18年征途，追尋中國探月之旅
——訪嫦娥五號探測器副總設(shè)計師張洪華

本刊記者 屈一平

昔有嫦娥奔月，?今有中國探月。上古的神話傳說，?在本世紀(jì)初成為現(xiàn)實(shí)，?中國的探月工程在2004年正式立項。

古老的中華文明在今朝跨越時空接力前行，?18年來的一系列“??嫦娥工程”為您揭開月球的神秘面紗。“?追逐夢想、?勇于探索、?協(xié)同攻堅、?合作共贏”的探月精神閃耀光芒。

嫦娥五號探測器副總設(shè)計師張洪華的職業(yè)生涯，?貫穿著“??嫦娥工程”的每個階段，?并將隨著2030年中國載人月球探測、?月球科考基地的建設(shè)等重大工程而展開。作為一名與月同行的科學(xué)家，?在嫦娥五號奔月成功兩周年之際，?怎樣詮釋探月精神？本刊專訪張洪華，?聽他分享中國探索太空的腳步如何邁得更穩(wěn)、?更遠(yuǎn)。

追逐夢想：十年磨一劍

記者：您大學(xué)的專業(yè)是遙控遙測專業(yè)，2004年被聘為嫦娥一號衛(wèi)星GNC分系統(tǒng)主任設(shè)計師，您如何看職業(yè)生涯與“嫦娥工程”的關(guān)系？

張洪華：我??的求學(xué)過程比較復(fù)雜、?變化較多。1979年考入西北電訊工程學(xué)院，?學(xué)習(xí)遙控遙測專業(yè)；?隨后在中科院空間科學(xué)技術(shù)中心攻讀碩士，?學(xué)習(xí)飛行器設(shè)計專業(yè)；?在北京航空航天大學(xué)攻讀博士，?學(xué)習(xí)慣性技術(shù)與測量設(shè)備專業(yè)；?在中國航天科技集團(tuán)第五研究院502所博士后流動站攻讀博士后，?專業(yè)是控制理論與控制工程，?這其中貫穿的一條主線就是遙遠(yuǎn)飛行物體的自動控制。

我?的專業(yè)從來沒有離開最初的夢想。至今依然清晰記得孩提時代看過的阿波羅登月紀(jì)錄片，?以及那句經(jīng)典話語：“?個人一小步，?人類大飛躍。”無論是高考選專業(yè)還是到502所做博士后學(xué)習(xí)，?我?追逐夢想的初心沒有改變。

在“?嫦娥工程”中，?我?一直負(fù)責(zé)探測器系統(tǒng)的控制分系統(tǒng)（以下簡稱GNC分系統(tǒng)）。通俗地講，?GNC負(fù)責(zé)探測器在三維空間的運(yùn)動，?是探測器系統(tǒng)最重要、?最關(guān)鍵、?最核心的分系統(tǒng)。

記者：您一路走來見證了嫦娥五號的發(fā)展，有怎樣的心路歷程？

張洪華：嫦娥五號從立項到發(fā)射成功前后歷時10余年，?正所謂十年磨一劍。我?在2011年左右正式擔(dān)任嫦娥五號探測器副總設(shè)計師，?同時還擔(dān)任著嫦娥三號著陸器副總設(shè)計師。

回憶起來，?心路歷程中產(chǎn)生波瀾的確實(shí)有一件事：在嫦娥五號探測器系統(tǒng)研制完成后，?進(jìn)入兩次推遲發(fā)射的貯存期，?這期間GNC分系統(tǒng)研制隊伍同時面臨著其他兩項任務(wù)——嫦娥四號啟動立項、?嫦娥三號由備份轉(zhuǎn)型完成月球背面軟著陸。在高強(qiáng)度工作背后，?是強(qiáng)大的細(xì)心和耐心支撐，?終于在2020年發(fā)射嫦娥五號取得成功。這10年是追逐夢想的10年，?至今想來，?無悔！

勇于探索：50%成功率

記者：嫦娥一號衛(wèi)星的GNC分系統(tǒng)在可靠性、自主性等方面都有著極高的技術(shù)要求。您在2004年將嫦娥一號作為自己參與具體型號的第一步，需要面臨怎樣的挑戰(zhàn)？

張洪華：月球探測成功率并不高，?有50%的成功率——這一統(tǒng)計數(shù)據(jù)不一定翔實(shí)但是存在可信度。嫦娥一號是我?參加研究“?嫦娥工程”的首個型號，?面臨很多挑戰(zhàn)：一是高可靠、?高精度的變軌控制，?包括離開地球最后一次變軌控制和首次近月制動，?這兩項都具有窗口唯一性，?一旦錯過機(jī)會，?衛(wèi)星將不能與月球交會；?二是環(huán)月飛行期間，?衛(wèi)星本體對月球、?太陽帆板對太陽、?定向天線對地球的三體指向控制復(fù)雜度較高，?其中的一些硬件、?軟件在世界領(lǐng)域都是空白。

我?體會，?就像葉?培建總設(shè)計師曾經(jīng)說過的，?攻關(guān)如同打仗，?不能上來就留足后路，?而是應(yīng)當(dāng)按照部署一往無前、?勇敢面對，?一定會取得最終勝利。

