當人類的探索視角,從棲息已久的地球搖籃延伸到陌生的太空時,與我們每夜遙遙相望的一輪皓月,便成為古人探索未知領域的“第一個選擇”。
航天技術的飛速發展,讓我們有了把“夢想變成現實”的可能。從地球邁向天空,再邁向太空,繼而邁向深空,邁向另外一個天體……皓渺無垠的太空,見證了人類某一時期智慧的極限,也見證了許多國家不懈探索的歷程。
1970年4月24日,長征一號運載火箭成功將我國第一顆人造衛星“東方紅一號”送入太空,中國進軍外層空間的序幕由此拉開。“嫦娥”也從優美的上古神話中走來,變為壯麗的現代傳奇。
2010年10月1日,在驚天動地的呼嘯聲中,長征三號丙火箭直沖云霄,將嫦娥二號衛星準確送入地月轉移軌道。與嫦娥一號相比,嫦娥二號進入工作軌道時間更快、離月球更近、測量精度更高、試驗項目更多。
當人們贊嘆嫦娥遨游九天的雄姿時,我們無法忘記,從兩彈一星到載人航天再到探月工程,每一次跨越,離不開中國日益強大的綜合國力,離不開航天人幾十年來的艱苦創業、自主創新,也離不開眾多國有企業尤其是軍工領域的航天企業的付出與支持。他們是支撐中國航天事業的脊梁,也是嫦娥探月之旅背后的幕后英雄。
在舉國同慶“嫦娥奔月”的喜悅過后,《國企》雜志采訪了部分央企,與讀者一起回顧嫦娥研制與發射過程中那些激動人心的場景,探秘“嫦娥二號”奔月背后的故事,希望這些為中國的航天事業寫下輝煌篇章的企業與功臣,能夠為歷史與未來深深銘記。
發射篇:嫦娥飛赴廣寒宮 太空激蕩中國夢
10月26日,初冬的北京寒意愈來愈濃了。經過幾天短暫的平靜后,北京航天飛行控制中心再次吸引人們的目光。
按照計劃,嫦娥二號衛星將于今天進行飛行過程中最關鍵的一次變軌。屆時,衛星將進入近月點15公里、遠月點100公里的試驗軌道,對虹灣區進行成像活動,履行嫦娥二號“探月”的使命。這是嫦娥二號最后一次大考。
航天專家此前曾表示:“要精確控制嫦娥二號直接進入近月點100公里的環月軌道,相比控制嫦娥一號進入近月點200公里的軌道,測控難度大大增加。這次近月制動是檢驗我們軌道控制能力的硬標準。”
21時27分,北京航天飛行控制中心對嫦娥二號衛星實施了降軌控制,約18分鐘后,衛星成功進入了遠月點100公里、近月點15公里的試驗軌道。
飛控大廳右側顯示屏上,巨大的灰色月球球體在墨色的宇宙背景下旋轉,控制指令發出后,衛星上4個小發動機同時噴出耀眼的火焰。這次降軌達到了預期效果。
此時,距舉世矚目的嫦娥二號順利發射,已經過去了25天。
嫦娥二號發射紀實
2010年10月1日,全世界的目光都聚焦到中國。吸引他們的,不僅僅是這個東方大國61歲生日的舉國歡慶,還有萬眾期待的嫦娥二號奔月之旅。
18時59分57秒,長征三號丙運載火箭從西昌衛星發射中心豪邁出征,將中國探月工程二期的先導星——嫦娥二號繞月探測衛星準確送人地月轉移軌道。探月工程二期由此拉開大幕。
盡管有關方面已經表示嫦娥二號十一期間發射僅是巧合,但這的確是中國航天人送給祖國華誕的一份厚禮。本刊特約記者陳全育和陳立,親臨與嫦娥探月關系最為密切的兩個地點:西昌衛星發射中心和北京航天飛行控制中心的現場,為我們記錄下當時的情景。
西昌衛星發射中心:零星細雨中火箭起程
“40分鐘準備!”18時19分,記者走進西昌衛星發射指揮大廳,剛好聽到這一口令。此時,參試人員整齊地坐在座位上,各種數據在他們面前的電腦屏幕上不斷閃爍。探月工程高級顧問孫家陳坐在座位上,不時向大家點頭,微笑示意。
