新華社北京12月15日電(記者 王敏)迄今全球共實施129次探月,成功率為51%。著陸月球,前蘇聯和美國也是多次嘗試後才成功。14日晚,嫦娥三號的成功著陸,讓世界再次看到中國航天的實力。“探月第一落”成績固然可喜,但走近中國航天科技集團嫦娥三號研製團隊,卻發現背後諸多艱辛。
      談起嫦娥三號的創新與研製難度,探月工程副總設計師於登雲總結為“四新”,即技術新、產品新、平臺新、環境新;“兩多”,即關鍵技術多、配套單位多;“兩難”,即技術攻關難、試驗驗證難;“一緊”,即研製時間緊。雖是寥寥數語,卻高度概括了任務的種種艱辛。
      嫦娥三號總指揮張廷新介紹,這次探月的任務一是實施月面軟著陸,二是實施月面巡視勘察。這兩大任務要求嫦娥三號必須攻剋多項關鍵技術,包括月面軟著陸、兩器分離、月地間遙操作、月夜生存、測控通信及地面試驗等。他介紹,嫦娥三號的新研產品所占比例高達80%,而一般衛星只有20%—30%,這無疑使研製的難度陡增。同時,參與單機研製的單位有230多家,這還不包括多家參與合作的高校,因此綜合管理、協調的難度也相當大。
      與嫦娥二號、嫦娥一號相比,嫦娥三號的技術跨度大、設計約束多。探測器由著陸器和巡視器兩部分組成。從某種意義上講,探測器相當於兩顆衛星。著陸器包含11個分系統,其中,著陸緩衝分系統是基於軟著陸任務需求而新增的一個分系統;巡視器包含8個分系統。其中,移動分系統最具特色,該系統是為了實現月面巡視這一特殊任務而配置的。這兩個分系統是其他航天器所不具備的。
      “嫦娥三號的任務要求決定了總體優化設計難,推進系統研製難,著陸器的制導、導航與控制難,著陸緩衝分系統研製難,熱控分系統研製難,巡視器移動難,巡視器自主導航控制與遙操作難……”
      嫦娥三號總設計師孫澤洲口中的“難”,涉及嫦娥三號各個分系統,因為所有系統的繼承性都不強,大多需要從零開始設計研製,而其後的研製、試驗、驗證等過程更是充滿了挫折。
      以設計為例,研製人員雖然對著陸衝擊等研究形成明確結論,但著陸點的月面情況到底是什麼樣的、著陸時衝起的月塵會不會對任務的實施產生負面影響,都存在不確定性。
      為了消除不確定性,研製人員建立了包括月表地形地貌模型、月塵模型在內的多個模型,通過系統仿真進行初步分析與設計。研製人員還特別設計了模擬地球六分之一重力狀態下的各種試驗,模擬軟著陸衝擊、月面移動試驗中的月壤、光照環境;在機構等性能試驗中,模擬月塵環境、艙外設備月夜儲存環境等,並根據試驗標準進行再分析,通過對薄弱環節的不斷改進,逐步提高嫦娥三號的性能。
      就拿選擇試驗地點來講,經過多方考證,試驗隊員煞費心思,發現西北沙漠中沙子的力學特性比較接近月面,巡視器移動性能測試就安排在那裡進行。
      “試驗時,參試人員都住在臨時搭建的簡易房內,有時夜裡遇到沙塵暴,連頭部都要裹得嚴嚴實實。即使這樣,早晨起來,被子上、桌子上、地上全是沙子,足足能掃出半臉盆。”孫澤洲記憶猶新。
      漫漫38萬公里之路,嫦娥三號此次能夠順利抵達,探測器上的發動機發揮了關鍵作用,而其中7500牛變推力發動機直接決定著嫦娥三號奔月與落月的成敗,且沒有備份。
      嫦娥三號推進系統主任設計師金廣明介紹,一般衛星的發動機最大推力只有490牛,神舟系列載人飛船發動機的推力也只有2500牛, 7500牛發動機與以往飛行器上的發動機相比絕對是個“大家伙”。
      金廣明強調,7500牛發動機的研製難度不僅僅是推力的大幅增加,更大的難度是要突破大範圍變推力、高精度控制、高性能長壽命等關鍵技術。只有攻剋了這些關鍵技術,才能為探測器中途修正、近月制動、落月軟著陸等提供安全保障。其研製難度也是美俄等航天強國公認的。
      為了確保發動機完成奔月與落月任務,從“九五”開始,航天科技六院就開始研製變推力發動機;2008年,六院正式開始了7500牛變推力發動機的工程研製。嫦娥三號探測器轉場前,六院院長譚永華曾信心滿滿地承諾:“我們對7500牛發動機完成探月任務有信心。”
      有這樣的底氣,是因為在多年的研製過程中,發動機的相關試驗就進行了100多次,點火試驗累計達到6萬多秒,就是為了發動機在軌工作的1200秒不出任何問題。
      “臺上一分鐘,臺下十年功。”研製團隊為突破嫦娥三號關鍵技術所付出的艱辛努力,連他們自己也始料未及。伴隨著嫦娥三號的順利落月,研製人員多年的付出終於得到了最好的回報。廣大航天人將繼續奮勇前行,攀登航天新高峰。    (原標題:中國航天科技集團嫦娥三號研製團隊攻堅克難紀實)
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