中國航天科技集團公司自主創(chuàng)新送嫦娥攬月

楊蕾

“嫦娥”抱“玉兔”，九天再攬月，科技創(chuàng)新今日再續(xù)傳奇。嫦娥三號任務不負眾望地圓滿完成。這是中國探月工程的一大步，更是航天科技創(chuàng)新的一大步。

在嫦娥三號這項體系龐雜、意義重大的工程中，中國航天科技集團公司承擔了探測器和運載火箭兩大核心關鍵系統(tǒng)抓總研制工作。6年來，集團公司的參研參試人員不斷開拓創(chuàng)新、攻堅克難，用完美的成功證明：中國航天有實力、有信心依靠自主創(chuàng)新，開拓更遠的深空探測疆域。

探月坐標系上的新起點

俱懷逸興壯思飛，欲上青天攬明月。早在2007年，嫦娥一號僅用3年多時間，創(chuàng)造了世界繞月探測衛(wèi)星研制的最短紀錄。

3年后，帶著“飛得更快、靠的更近、看得更清”的目標，嫦娥二號在創(chuàng)下多個“第一次”后超額完成任務。它作為嫦娥三號的先導星，為嫦娥三號的發(fā)射奠定了堅實的基礎。

又是一個3年，作為我國第一個地外天體軟著陸探測器的嫦娥三號誕生在集團公司，“嫦娥三號探測器是全新研制的探測器，也是5大系統(tǒng)中的核心，難度最大、需要攻克的關鍵技術多、技術跨度大、實施風險高。”嫦娥三號探測器副總設計師賈陽說。

如其所說，月球探測工程體系復雜，風險也相當高。據資料統(tǒng)計，世界上共進行了百余次月球探測活動，成功率剛剛過半。

盡管集團公司有嫦娥一號、嫦娥二號成功研制的經驗，但嫦娥三號的研制依然要面對諸多全新情況和巨大挑戰(zhàn)。比如，要面臨的是其他航天器從未遇到過的月面全新環(huán)境、全新研制平臺、全新載荷設備和全新工作模式；要面臨新技術多、配套單位多的特點，地面試驗驗證難度大、探測器“瘦身”難的問題等。

面對著全新的科研挑戰(zhàn)，科研人員邁過道道關卡，在6個方面實現(xiàn)了歷史性的突破。

其中包括，首次開展我國航天器在地外天體軟著陸，首次開展我國航天器在地外天體巡視探測，首次開展對月面探測器的遙操作，突破多軌道、窄窗口發(fā)射和高精度入軌技術，首次研建我國大型深空站，初步建成覆蓋行星際的深空測控網，首次在月面開展多種科學探測，首次在我國航天器上采用同位素熱源和兩相流體回路技術，以滿足探測器在月夜極端溫度環(huán)境下的生存需要，并研制了一系列特種試驗設施，形成一系列先進試驗方法。

猶如“新生兒”般的嫦娥三號閃耀著創(chuàng)新的光芒，光芒中凝聚了無數(shù)航天人奮發(fā)圖強的光輝精神。在這條自主創(chuàng)新的探月之路上，嫦娥三號任務的成功猶如一座新的豐碑，在中國探月的坐標系上樹起一個新的起點。

通天路上穩(wěn)送“三姐妹”

將嫦娥“三姐妹”安全送達目的地，是長征三號甲系列火箭家族的一件大事。因此，由集團公司承擔研制的長三甲系列火箭旗下的“三兄弟”各顯神通，托舉著“三姐妹”攀上一座座科技高峰，也把流傳千年的神話化為鮮活的現(xiàn)代文明奇跡。

2007年，自重只有2.4噸、“身材”曼妙的嫦娥一號在長三甲火箭托舉下，先繞地球飛行后在奔向月球。這種相當于坐著“滾梯”奔月的方式，讓奔月旅程耗費了12天之久。

2010年，同樣重量的嫦娥二號乘坐長三丙火箭，以“直梯”的方式奔月，即火箭將“二姑娘”直接送入地月轉移軌道，使得奔月時間縮短了5天，刷新了嫦娥奔月的“中國速度”。

3年后的今天，攬“玉兔”（月球車）同赴廣寒宮的“三妹”質量陡然增加了1200千克，卻依舊順利乘坐“直梯”抵達近地點高度200公里、遠地點高度38萬公里的地月轉移軌道。這要歸功于長三甲火箭家族中運載能力最強的“大力士”——長征三號乙改進型三級捆綁式液體運載火箭。

盡管是久經沙場的“大力士”，為了這次不尋常的任務，長三乙仍進行了多項改進，“以實現(xiàn)入軌精度更高、適應能力更高、運載能力要求更高、可靠性要求更高的目標。”長三乙火箭總設計師姜杰坦言。