與此同時,大屏幕上顯示,發射塔架最上面的移動操作平臺徐徐打開,托舉著“嫦娥二號”衛星的火箭出現在眼前。整流罩上,“中國探月”的標志隱約可見。
坐在大廳里的嫦娥二號衛星總指揮張廷新和長征三號甲系列火箭總指揮岑拯神情輕松,正低聲交流著,倒是在場的記者,心里又是興奮又是緊張。
時間一秒一秒向發射窗口靠近。“10分鐘準備!”“5分鐘準備!”“2分鐘準備!”隨著指揮員口令間隔越來越短,發射大廳變得越來越安靜。
來不及反應,“1分鐘準備!”口令已響徹大廳,只見火箭箭體上的最后幾個擺桿徐徐打開,火箭起程在即。大屏幕上顯示,發射塔架與火箭相連的線纜瞬間脫落,無數雙眼睛都緊盯著大屏幕。
隨著“……5、4、3、2、1,點火!”的清脆口令響起,時針指向18點59分57秒。頓時,橘紅色的火焰從長三丙火箭底部瞬間噴出,伴著巨響,火箭騰空而起。火箭在發射窗口的第一秒鐘點火起飛,實現了精彩的“零窗口”發射。
“太準了!”有人小聲說。
伴隨著大屏幕上方不斷跳躍著的飛行參數,揚聲器里不時響起報告聲:“助推器分離!”“拋整流罩!”“二三級分離!”“廈門跟蹤正常!”……
19點24分,星箭分離。
19點55分,嫦娥二號衛星太陽翼展開。在大家的相互祝賀聲中,嫦娥二號衛星以近10.6公里/秒的速度開始了奔月長征……
北京航天飛行控制中心:繁忙有序 安靜自信
這一天,坐落在市區西北郊的北京航天飛行控制中心,稱得上世界上最繁忙的地方之一。
飛控中心大廳的對面是嫦娥二號衛星試驗隊的辦公室,墻上貼著五院寄來的慰問信、嫦娥二號任務主要飛控時間計劃等。10月1日下午3點,10多位試驗隊員在這里認真工作。一位隊員告訴記者,此時,他正在忙著寫遙測試驗數據判讀報告。
下午4點左右,嫦娥二號衛星副總指揮太萍來到飛控中心。她戲稱自己“今天做了許久的搬運工和電話工”,以至于忙得中午都沒顧上休息,昨天更是中飯和晚飯都沒吃。
此時,衛星總指揮顧問兼質量總監葉培建在大廳樓上慢慢踱著步子。他剛接受完電視臺采訪。對于此次發射,他輕松表示:“完成任務信心十足。”
17點59分,屏幕頂端的起飛時刻倒計時顯示為1小時。此時,飛控大廳內燈火通明,身著藍色工作服的技術人員坐在操作臺前,各就各位,嚴陣以待。
“5分鐘準備”,18點54分,指揮大廳的聲音一傳出,廳內頓時安靜下來,甚至連大廳的空調都已經全部關閉。
18點59分,揚聲器里傳來最后的讀秒聲。大屏幕上,長征三號丙火箭拖著烈焰在一片乳白色的氣浪中騰空而起。北京航天飛行控制中心主任朱民才表示,“嫦娥二號”發射升空1533秒之后,北京飛控中心將從西昌指揮中心接手衛星的安全和控制權,一路上引導嫦娥,一直護送到任務完成。
19時55分,“嫦娥二號”任務發射場區指揮部指揮長李尚福宣布:“嫦娥二號衛星準確進入軌道,嫦娥二號衛星發射圓滿成功。”
握手、擁抱、歡呼、祝賀……“祖國萬歲!”有人情不自禁地喊了起來。害怕影響任務而一直沉寂的閃光燈也突然興奮起來,將一張張笑臉映得分外燦爛。
讓親臨現場的記者們深有感觸的是,與三年前嫦娥一號發射時緊張得透不過氣來的氛圍相比,今天的火箭發射,氣氛從容而平靜,仿佛勝券在握。不少隊員在臨發射前甚至還忙里偷閑地打上一會兒籃球。而普通民眾對火箭發射,也代之以習以為常。“中國發射火箭,讓人放心!”
