作者:罗旭 来源:光明日报 发布时间:2020/11/29 9:41:57
选择字号:
在中国航天史上写下“人类首次”字样
——记嫦娥四号探测器研发团队

 

2020年11月24日,嫦娥五号月球探测器成功发射。遥远的月球之上,嫦娥四号探测器即将迎来新的伙伴。

2020年6月,嫦娥四号任务团队的优秀代表,荣获国际宇航联合会2020“世界航天奖”,这是该奖项设立70年来首次授予中国航天科学家。嫦娥四号任务团队还被美国航天基金会授予2020年度航天唯一金奖,被国际月球村协会授予自成立以来的首个优秀探月任务奖,被英国皇家航空学会授予2019年度全球唯一的团队金奖……

中国航天硕果累累、人才辈出,为什么嫦娥四号任务团队能频获殊荣?

2019年2月,近平书记在会见探月工程嫦娥四号任务参研参试人员代表时指出,这次嫦娥四号任务,坚持自主创新、协同创新、开放创新,实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹,是探索建立新型举国体制的又一生动实践。

“我国探月工程,不断写下中国人探索浩瀚宇宙的崭新篇章。但从嫦娥四号起,中国航天的历史才开始不断出现‘人类首次’字样。”嫦娥四号探测器副总设计师贾阳说。嫦娥四号任务圆满成功,标志着中国科学家真正开始为人类和平利用太空贡献更多中国智慧、中国方案、中国力量。

承担更具挑战的任务

2020年11月22日,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”巡视器(也称“月球车”)完成第24月昼工作,进入月夜休眠。目前,嫦娥四号已创造多个世界第一,是在月表工作时间最长的月球车。

“2013年,嫦娥三号实现首次月球软着陆后,中国国家航天局认为作为备份星的嫦娥四号应承担更具挑战的任务。”嫦娥四号“鹊桥”中继星总设计师张立华介绍,“去月球背面比去正面风险增大了很多,不仅要解决中继通信的难题,还要面对起伏多变的崎岖地形。”

由于月球的自转周期和公转周期相同。自古以来,人类都只能看到月球的“正脸”,虽然国内外绕月探测器已经得到了月球背面的影像,却从来没有探测器能够着陆于月球的背面开展探测。

为了应对嫦娥四号任务带来的种种挑战,曾担任我国首台月球车“玉兔号”设计师的贾阳和同事们对“玉兔二号”巡视器进行了多项改进创新,希望它更自主、更健壮、更可靠,可以在月球上走得更远。

“着陆器在月球上降落后,‘玉兔二号’要从着陆器上行驶下去。进行试验的时候,需要考虑的因素就比较多了,比如说着陆器降落的地方很可能不是平的,最大能倾斜到多少度呢?如果是张家界那样的地形呢?车在往下边走的时候,是顺着两个梯子,这两个梯子一定是平行的吗?如果梯子之间形成异面角度,角度最大又能有多少?”贾阳说,“团队成员做了几千种可能情况分析,穷尽了各种极端情况,对最后算出的可能情况又增加难度做了实验,月球车也能成功行驶,这样我们心里才踏实了。”

2019年1月3日,嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区。这片永远背向地球的亘古荒原,在寂寞了数十亿年后,终于迎来第一个翩翩降临的地球访客。

“嫦娥四号任务实现了多项创新,填补系列国际国内空白,充分体现了中国航天人敢下先手棋、善打主动仗的精神。”张立华说。

率先在月背刻上中国足迹

嫦娥四号探测器由着陆器与“玉兔二号”巡视器组成。嫦娥四号成为人类首次在月球背面软着陆的探测器,“鹊桥”中继星发挥了关键作用——为地面与嫦娥四号探测器搭建起通信桥梁。

为什么一定要有一个中继星呢?

