去月球「挖土」,嫦娥五號發射背後有個益陽「男保姆」

2020-11-24 瀟湘晨報

中國文昌航天發射場,益陽人符一行是地面系統指揮員,他自稱長徵五號的「超級保姆」。圖/受訪者提供

24日凌晨,嫦娥五號向38萬公裡之外的另一個天體奔去,那是兩代玉兔和四代嫦娥奔赴並留下的地方。對於太空飛行器來說,奔去的瞬間往往也是與我們離別的時刻。在中國航天的歷史上,這樣送別,並不陌生。

但這次發射和以往都不一樣。這一次,當火箭轟鳴升空,當發射的火光照亮人群,我們知道,嫦娥五號將會回來。這一次,我們真的會再見。

11月23日18時30分許,長徵五號遙五運載火箭開始加注液氧液氫低溫推進劑,計劃於24日凌晨4時至5時擇機實施發射任務。而在23日20時,文昌發射場地面系統指揮員符一行在塔架周邊來回忙碌。塔架構造有數以萬計的零部件,符一行要檢查好每一個連接鍵、每一顆螺絲釘是否緊固,連接是否可靠,插銷是否插穩,油管接頭是否漏油,因為每一個不到位的細節都會為發射埋下可怕的隱患。

「我們這個工作就是火箭的保姆,必須要用生命保證火箭的安全。」這位益陽小夥笑稱自己為長徵五號的「超級保姆」。

第一眼看到發射場時還只有兩個坑

符一行對星辰大海的好奇源自童年的探索。小時候,父親給他買了一個天文望遠鏡,這讓他愛上了星空,也與航天夢結下緣分。

符一行研究生畢業後,機緣巧合下來到文昌發射場,可是當他進入椰林深處,第一眼看到文昌發射場時,符一行還是被「驚」到了。「發射場只有兩個坑,還在挖導流槽,住處在一所小學裡,吃飯在工棚裡。」當時的文昌發射場,給符一行帶來不小的心理落差。

這位自稱膽大的小夥,最開始也被這艱苦的環境給嚇到了。有天深夜,他起床上廁所,穿拖鞋時感覺裡面涼颼颼的,用手電筒一照,一條小蛇盤在鞋子裡,嚇得趕緊拔出腳。

2012年,一座偉大的工程拔地而起,文昌航天發射場,是中國首個開放性濱海航天發射基地,也是世界上為數不多的,低緯度發射場之一。

「看著塔架、廠房從無到有,發射場一步步建立,我們內心始終懷著憧憬和希望,見證中國最大的火箭首次騰飛,也見證中國航天人的成長。」符一行笑著說,這批航天人是見證歷史的人。

在文昌發射場,符一行從地面設備站的普通助理工程師做起,後來擔任副站長,做火箭的「超級保姆」,「就像搭積木一樣,把火箭搭起來,給火箭進行加注,做各種保障系統工作,把火箭呵護好」。

從零開始了解火箭動力系統

出於對航天事業的熱愛和使命感,符一行一直紮根海島,建設發射場。

然而在他心裡,還藏著另一個夢想,成為火箭01指揮員(下點火口令),「當指揮員下令『五、四、三、二、一、點火』的口令後,火箭發動機噴出的尾焰在天空劃出了優美曲線」。

於是符一行從零開始了解火箭動力系統,申請去動力系統技術室,快速成長為一級動力系統指揮。

「火箭升空時,最重要的就是動力系統,這也是最難的,我決定歸零重新學習。」符一行說。

儘管是火箭指揮員「小白」,但符一行仍樂在其中,他相信在未來不久,他就能成為一名01指揮員。

當個人生活和航天緊緊融合在一起時,符一行認為,這就是他的詩和遠方。「我記得,以前發射任務結束後,從指揮大廳出來時,所有的人都在唱《我和我的祖國》,這是做任何一項事業都無法替代的自豪感。」

「我們這一代人,和航天事業一起成長,見證中國成為航天強國。」八年航天生活裡,符一行常想,「年老時,當我躺在病床上,回顧我這一生,想起這一輩子幹過航天這麼一件事時,可以說這是我這輩子幹過最有意義的事。」

