作者:朱雨阳 袁贻辰 来源:中国青年报 发布时间:2014/9/16 10:44:00
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孙泽洲:教嫦娥三号“认路”

 

孙泽洲工作照

2013年12月14日21时11分,嫦娥三号在月球表面成功实施软着陆,降落后,相机传回的图像显现在总控室的大屏幕上。

北京航天飞行控制中心的飞控大厅响起一片欢呼声,坐在屏幕前的嫦娥三号探测器系统总设计师孙泽洲双手掩面,忍不住流下“欣慰的泪水”。

谈起这场准备多年的“嫦娥大考”,这位出生于1970年的科技工作者这样形容:“它不仅是一份工作,对我而言更是一项伟大的事业,因为它让我有了归属感。”

22年前,孙泽洲进入中国空间技术研究院。那时,有些“年轻气盛”的他一心想干出一番大事业,但远大志向需要以脚踏实地的不懈努力为基础,在知识和能力的积累过程中,孙泽州与大多数人一样也有过迷茫和彷徨。

机会只青睐有准备的人。2001年,探月的前期论证工作慢慢铺开,孙泽洲的工作量开始呈几何级数式增长。2004年,孙泽洲成为嫦娥一号的副总设计师。4年后,他成了航天系统最年轻的总设计师之一。这一年,他只有38岁。

与此同时,嫦娥三号的准备工作也进入关键阶段,“整个探测器当中,新研制产品的比例达80%”。相比其他航天器新研制产品仅占比30%左右而言,嫦娥三号几乎没有可以借鉴的经验。

“白手起家”的孙泽洲感慨:“连失败的经验都没有。”

着陆缓冲、自主导航、月面热控保障……一系列科研难题亟须攻关。

孙泽洲和他带领的团队很清楚,“嫦娥”的首要任务就是月面软着陆,而且这是最艰险的任务,由于着陆过程仅有10分钟左右,依靠地面进行实时控制不可行,必须由探测器自主完成。同时还面临月面地形地貌不确定性的风险,“嫦娥三号要软着陆在月球上,如果恰巧落在石头上,或者月坑里,都可能导致任务失败”。

为了完成与月球的“亲密接触”,探测器就需要自主进行着陆的制导导航和控制,而且为了降低着陆风险,必须让“嫦娥”在着陆过程中能够自主识别障碍,让它自己学会“认路”。

这个“认路”的原理很简单:通过激光束打到月球表面,折回得到时间差,随之得到距离。“以点成线,以线构面”,通过平面内高程图的构成,“嫦娥”自己就能知道哪里最适合落地了。

原理虽然简单,但实现不易。孙泽洲和他的团队选择重复模拟月球地表的环境来测试嫦娥三号着陆的情况。“它有可能向左倾斜,也有可能向右倾,在不同的飞机上我们也试验过。”由于着陆的情况有多种可能,从2008年开始,整整6年时间,孙泽洲和团队把这个10分钟的着陆过程演练了上千遍。

完成了目标的第一步“落得下去”后,就要实现“月面生存”,而这需要控制好机器内部的温度才能实现。

月球表面-180℃~120℃的巨大温差对嫦娥三号来说,是个“不小的挑战”。白天的首要任务是散热,“在地球完成散热很简单,可在月球就变得异常困难。”孙泽洲说,白天太阳光把月面晒得很热,探测器只能“打开天窗”散热;晚上的任务是保温,“采用两相流体回路技术,让热源的热量进入舱内”。为验证这些方法的效果,他们在真空模拟设备中做了几个月的试验。

自2008年以来,孙泽洲每年年假都选择“和这些机器设备打交道”。模拟实验不仅在实验室中进行,为了对相关仪器进行检验,孙泽洲和团队还曾远赴敦煌,搭个简易的棚就开始试验,有时沙尘暴一来,“吹的满脸都是沙子”。

“嫦娥三号的研究就像考试一样,都是在规定时间内完成规定事情,还不能补考。”孙泽洲告诉中国青年报记者,正是这种不可逆性让自己“没有第二次机会”。尽管一路困难重重,孙泽洲反倒是“经历了越多困难越安心,没问题才紧张”。

当记者问到“如何看待自己的工作”时,孙泽洲说:“我把这份工作当成伟大的事业来追求。它能让你有归属感,而这种归属感不是金钱和地位可以衡量的。”

 
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