“準時發射,體現了一個國家航天的整體水平。五大系統的精密操作才能換來精確發射,那真是看不見的千軍萬馬啊。”中國探月工程高級顧問孫家棟感慨說。
而在記者看來,“嫦娥二號”沉著從容的發射背后。正是那些看不見的千軍萬馬一點一滴的默默付出。
研制篇:探月之路 央企沖鋒在前
探月工程是一項龐大的系統工程。各個系統既各司其職,又協同配合,每一個環節的“零缺陷、零疑點、零故障”,才確保了“首發必成”。這其中,蘊藏了無數企業的心血和汗水。如果把嫦娥飛天,比作一場舉世矚目的探月大戲,那么在這場精彩演出中,諸多中央企業無疑是當之無愧的主力軍。
航天科技:打造最有分量的探月主角
嫦娥二號探月衛星和長征三號丙運載火箭,是探月大戲中最有分量、最為耀眼的主角。這兩位主角的打造者,就是中國航天央企的排頭兵——中國航天科技集團。
此次嫦娥二號任務中,中國航天科技集團公司承擔了五大系統中的兩大系統,即嫦娥二號探月衛星及其運載火箭長征三號丙的研制任務。這需要中國航天科技集團公司內部多家單位的通力協作。集團公司六院承擔了運載火箭發動機的研制任務,九院承擔了電子元器件、箭上計算機等的研制任務,四院承擔了星載壓力傳感器研制任務,七院承擔了火工品研制任務……當然,任務最重的還屬一院和五院。在中國航天科技集團公司嚴密高效的組織管理下,火箭和嫦娥兩支隊伍開始了艱苦卓絕的研制和發射試驗工作,最終確保了嫦娥在10月1日開幕的精彩表演。
一院(中國運載火箭技術研究院):打造“神箭”送嫦娥
以前總覺得中國航天人牛,因為他們總能把那么高風險的事做得手拿把掐,但其實,一切都在預定計劃中,是無數次演練、精心計算、自己給自己出難題才取得的。
從天安門起步,沿中軸線往南13公里,便是北京南苑。中國長征系列運載火箭的搖籃——中國運載火箭技術研究院(簡稱一院),就坐落在這里。在兩萬多名航天人頑強拼搏的這片熱土上,一院人用他們鑄造的長征系列運載火箭托起了中華民族的飛天夢想。8月29日,“長征三號”丙火箭發射試驗隊正是從這里出征前往西昌衛星發射基地。
長三丙繼承了長征三號甲火箭和長征三號乙火箭的成熟技術,但它不是老大和老二的技術復制品,而必須要有技術創新和改進。它面臨著兩項嚴峻的技術挑戰,一是地月轉移軌道技術和多窗口發射技術,二是準時發射技術,提高火箭的可靠性。面對兩大技術考驗,火箭研制團隊從設計流程的規范到重大設計復核復算,從創新應用過程中的嚴密論證和反復驗證到謹慎對待工程技術狀態變化,嚴格技術狀態控制,從出廠驗收到產品測試等各個環節人手,把工作做細做實做透。
兩個助推考驗“平衡” 長三丙火箭的系統組成、分系統技術方案與長三乙火箭相同。但是,長三丙火箭只有兩個助推器,長三甲火箭沒有助推器,長三乙火箭有四個助推器。這讓它成為我國第一枚結構外形非全對稱的大型運載火箭。這一特點對火箭在飛行過程中的平衡是一個巨大的考驗,同時也給火箭的姿態控制出了—個難題。設計師們根據自己多年的經驗,在參照長三甲火箭和長三乙火箭的基礎上,反復分析研究、根據試驗修改參數,并多次請教相關專家,為增大安全余量,最終確定火箭再在捆綁兩枚助推器的基礎上安裝兩片尾翼。
打造更快捷的登月“天梯” 嫦娥一號衛星采用的調相發射軌道,猶如讓衛星通過“走步梯”的方式,在星箭分離后依靠自身的動力達到奔月點,而嫦娥二號衛星直接由火箭送入地月轉移軌道奔月口,好像坐的是“電梯”,一步到位。
用“長三丙”發射“嫦娥二號”到達奔月軌道,還是頭一次。長三甲系列火箭主任設計師李聃用“固定靶”和“移動靶”的形象比喻,來概括嫦娥一號和此次衛星發射時火箭飛行軌道的區別。顯然,這次的難度增加了很多。“從原理上講,火箭發射的不同軌道只是火箭最終達到點和最終速度的不同。但事實上每一條軌道的設計都很復雜。”李聃向記者解釋。