側影

探月工程背後的「嫦娥女神」

本報文昌訊 以「嫦娥」命名的探月工程背後,有著許多女性科技工作者默默奉獻的身影。

記者了解到,文昌航天發射場裡有這樣一批「航天女將」,她們分別是發射場各分系統指揮員和崗位操作手,涉及火箭發射的測試氣象、化驗等關鍵崗位和保障環節,是探月任務背後名副其實的「嫦娥女神」。

氣象系統作為發射場的五大系統之一,提供數據採集、危險天氣監測預警、高空風和空中電場探測等諸多服務保障。形象來講,他們是為火箭發射尋找天窗的第一道關口,黃紅豔就是負責此項工作的系統指揮。

10月初,海南颱風接踵而至,黃紅豔幾乎每天做的第一件事就是關注西北太平洋的颱風信息,仔細尋找誕生的颱風胚胎,並不斷完善在颱風天氣下的氣象觀探測工作程序,儘量保證火箭任務的進程和安全。10月5日,嫦娥五號探測器軌返組合體需轉運至506廠房,誰知,計劃轉場時間未到,天空突然下起瓢潑大雨,風速達到了每秒10米,轉運條件喪失,指揮部臨時決定轉運緊急中止。為儘快轉運探測器,黃紅豔帶領崗位人員和預報人員,頂著風雨,站在現場觀雲測風,並根據現有資料計算轉場窗口,經過半個多小時的計算推演,準確尋找出適宜轉場的時間段,為嫦娥五號探測器總裝測試搶回了時間。

而在嫦娥五號發射任務的指揮大廳,記者見到了崔藝晗。她是測發指揮監控系統的一名操作手,所從事的崗位被譽為發射場的「神經中樞」。發射場中的各系統設備運行的狀態怎麼樣?解析處理後的測試進度數據如何?她都能隨時掌握,並進行分類匯集,實時呈現給各級指揮員和專家,為發射任務指揮決策提供數據支撐。在軟體參數配置時,上百個頁面、上萬個參數她總是慎之又慎,足足核對了三遍才安心。同崗位的同事看到了她的核對記錄,只能豎大拇指,表示佩服。為了高質量圓滿完成任務,她白天向同事請教關鍵節點注意事項,記流程、學經驗,晚上在機房加班梳理視頻信號接口關係、繪製網絡拓撲圖,直到任務發射前一天還在緊張地進行著桌面推演練。

發射場煤油化驗崗位的曾春曉最近忙得不可開交。煤油化驗是化驗系統耗時最長、測試項目最多、工藝要求最複雜的崗位之一。化驗所需要的溶液需提前14天配製標定,並需要至少3至4人奮戰一周才能共同完成取樣和化驗。工作壓力本身就很大,又恰好趕上發射場地面設備改造,煤油化驗次數還將增加。

人手少,任務多,怎麼把一周的作業流程壓縮一半?曾春曉和同事們反覆研究,決定「壓縮時間」。說幹就幹,在一項測試中,他們一邊水浴儀器,一邊同步開展另一項測試、利用儀器升溫等待的時間來配製溶液、利用儀器降溫等待時間來計算測試數據……通過不斷優化化驗流程,曾春曉和同事們高效而準確地完成了多次煤油化驗任務。

瀟湘晨報記者李瓊皓通訊員唐陽

焦點

有望實現哪四個「首次」

瀟湘晨報記者李瓊皓通訊員龐丹孫宇新文昌報導

遙遠的月球背面,「四姐」嫦娥四號著陸器和「玉兔二號」月球車已迎來第24月晝。而作為新的使者,嫦娥五號將開展月表採樣返回任務,替我們帶回月球的第一抔土。

嫦娥五號研發團隊日前表示,作為我國探月工程「繞落回」三步走中的最後收官之戰,嫦娥五號將有望實現我國航天史上的四個「首次」。

首次月面自動取樣

按照計劃,今年年底嫦娥五號將從月球帶回月壤。值得一提的是,嫦娥五號鏟取月壤時將有一項技術為其助力,那就是現在相當熱門的AI人工智慧。

嫦娥五號探測器仍將採用軟著陸的方式,但這是人工智慧的自主決策。探測器非常聰明,它會一直拍照、琢磨這個地點安不安全,如果4個點不能在一致的水平面上是會翻車的,因此它一直計算、挑剔,最後作出判斷和決策。

