接,将装有月壤的样品容器从上升器转移至返回器中。

2011年,八院对接与样品转移分系统的研制拉开帷幕。团队成立之初只有8个人,号称八大金刚,轨道器副总师胡震宇分管对接与样品转移分系统的研发。

探月项目状态复杂、继承性较弱,可参考的东西可以说只有“一页纸”。为了完成技术攻关,胡震宇和时任对接与样品转移分系统主任设计师的郑云青一起,带领年轻的团队成员开展了4种对接方案设计和9种转移方案设计。胡震宇介绍,通过多轮方案比较及关键技术攻关,他们最终确定了现在的抱爪式对接方案和连杆棘爪转移方案。

轨道器和上升器在环月轨道满足交会对接初始条件时,要求控制器在收到抓捕指令后1秒钟内控制抓捕机构完成抓捕,21秒内实现两器刚性连接。眨个眼的工夫就要完成对接,还是在38万公里外的月球。为验证方案样机的功能,团队提出了吊挂式对接试验方案。把方案“变现”却只有短短几个月的时间了,没有捷径也没有退路。

那段“不舍昼夜”的时光,仿佛起初是黑沉沉的夜,然后晨光微微明亮起来。

令大家印象深刻的是鉴定件力学试验,产品润滑采用的材料对湿度极度敏感。在上海的黄梅天,一场雨就可以使外部环境湿度达90%以上。当时,振动厂房空调通宵轰鸣,50个小时轮番上阵,试验不停。不眠不休不只是为了保证计划节点,更是为了呵护产品。

“当时我们最需要的是方便面和一个整夜的觉。”设计师刘洲回忆起那段岁月,只是云淡风轻地笑笑。如何突破一个个关键技术难题,如何从无到有建立起一套完备的对接与样品转移仿真系统与硬件测试系统?“总结起来就4个字,无所畏惧。”对接与样品转移分系统现任主任设计师刘仲如是说。

冲上云霄的呐喊

对于一个航天器而言,重量好比黄金,功耗好比白银,减重以克计,降功以瓦算,这是一个让设计师谈之色变的永恒难题。航天器的这些约束,让轨道器技术副总负责人李天义犯了难——除了在舱体结构减重设计上想办法外,还要对传统航天器的电气系统分工和电子产品设计理念进行创新整合和优化。

不破不立,李天义综合电子研发团队经过数十轮论证,将原有分散在多个分系统中的功能全部集成至数据管理功能中,形成了全新的综合电子分系统。有人这样形容集中攻关的强度:每天查阅资料整理报告重量可以用“吨”来计算,资料连起来可以绕地球一圈。“李总(李天义)永远放不下的是老花镜,为了随时看报告。”团队调度杜善亮打趣说。

要实现电气功能的整合,打“破”原有的设计方法,就必须建立一套新的设计标准。这就如同将一个机器人体内所有的骨骼结构拆碎重组,还要保证它“活蹦乱跳”。

打破常规的设计方法让资源统筹变成可能,一体化设计让减重不再是难题;综合电子关键技术的攻关,让轨道器公共资源的利用率大大提升,身轻如燕的轨道器张开双臂踏上奔月之路。任务圆满完成的一瞬间,团队每一个人都从心底迸发出冲上云霄的呐喊。

厉兵秣马只为成功

2017年,轨道器研制团队厉兵秣马,却意外等来了贮存的消息——由于发射计划调整,任务推迟发射,轨道器随探测器总体贮存。2019年,经过一年的贮存,当轨道器团队再次整装待发时,却迎来第二次贮存的消息。

既然为成功守候,那就逆流而上。在嫦娥五号副总设计师查学雷的带领下,整个团队对轨道器开展全面深入的寿命分析,确保各个产品设计验证到位、过程风险受控。在3年贮存期间,嫦娥五号经历5次加电自检,用沉甸甸的数据证明轨道器功能性能没有下降;经历多次发射窗口的变更与飞行程序的更改,团队成员对于每一个可能的发射窗口进行设计复核,制定详细的方案,确保随时执行发射任务。

轨道器总体主任设计师赵晨成天追着能源专家请教咨询,不断推翻又重新建立计算模型,一再细化各个飞行阶段整器供电功率的时间轴,反复推演每个可能的发射窗口的飞行程序所需的能源需求,拿出一份份经得起推敲的供电方案。

团队每个人心里都有向往胜利的渴望,汇聚成砥砺前行的保成功力量。把状态控制做得严之又严,把飞控预案做得慎之又慎,把风险管控做得细之又细,已经扎根在每个人的心里;把操作测试做得稳妥可靠,把质量工作做得全面坚实,已经是每个人的标准。轨道器始终枕戈待旦,随时准备向月球进发。

“十年磨一剑,霜刃未曾试”。十年的积淀与努力让嫦娥五号展现一飞冲天的豪迈,迎来掷地有声的壮举。(王玓瑭)

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