為了設計出合理科學的地月轉移軌道,每位軌道主管設計師在繼承一部彈道設計理論和經驗的基礎上,先后查閱和學習了上百篇相關文獻,彈道設計的模型推導一推就是數十頁,軟件一編就近萬行,彈道仿真計算優化設計至少也有幾千條……他們依靠豐富的彈道計算經驗,精確地選定了運載火箭的變軌時機;又通過大量的模擬試驗,對“嫦娥二號”的人軌精度和推進劑剩余量進行了穩妥可靠的分析。最終,橫亙在長三丙火箭研制團隊面前的一大技術難題迎刃而解。之后,中國航天科技集團公司又邀請來自全國的專家經過多次核算,才最終確定這條“奔月天梯”。地月轉移軌道發射技術的突破,為嫦娥二號鋪就了一條快速路,奔月時間比嫦娥一號減少7天。
在一點一滴中嚴抓質量 總體研究設計室從火箭的設計環節開始滲透質量控制的意識,規范質量控制的流程,用“設計流程規范,復核過程嚴格”的標準來嚴把設計質量關。為此,他們精心制定和規范了設計師手冊等指導性文件,為精細化設計作指導,保證了整體設計質量。在此基礎上,他們針對13個專業,分門別類地梳理了各專業上百條的設計要素,進一步為設計師突出關注點。針對大的設計方案,研究室成立了專門的技術審理小組,請有經驗的專家負責審查工作,確保方案的合理性和正確性。對于“嫦娥二號”這樣的重點項目,老專家們還進行了復核復算,拋開原有的設計藍本“背靠背”進行獨立核算,以確保萬無一失。
行百里路者半九十。越是接近成功,保質量的任務和工作就越是艱巨和繁重。出廠驗收時,運載火箭總體研究設計室的火箭質量評審小組會嚴格執行“預驗收和驗收”制度,堅持表格化驗收,逐項打勾確認,確保不漏項不缺項。正式發射前的發射場測試中也包含了諸如飛行軟件諸元生成、測試數據的判讀比對、多媒體記錄等涉及15個大項內容的嚴格復查和確認。每一個程序都有條不紊,穩扎穩打。在如此嚴密的質量控制體系和嚴格的質量管理流程下,研制團隊對整個發射過程和后期的運行狀況雖然也充滿了期待,卻少了一份等待未知結果時的擔心和不安。
“飛行成功是必然的!”早在嫦娥二號繞月探測衛星發射前兩個月的采訪中,長三甲系列火箭總體主任設計師劉建忠就對嫦娥二號的發射成功信心十足。因為對于結果,他跟同事們早已了然于心,那就是:成功。
正是因為保質量的意識和行為已經滲透并且融合到整個工程的每一處工作細節之中,并逐漸形成一種工作習慣,發射成功才可能成為一種常態。這些成功經驗也必將為后續的發射任務提供有益的參考。
隨著10月1日嫦娥二號任務的順利完成,長三丙火箭如同它的兩位“兄長”一樣,為長征三號甲系列運載火箭家族續寫了輝煌。同時在這本光輝的家族史冊中,記錄下的還有一支無私奉獻、敢于拼搏的研發團隊……
五院(中國空間技術研究院):披荊斬棘打造“探路者”
他們是這樣一群年輕人,聚餐時愛吃火鍋,娛樂時愛K歌;他們是這樣一群航天人,為了圓滿完成型號任務,經歷過再多不眠不休的夜晚,依然斗志昂揚地迎接新的挑戰。
唐家嶺,北京海淀區西北郊一個普通的村莊。1994年時任中央軍委副主席的劉華清在位于此處的北京航天城的奠基石上埋上了第一鍬土后,這里就建起了國際一流的空間飛行器研制基地。航天城的東部,就是中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院(簡稱五院)。7月10日,嫦娥二號繞月探測衛星發射試驗隊在這里舉行了出征儀式。他們與火箭發射試驗隊一起,聯袂上演了一場精彩的探月大戲。