每一次創(chuàng)新都在突破中升華。集團公司在這枚“金牌火箭”原有的基礎上開展了6大專項技術攻關，讓火箭更加勇武有力。

為了將嫦娥三號送入更精準的軌道，節(jié)省后續(xù)任務的燃料，長三乙在發(fā)射窗口上做了一篇“大文章”。了解火箭發(fā)射的人都知道，每次發(fā)射任務都可能由于客觀原因導致火箭不能準時點火，從而錯失最佳發(fā)射時機。為此，長三乙通過窗口優(yōu)化設計、軟件在線切換等技術進行了改進和試驗，發(fā)射月有連續(xù)3天具備發(fā)射條件，每天有2個發(fā)射窗口，大大降低了發(fā)射風險。

此外，長三乙還首次采用了雙激光慣組加衛(wèi)星導航修正的復合制導技術，這相當于給火箭安上了“兩只眼睛”，一只眼睛可以保證火箭按照設計好的軌道飛行，另一只眼睛則精確計算最佳途徑，并隨時修正，更加確保了“嫦三”精確入軌。

在可靠性和運載能力上，火箭也實現(xiàn)了質的飛躍。經過改造后的火箭，飛行可靠性由原來的0.938提升至0.942，奔月軌道運載能力由3750千克（長時間滑行狀態(tài)）增長到3780千克。

另外，長三乙首次運用遙測圖像實時傳輸技術，對火箭的發(fā)射和飛行過程進行“現(xiàn)場直播”。同時，還為“嫦三”量身打造了尊貴專享的“座椅”，即重新設計了“嫦三”的連接器，使火箭與探測器更完美地連接在一起，增強了“嫦三”奔月途中的舒適性和安全性。

正如一院院長李洪所說，“火箭的每一次飛行都是一種創(chuàng)新”。每一次創(chuàng)新都為后續(xù)深空探測奠定了堅實的基礎。

非先行者，卻是屢攀高峰者

在嫦娥一號成功發(fā)射時，法國《歐洲時報》曾發(fā)表社論說，“嫦娥奔月”將一個完整的中國夢呈現(xiàn)給世界。3年后，嫦娥二號的成功，讓美國媒體開始擔心與中國的探月比賽可能成為“龜兔賽跑”。今天，嫦娥三號的成功，則讓全世界都驚嘆于中國的探月工程在創(chuàng)新和突破中步步為營，成為中國科技自主創(chuàng)新一面耀眼的旗幟。

嫦娥三號任務是自1976年8月9日前蘇聯(lián)“月球”24號成功登月后，37年以來，全世界第一次月球軟著陸探測任務。正所謂“長天信步過康橋”，盡管相較于美、蘇的月球探索之旅，嫦娥三號沒在時間上占優(yōu)勢，卻在安全可靠上更勝一籌，并創(chuàng)造了人類科學史上的多個“第一次”。集團公司的科研人員從嫦娥三號軟著陸的整體方案入手，力求以更安全、更可靠的方式協(xié)助探測器完成各項任務。

就任務模式而言，嫦娥三號在軟著陸過程中的動力下降段具有懸停、避障的能力，這是其他國家軟著陸探測器所不具備的。當嫦娥三號進入懸停、避障階段，可以對著陸區(qū)地形、地貌進行精確勘察，識別出危險地形，這極大地提高了著陸的安全性。

在航天器熱控制技術方面，采用重力輔助兩相流體回路技術，實現(xiàn)同位素熱能的可控運輸尚屬國際首例；采取基于太陽能喚醒的月面休眠喚醒創(chuàng)新方案，解決低溫條件下的探測器月夜生存問題也是首開先河。在科學探測方面，科研人員通過測月雷達等載荷，首次實現(xiàn)了月球表面月壤厚度剖面探測等科學目標。一個個“第一次”的突破，極具說服力地展示了中國航天人卓越的創(chuàng)新才能和突破精神。

探月一小步，人類文明一大步。中國的探月工程就像一場永無止境、勇攀高峰的接力賽，書寫著人類太空探索史上的嶄新篇章。在這場探月的接力賽中，寄托的是一個國家自主創(chuàng)新的夢想，凝聚的是無數(shù)航天人的才智和心血；在這場探月的接力賽中，航天人用幾十年磨一劍的專注和奉獻，在浩瀚的太空留下屬于中國人自己的足跡；在這場探月的接力賽中，中國人不是先行者，卻是屢攀新高的奮起直追者……

（摘自《中國航天》2014年第1期）endprint