據了解,嫦娥五號隨身攜帶的鑽取採樣裝置、表取採樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等「神器」,將科學分工,精密配合,採取深鑽、淺鑽、「鏟土」、「挖土」、「夾土」等各種方式,採集約2kg月壤並進行密封封裝。

首次月面起飛上升

嫦娥五號完成月面工作後就要踏上「回娘家」的旅程。這就涉及另一個首次——月面起飛上升。

順利完成月壤採樣封裝後,上升器就要準備月面點火起飛了,這是一個高難度科目。眾所周知,運載火箭在地球起飛是有一套完備的發射塔架系統的,點火起飛位置也經過了精確測算,飛行軌道也是一遍遍計算好的。而月面起飛就不一樣了,它沒有一馬平川的起飛地,更沒有成熟完備的發射塔架,著陸器就相當於上升器的發射塔架,託舉著嫦娥五號回家。而月球表面環境複雜,著陸器不一定是四平八穩的狀態,很有可能落在斜坡上或者凸起、下凹等不同的地形上。這就給起飛帶來了很大的難度。此外,還要克服地月環境差異、發動機羽流導流空間受限等難題。月面起飛的時候,還無法像運載火箭一樣在地面發射前由地面人員完成測調和確認,必須依靠太空飛行器「自力更生」,實現起飛時自主定位、定姿。

首次實現月球軌道交會對接

當著陸器託舉上升器實現月面起飛上升後,嫦娥五號一路飛奔而去。但僅僅依靠上升器是不可能實現返回地球的,它需要飛到月球軌道上,在這裡與軌返組合體交會對接,把採集到的月壤轉移到返回器。而在38萬公裡外的月球軌道上進行無人交會對接不僅在我國尚屬首次,而且也是人類航天史上的第一次。

首次帶月壤高速返回地球

當返回器帶著月壤,從38萬公裡遠的月球風馳電掣般向地球飛來,這時它的飛行速度是接近每秒11公裡的第二宇宙速度,而一般從近地軌道返回的太空飛行器速度大多為每秒8公裡的第一宇宙速度。太空飛行器從數百公裡高的近地軌道返回和從38萬公裡遠的月球返回也必然不同,且差距巨大。一旦速度過猛,返回器一頭撞向地球,後果不堪設想。

科普

為何選在凌晨發射

長徵五號火箭為何選在凌晨發射嫦娥五號探測器?記者採訪中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術研究院總體設計部型號設計師錢航,揭秘背後原因。

一是便於奔月軌道的設計。錢航表示,此次發射嫦娥五號探測器,要在滿足地球與月球位置關係的限制、火箭射向和滑行時間的約束、探測器地月轉移時間、返回器再入航程等條件下,選擇最合適的發射時間,也就是確定火箭的發射窗口。經過綜合考慮,長徵五號遙五火箭在凌晨發射最有利於奔月軌道的設計,可以滿足各種約束條件。

二是減少太陽活動對於嫦娥五號的影響。長徵五號火箭飛向宇宙的時候,正好是地球把太陽光直接遮蔽住,避免有過多太陽輻射對嫦娥五號探測器產生影響。

三是凌晨的天空雲層更少,有利於信號的傳播。「凌晨天氣狀況比較穩定,基本不會出現突然的天氣變化,有利於長徵五號火箭發射。」錢航表示,雲層更少,也就代表雲層更薄,這樣的條件更有利於信號的傳播。厚雲層會阻礙電磁波傳播,影響地面科研人員對嫦娥五號的控制。

四是為了方便觀測。凌晨的稀薄雲層更便於觀測,且由於凌晨整體環境亮度比較低,運載火箭噴射著火焰飛向太空時更為顯眼和突出,有利於地面的光學和測量設備跟蹤到目標,收集相關信息。

【來源:瀟湘晨報】

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