時勢造英雄,重負建偉業。作為中國深空探測技術的主力軍,五院在接到嫦娥二號的任務后,調集精兵強將,全力奮戰嫦娥二號。于是,研制隊伍1000多個緊張而嚴謹的日子就這樣開始了……
再難也要萬無一失
“嫦娥二號”原本是“嫦娥一號”的備份衛星。相較于“嫦娥一號”,“嫦娥二號”任務像是一期工程向二期工程的一個跳板,在許多關鍵技術方面都要進行原始創新,難度更大、系統更復雜,相應的風險也更大。另外,由于“嫦娥二號”本是“嫦娥一號”的備份星,因此星上幾乎所有產品都沒有備份。這無疑加大了技術人員的研制難度。
“所謂‘牽一發而動全身’,‘改衛星’比‘造衛星’更需要嚴密的系統工程思維和總體思想”,探月工程商級顧問孫家棟稱,“衛星研制隊伍在這方面下了不少工夫”。
“嫦娥二號”衛星上共有214臺硬件設備,其中,繼承“嫦娥一號”衛星的產品大約有85%,做過適應性修改的產品大約占10%,新研制的產品約占5%。這些產品都處于不同的狀態,增大了風險。
嫦娥二號任務要在嫦娥一號任務的基礎上實現六大創新與突破,這些工程任務往往是一環扣一環。比如說,近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道變軌,除了驗證軌道以外,還要對月球指定區域進行高分辨率成像,同時還要對X頻段深空探測技術進行驗證。因此,要協調好它們之間的關系,確保萬無一失。
如何確保嫦娥二號衛星精準“剎車”是擺在衛星設計人員面前的又一道難題。為了能夠讓衛星順利進入100公里×100公里的工作軌道和100公里×15公里的環月軌道,以研究院“嫦娥二號”控制與推進副總師王曉磊為首的設計人員,進行了極其精確的分析求解,并建立了相關的數學模型,反復確認相關系統間的接口關系。經過一輪輪反復的討論和計算,他們終于找到了控制精度的有效方法,精準“剎車”難題迎刃而解。
嫦娥二號衛星擁有多項新技術,其中相當一部分為首次上天試驗,x波段測控體制就是其中的代表。目前,我國衛星中尚無星地x波段測控體制應用的實踐,與國內主要使用的s頻段測控體制相比,它有著傳輸速度高、信號衰減小、負載數據多等優點。但是它同時又面臨著設計、器件和工藝等一系列技術難點。設計人員們并沒有被困難嚇倒,而是直面挑戰,經過通宵達旦的攻關,終于在最短的時間內拿出了解決方案。
3年前,“嫦娥一號”實現了“零窗口”發射,節約衛星燃料120公斤,使得衛星在軌運行時間延長了4個多月,最終實現成功撞月。為再次實現“零窗口”這一創舉,科技人員廣泛開展了全系統的聯試聯調和針對性訓練,先后進行了包括改進測量雷達、更新遙測系統、改造光學儀器、優化加注系統等上百項技術改造;為了規避操作上的風險,確保嫦娥二號衛星的安全,衛星發射試驗隊提出了“操作零缺陷”的要求,確保了嫦娥二號任務實現了“零窗口”發射。
打造一支團結和諧的團隊
在風險多、難度大的型號研制面前,“嫦娥”設計者們以前所未有的勇氣與魄力全情投入到嫦娥二號任務中。面對嫦娥二號“產品狀態多、試驗驗證難、產品無備份、研制隊伍新”的特點,嫦娥二號衛星總指揮張廷新提出了“四嚴一深入”的質量管理要求,運用先進的管理理念,統籌策劃,運籌帷幄。他還大膽起用新人,有意識地給表現突出的年輕人壓擔子,促使年輕人快速成長,為嫦娥二號衛星圓滿成功打下了堅實的基礎。
嫦娥二號總設計師黃江川也是老航天人了。除了全面領導型號技術管理工作,負責與工程總體和其他系統間的技術問題外,他還常常深入研制和測試第一線。在衛星控制計算機問題排故攻堅過程中,黃江川指揮若定,快速故障定位,廢寢忘食,持續工作60個小時,最終問題得到了圓滿解決。