記者：嫦娥五號創(chuàng)造了5項中國首次，包括首次在地外天體的采樣與封裝、首次月球軌道無人交會對接和樣品轉(zhuǎn)移等，請談?wù)勈窃鯓犹剿鞯摹?/p>

張洪華：從嫦娥一號到嫦娥五號（除嫦娥二號以外），?我??都參與了整體研發(fā)。從初樣到正樣，?再到靶場測試、?飛行控制的全部過程，?每一個型號都具有相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，?需要每一個工作人員保持勇敢的探索精神。

例如，?嫦娥四號控制實(shí)現(xiàn)了月球背面軟著陸控制，?不能沿用嫦娥三號的斜線接近方案，?為此我??們創(chuàng)造性地提出了垂直接近的一系列創(chuàng)新制導(dǎo)和導(dǎo)航控制方法，?確保了人類首次月背軟著陸的成功。

嫦娥五號依然有一些“?無人區(qū)”待開墾——如何在38萬公里以外的月面首次起飛上升，?存在一系列的不確定性：周圍沒有很多外測設(shè)備，?地面遙控也受限于月背、?月面環(huán)境凹凸不平的影響……為此我?們發(fā)明了月面智能上升制導(dǎo)導(dǎo)航控制技術(shù)，?這些技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，?期望在以后地外天體起飛上升中得到應(yīng)用。

協(xié)同攻堅：突破20余項關(guān)鍵技術(shù)

記者：從立項到發(fā)射，嫦娥五號先后突破了20余項關(guān)鍵技術(shù)，請您談?wù)勅绾螀f(xié)同攻關(guān)。

張洪華：嫦娥五號探測器設(shè)計的成功，?離不開協(xié)同攻堅。

首先，?GNC分系統(tǒng)需要服從探測器系統(tǒng)層面總體決策，?承擔(dān)系統(tǒng)層面的任務(wù)。比如，?嫦娥三號的一次近月制動問題，?起初控制分系統(tǒng)通過計算，?發(fā)現(xiàn)一次近月制動捕獲月球軌道存在多幾秒就可能撞月的風(fēng)險，?而且未發(fā)現(xiàn)近月制動的可靠方法，?分系統(tǒng)多次嘗試后才獨(dú)辟蹊徑發(fā)明了一次近月制動方法。

其次，?GNC分系統(tǒng)部件研制需要全國范圍的協(xié)同，?通過任務(wù)書編制和研制技術(shù)流程控制，?使得一些本來不太了解航天GNC產(chǎn)品要求的單位，?逐漸成長為航天產(chǎn)品合格的供應(yīng)方。

嫦娥五號探測器試驗隊

記者：嫦娥五號在設(shè)計過程中，克服了一道道難關(guān)，請您談?wù)勑庐a(chǎn)品如何攻克難關(guān)。

張洪華：就以嫦娥五號GNC分系統(tǒng)關(guān)鍵單機(jī)激光測速儀敏感器研制為例，?502所提出要研制輕型相對月面測速設(shè)備，?但是無論哪個研發(fā)機(jī)構(gòu)都未能研制出天上實(shí)用產(chǎn)品，?我?國能否研制出一款領(lǐng)先世界的產(chǎn)品呢？

經(jīng)過多方調(diào)研，?502所最終選擇了中科院上海技術(shù)物理研究所為承研單位，?研制形成正樣產(chǎn)品基線，?經(jīng)過兩輪設(shè)計和試驗迭代，?終于達(dá)到初樣研制目的。然后組織了產(chǎn)品相關(guān)試驗，?進(jìn)入正樣階段，?完成了滿足GNC分系統(tǒng)飛行要求的新型單機(jī)研制，?其間諸多單位為協(xié)同攻堅提供了重要支撐。

牧星耕宇：探月精神接續(xù)傳承

記者：現(xiàn)在很多航天人都是“80后”“90后”，您覺得對于年輕人來講，應(yīng)該如何弘揚(yáng)探月精神？

張洪華：年輕人充滿活力，?航天隊伍的年輕人更是遇到很多機(jī)遇。我?認(rèn)為，?無論從事什么工作，?深刻領(lǐng)會并踐行探月精神都將受益良多。

首先要有一個奮斗目標(biāo)，?仰望星空、?心揣夢想，?目標(biāo)可以瞄準(zhǔn)國內(nèi)領(lǐng)先甚至國際先進(jìn)水平。然后就是矢志不渝、?不忘初心，?為了遠(yuǎn)大目標(biāo)腳踏實(shí)地去奮斗，?不管是順境還是逆境都堅持不懈，?終將實(shí)現(xiàn)自己理想。

回想21世紀(jì)以來中國的探月工程，?最初只是一張藍(lán)圖，?最終描繪到底。取得令人矚目的成就，?跟探月精神密切相關(guān)，?值得年輕人去繼承發(fā)揚(yáng)。

記者：嫦娥六號即將帶給我們怎樣的期待？

張洪華：嫦娥六號計劃于2025年前后在文昌發(fā)射，?它的任務(wù)是在月球背面采樣返回，?集成了嫦娥四號、?嫦娥五號的規(guī)模，?將是又一個更復(fù)雜、?跨度最大的航天工程之一。作為實(shí)踐者，?我?們充滿期待。