十年磨一劍 「剎車指令員」助嫦娥五號翩然落月

2020-12-03 騰訊網

嫦娥五號落月模擬圖。

中國網訊 記者從國家航天局獲悉,12月1日23時11分,嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選著陸區,並傳回著陸影像圖。

12月1日22時57分,嫦娥五號探測器著陸器和上升器組合體從距離月面15公裡處開始實施動力下降,7500牛變推力發動機開機,逐步將探測器相對月球縱向速度從約1.7公裡/秒降為零。期間,探測器進行快速姿態調整,逐漸接近月表;此後進行障礙自動檢測,選定著陸點後,開始避障下降和緩速垂直下降,平穩著陸在位於月球正面風暴洋的呂姆克山脈以北地區。

在嫦娥五號落月的最後階段,是一直在落月過程中值守的「剎車指令員」發揮著關鍵作用,它精確探測著嫦娥探測器與月球表面的距離,距月面不到五米處,發出剎車指令,讓嫦娥「翩然」落月,實現了探測器「軟著陸」。

「剎車指令員」是中國航天科工集團有限公司研製的γ關機敏感器。先於探月任務,該團隊研製的γ高度控制裝置已經在神舟飛船任務中成功應用,通過讓返回艙「軟著陸」保障太空人的人身安全。γ射線具備受外部環境幹擾小的特點,正是由於γ射線「最強」精度的特點,這種利用γ射線測高的機制被應用到了對精度、可靠性要求最高的載人航天和探月任務中。

12月1日,在北京航天飛行控制中心拍攝的嫦娥五號探測器落月過程。 新華社記者 金立旺 攝

月面環境複雜、特殊,從測「地」到測「月」,要進一步突破月面「軟著陸」控制技術,確保精確測距,精準控制。當嫦娥五號從環月飛行轉到月面著陸工作階段時,通過開啟發動機控制自身向月球緩慢下降,隨著落月過程的開始,置於嫦娥五號底部的γ關機敏感器便實時測量嫦娥五號與月面的距離。當γ關機敏感器探測到距月面不到5米高度時,發出關機指令關閉軌控和姿控發動機。這個關機指令的發出,是實現「嫦娥落月」的關鍵動作,這一瞬間,決定著「落月」任務的成敗。隨著發動機反推力的撤離,探測器減速慢行「軟著陸」,嫦娥姿態優美地「翩然」落月。

對於中國航天科工γ關機敏感器研製團隊來說,這是第三次執行探月任務。從嫦娥三號、嫦娥四號到嫦娥五號,他們研製的「剎車指令員」負責讓嫦娥安全「軟著陸」。

從測「地」到測「月」,牢靠的追求不變

要實現太空飛行器踏上月球,必須突破月面「軟著陸」控制技術,其中落月高度控制尤為關鍵。位於探測器下方的γ關機敏感器探測到距月面不到5米高度時,發出關機指令關閉軌控和姿控發動機。這個指令類似「剎車指令」,隨著發動機反推力的撤離,探測器減速慢行,實現「軟著陸」。剎車、減速,是實現「嫦娥落月」的關鍵動作,決定著「落月」任務的成敗。

先於探月任務,該團隊研製的γ高度控制裝置已經在神舟飛船任務中成功應用。「我們的產品經過了載人飛船任務的考驗,精準測高,保障航天員著陸安全;又參與了我國首次探月任務,確保嫦娥落月安全」,項目技術負責人王徵說:「然而,月面環境的複雜、特殊,團隊投入了大量精力確保產品在月球環境下的精確性」。

經過了多種工作環境條件下的試驗驗證,對於在不同著陸垂向速度、不同著陸器傾斜姿態及月面坡度下的關機高度精度採集了大量試驗數據進行分析計算,並在地面完成了月球環境下的γ關機高度的參數標定。確保產品在月球環境下的工作性能及精度滿足任務要求,提高探測器著陸的可靠性。

γ,精準不變,防護不變

γ射線具備受外部環境幹擾小的特點,正是由於γ射線「最強」精度的特點,這種利用γ射線測高的機制被應用到了對精度、可靠性要求最高的載人航天和探月任務中。

然而,一直以來,也存在對於γ射線輻射危害的擔憂。在為神舟飛船研製γ高度控制裝置初期,就形成了負責人先上的傳統,一到裝γ源的時候,都由負責人親自處理。「新人也許有顧慮,我們老人就自己上,我的師傅當年就是這麼做的,這是給大家樹立信心,別怕!」王徵談到。

「對事物恐懼的最大來源是未知。」

如今,王徵的徒弟老葛和曉博已經成為神舟飛船和嫦娥項目的項目負責人,研製γ測高產品是他們參加工作接到的第一個項目,一幹就是十年。「沒有顧慮是不可能的」,曉博說:「然而,我們都很清楚,選擇γ測高的體制是堅定對高精度、高可靠性的追求。不能因噎廢食。」 γ源採用了嚴格周密的防護措施,項目組制定了放射源操作預案,操作時執行放射源安全規範,人員定期輻射安全體檢和培訓,最大程度確保產品的在人身健康方面的高安全性。

新青年,再升級

伴隨產品的成熟,項目團隊也進入了成熟期。牽頭的技術負責人王徵已經42歲,其他三位成員各是34、36、39歲。

王徵成為了一名業務熟練的黨支部書記,其他成員們也參與著室裡其他項目。通過國家重大工程項目歷練的他們,對高可靠性、質量管控等有了一套自己的經驗和見解,來源不同、領域不同的任務相互交叉,經驗也相互借鑑、不斷迭代。

對於年齡,大家不怎麼在意。「你看看王徵,他還是那個小夥子」,曉博說。為了拓展產品的應用領域,當年實驗室裡那個設計師現在積極投入技術拓展中,客戶對接、項目論證裡都有他的身影。不服輸的勁頭從未改變。在這樣的帶動下,成員們也未止步,積極參與新項目,不斷尋尋求自我突破。

「整個環境在變化,我們高度表專業也正在轉型升級」,老葛說:「從設計師自己,就要不斷迭代升級」。

「過了而立之年,我們正是新青年。」

肩負國家榮譽和使命、參與過國家重大工程任務的年輕人們,十年曆練,成為更踏實、更沉穩、更有擔當的新青年。

與航天事業一起,新青年,再升級。

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