葉培建院士是嫦娥二號衛星的總指揮顧問、試驗隊質量總監。年逾60的他,在衛星發射場工作進入電測階段的關鍵時刻,來到了試驗現場,與隊員們并肩作戰。特別是當電測工作出現某些異常現象時,他更是深夜堅持在現場,與總師和設計人員一起想方設法,排除疑點,快速采取措施,及時處理相關問題。
老一代航天人的一言一行深深地影響、激勵著年輕的設計師們。巾幗不讓須眉的衛星副總指揮太萍,親力親為、以身作則的衛星副總設計師王曉磊,長期加班而靠喝咖啡提神的“咖啡達人”饒煒,年紀輕輕卻擔當重任的總體主任設計師孟林智……都在各自的本職崗位上拼搏奉獻著。一個個不眠之夜,一次次過關奪隘,一場場拼搏會戰,至今歷歷在目,刻骨銘心。
正因為有無數個這樣的航天人,嫦娥二號衛星才會在如此短的時間內順利完成各階段任務,不僅實現了“零窗口”發射,且在地月轉移軌道僅用了一次中途修正,為衛星節省大量燃料,實現了一次完美的奔月之旅。
中國電科:攻堅克難 確保“嫦娥二號”成功
“嫦娥二號”繞月探測工程由五大系統組成,任何一個系統和環節,都關系整個工程的成敗。除了衛星和火箭這兩個主角外,也有眾多并不起眼的配角,默默無聞地支撐著整個工程的正常運轉。
據探月工程有關技術負責人介紹,火箭系統有3萬多個元器件、將近10萬根電纜電線,衛星系統有5萬多個元器件。在這數以萬計的元器件中,哪怕其中一個發生問題后果都不堪設想。這對所有產品都提出了前所未有的高標準技術要求。任何一個小環節出問題,都會影響這次“嫦娥二號”任務的圓滿成功。
在諸多配角的背后,同樣有一批默默奉獻的人。他們大膽創新、艱苦拼搏,實現著中國航天領域一個又一個突破。作為我國電子信息產業的“國家隊”和“主力軍”,中國電子科技集團就是一支重要力量。
在此次的“嫦娥二號”工程任務中,中國電科承擔了為整機單位配套元器件的研制生產任務。9所、13所、21所、44所、55所等單位研制的隔離器、耦合器、環行器,放大器、壓控振蕩器、濾波器,感應子式永磁步進電動機,光調制解調器,微波輻射計前端、八倍頻器、變容二極管等核心元器件……這些器件雖不起眼,但它們“秤砣雖小壓千斤”,成為“嫦娥二號”的“幕后英雄”。
為地月溝通搭建信息橋梁
在“嫦娥二號”奔向月球的過程中,我們不斷聽到“青島數據正常、喀什遙測數據正常”的聲音,這就是中國電科承擔的遙控系統在精準地控制著衛星。
中國電科10所、27所、39所和54所承擔研制了S/X頻段統一測控系統、工程應答機、脈沖相參應答機及天饋配套設備、USB測控系統,分布在國內的青島和喀什站以及遠望三號、遠望五號、遠望六號測量船上。
“如果把航天活動比作放風箏的話,這里的‘風箏’就是航天器,‘風箏線’就是測控設備發出的電磁波,‘牽線人’就是測控站的操作者和航天指控中心的指揮員。”中國電科第10研究所副所長雷厲對測控通信系統作了一個形象的比喻。在“嫦娥二號”所有系統中,測控通信系統至關重要,是月球探測器和地球之間的信息橋梁。它保證了軌道控制“很精準”,原計劃進行的“嫦娥二號”衛星軌道中途修正動作被接連取消,保證了3次近月制動任務順利完成,使“嫦娥二號”正式成為月球家族的新成員,完成飛入太空后迄今為止難度系數最高的“華麗轉身”。
“嫦娥二號”的“好管家”
當“嫦娥二號”進入環月軌道到月宮巡游,去獲取月球寶貴信息的時候,地球上必須有—個“管家”告訴她何時開啟哪種科學探測儀器進行工作,何時讓照相機睜開眼睛拍照,何時又閉上眼睛給照相機充電。當她把探測獲取的信息源源不斷從九天之外發回地球時,地面上的這個“管家”還要接收、處理和管理這些信息,例如月球表面三維影像、月球物質成分、月壤特性、地月與近月空間環境……這個“管家”連接著“天”與“地”,它就是探月工程中的地面應用系統。