原来,嫦娥四号探测器着陆在月球背面后,会被月球所遮挡,地球和探测器无法进行通信。“‘鹊桥’虽然不是嫦娥四号任务的主角,却是重要的组成部分,也是全新研制的,其使命就是为月球背面的着陆器和巡视器提供中继通信服务。”张立华说,“‘鹊桥’中继星个头不大,整星重量只有400多公斤,但它要一端连着远到8万公里的探测器,另一端连着40多万公里外的地球,架起一座横跨地月的信息‘桥梁’。”

“由于通信距离太远,通信天线口径要尽量大。”张立华说,如果在地面上,这很容易实现,但由于火箭空间限制,上星的天线要面临很多难题。

最后,中继星研发团队选择了伞状天线的新方案。“这样发射时天线可以收拢到最小,入轨后再展开,但这样的天线加工装配过程非常复杂。”张立华介绍,天线上有几千个绳系控制点,为确保展开后符合型面精度要求,必须一个一个点通过手工调整到位。

“伞天线研制和卫星测试的工作强度和压力巨大,时间上又不能松动,团队的科研人员经常连续几个月加班加点,最紧张时连轴转,没有周末和节假日。”张立华说。

“嫦娥四号任务,我们能够完成人家没有做过的全新的任务,依靠的是航天事业多年的积累和不断地创新,从跟跑、并跑到在一些任务上实现领跑。”张立华说。

“鹊桥”于2018年5月21日从西昌卫星发射中心升空。张立华说,研制团队从2015年年底接到任务,在短短30个月内按期实现了发射,大家真的是靠着一股精神,憋着一口气,才最终坚持下来。

“新时代是奋斗者的时代。”张立华说,“中国航天的每一个大胆设想、每一次成功实施,都是航天人拼搏与奋斗精神的充分展示。”

一步一个脚印,一棒接着一棒

“航天器的特性就是一旦投入使用,我们没有办法修复它。坏了,我们就没有办法了,所以零缺陷在航天行业文化中是很重要的。”嫦娥四号着陆器测控数传分系统主任设计师刘适说。

“航天科研团队是有精神传承的,以老带新、积淀传承的传统一直在团队中延续。嫦娥四号研发过程,也是一个航天人才培养的过程。”刘适说,“任务紧张的时候,甭管多晚开办公会,哪怕是凌晨1点,像嫦娥四号探测器系统总设计师孙泽洲等领导,他们都不会缺席。在总结过程中,他们要听一听今天碰到什么情况,有时测得很不顺利,他们还给大家鼓鼓劲儿,然后提一些建议。”

有一天晚上,因为测试中发现干扰很强,科研人员一直测不到真正想要的一个结果。“当时时间又很紧张,最后商量说在测试场地周围加一些特殊板材,需要临时去从别的测试场搬过来。”刘适说,“团队里也不分谁是总师、谁是测试人员,大家都一起去,确保测试进度不受阻。”

嫦娥四号探测器落月成功后,嫦娥四号着陆器总体主任设计师李飞说:“大家都非常激动,很多同志都哭了。”

其实,嫦娥四号成功发射后,李飞就搭上最早一班飞机,从西昌回到北京航天飞行控制中心驻守监控。在此之前,他已在西昌发射场鏖战了3个月。“我们在发射场连续奋战92天,为确保在发射场零质量问题,不留一丝隐患上天,研制团队每天下班前都要周密策划第二天的工作,并且认真总结当天的工作,几乎每天晚上都差不多10点才能下班。”李飞说,“整个团队是以短跑速度进行长跑,没有使命感是坚持不下来的。”

太空探索永无止境,嫦娥五号已开启中国航天新的征程。“探月人将不负韶华,努力奔跑,让梦想在宇宙发出灿烂的光芒。”贾阳说,“我们要心怀梦想、奋勇拼搏,一步一个脚印,一棒接着一棒,在奋力奔跑和接续奋斗中成就梦想。”

链接

嫦娥四号创造了多少个世界第一?

◎第一次实现人类探测器月球背面软着陆和巡视探测。

◎第一次利用运行在地月拉格朗日L2点的中继通信卫星,实现月球背面与地球的连续可靠中继通信。

◎第一次在月球背面开展月球表面科学探测和低频射电天文观测,填补世界月球科学探测领域多项空白。

 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
寻找宇宙传来的嗡嗡声 光子如雪也能崩塌
20亿天体!请查收这张巨幅宇宙“天图” 嫦娥五号搭载牧草出苗
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文