“嫦娥二號”地面應用系統由數據接收、運行管理、數據預處理、數據管理、科學應用與研究五個分系統組成。對于航天任務來說,高度的穩定性和可靠性至關重要。中國電科各研究所在接到“嫦娥二號”任務后,高度重視,迅速行動,精心部署,全力保障任務的成功完成。低溫接收機自安裝到各個臺站以來,基本上處于正常運行狀態。到2010年9月已經累計工作30000小時以上。
在“嫦娥二號”任務中,中國電科第54所在地面應用系統數據接收分系統中主要負責部分改造工作。54所有關負責人介紹,54所根據嫦娥二號任務需要,對監控與任務管理、網絡協議轉換、ACU上位機和落地數據管理等設備進行了適應性改造,以及50米天線伺服系統的改造工作。
在項目進展到關鍵的現場調試階段,為了保證工作進度,課題組的全體同志廢寢忘食,連續多日工作到凌晨兩三點,大家對此戲稱為上午、中午、下午、晚上(上半夜)和夜里(下半夜)五班不倒。特別是張焱同志,作為項目負責人,帶頭加班。聯試期間,他在北京、昆明兩處跑,沒有時間回家,只能電話問候家人,笑稱自己為“最感謝中國移動的人”。
衛星動力之源
“嫦娥二號”衛星直上九天攬月的動力之源,正是中國電科第18所研制的電源分系統。“嫦娥二號”衛星電源分系統與其他衛星電源分系統一樣,由太陽電池陣、貯能蓄電池組及電源控制器三大部分組成。在白天,太陽電池陣發電,將光能轉換為電能,為衛星供電,同時太陽電池陣給蓄電池組充電,使蓄電池組處于滿荷電狀態。而在夜間,則由蓄電池組供電,經放電調節電路調節,以穩定的電壓給整星供電。由于月球探測器在飛行高度、運行環境、工作使命等多方面與地球衛星都存在著明顯的不同,因此電源分系統的管理與控制更為復雜。
針對“嫦娥二號”衛星用電功率大、太陽電池陣發電功率余量極小、衛星軌道運行環境惡劣等突出問題,中國電科的科技人員通過選用光電轉換效率高的背太陽電池和提高太陽電池面積占用率等技術措施,提高了太陽電池輸出功率,增強了太陽電池陣在軌運行中的耐高、低溫應力應變疲勞能力。
“嫦娥二號”衛星氫鎳蓄電池組面臨著溫度變化范圍大、低溫月蝕放電等技術難題。18所的科技人員們突破了一系列關鍵技術:通過對電池結構的優化設計,減小發熱量,提高散熱速率,延長壽命;通過焊接工藝和密封極柱的攻關,有效地保證了殼體耐疲勞能力滿足設計壽命的要求,電池耐壓能力已達到長循環壽命,完全滿足嫦娥衛星充放電循環的設計壽命要求。
在“嫦娥二號”衛星電源控制器的研制過程中,工程組僅用10個月的時間,先后實現了內雙外單、全調節、全開關統一母線設計,充電陣與供電陣的自動轉換,多方式、大電流智能充電,電池內部壓力控制和過壓力保護控制,蓄電池的在軌均衡放電控制,設備一體化集成設計等設計與研制目標。
“能參加嫦娥衛星的研制工作是我們最大的幸福。”“我們研制產品必須做到安全可靠,萬無一失。”這是采訪過程中18所的科技人員說得最多的兩句話。為了攻克難關,他們苦苦實驗,孜孜探索,為嫦娥二號的圓滿成功,交出了一份滿意的答卷。也為“特別吃苦、特別能戰斗、特別能攻關、特別能奉獻”的載人航天精神做了最好的詮釋。
嫦娥二號順利飛天,不僅在中國航天事業的第三座里程碑上寫下了精彩的一筆,而且再一次譜寫了社會主義大協作的勝利凱歌。除了航天科技、中國電科之外,還有眾多國有企業參與“嫦娥”關鍵系統配套產品提供。他們在探月二期工程中,默默地奉獻著自己的力量。“繁星點點綴天河,汗水滴滴淌無聲”,就是全體航天人的真實寫照。