6月25日14時7分，嫦娥六號返回器攜帶來自月背的月球樣品安全著陸在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域，標(biāo)志著探月工程嫦娥六號任務(wù)取得圓滿成功。自發(fā)射到返回的53天里，嫦娥六號經(jīng)歷了11個飛行階段，突破了月球逆行軌道設(shè)計與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等關(guān)鍵技術(shù)，首次獲取月背的月球樣品并順利返回，這是我國建設(shè)航天強(qiáng)國、科技強(qiáng)國取得的又一標(biāo)志性成果。
蟾宮再折桂的背后，離不開來自不同系統(tǒng)科研團(tuán)隊的協(xié)力攻關(guān)。日前，本報記者走進(jìn)相關(guān)科研單位，分別采訪嫦娥六號工程總體團(tuán)隊、軌道器團(tuán)隊、探測器團(tuán)隊、有效載荷分系統(tǒng)周昌義團(tuán)隊，記錄他們矢志創(chuàng)新、砥礪攻關(guān)的生動故事。
——編 者
探月與航天工程中心嫦娥六號工程總體團(tuán)隊
提升總體設(shè)計和驗證能力
本報記者 喻思南
嫦娥六號任務(wù)包括探測器、火箭、測控等五大系統(tǒng)，歷經(jīng)11個飛行階段，工作模式復(fù)雜、飛控事件密集，一環(huán)扣一環(huán)，任何一個環(huán)節(jié)都不能有絲毫差錯。嫦娥六號任務(wù)副總設(shè)計師王瓊所在的工程總體團(tuán)隊，負(fù)責(zé)工程的系統(tǒng)論證、總體設(shè)計和組織實施，同時還要隨時應(yīng)對可能出現(xiàn)的問題�！拔覀兪枪こ虒嵤┑摹疂櫥瑒�，一切工作都是為了保障此次探月任務(wù)像精密儀器一樣運(yùn)轉(zhuǎn)。”王瓊說。
嫦娥六號任務(wù)首先面臨的挑戰(zhàn)是：探測器多年之前已經(jīng)生產(chǎn)好，經(jīng)過長期貯存，能否滿足工程要求？對此，工程總體團(tuán)隊和探測器團(tuán)隊，共同研究確定了超期服役、需要更換的部件，對于無需更換的關(guān)鍵部件，進(jìn)行了嚴(yán)格的壽命驗證工作。
與嫦娥五號任務(wù)不同，嫦娥六號在月背著陸采樣，需要在鵲橋二號中繼星的支持下開展工作。然而，需要中繼星支持的目標(biāo)很多，測控資源如何調(diào)配優(yōu)化，工作程序怎樣安排，精度能否達(dá)到要求？
“必須及早開始全景式分析，識別、化解風(fēng)險�！蓖醐偦貞�，在任務(wù)開始階段，工程總體團(tuán)隊就帶領(lǐng)各系統(tǒng)，開展了全過程任務(wù)鏈分析，逐一剖析每個飛行階段的關(guān)鍵動作、協(xié)同要求和所需資源，及時提出工程方案。為了研究這一個專題，前后經(jīng)歷了2個月，開了10多次專題會議。
國際合作是嫦娥六號任務(wù)的一大特色。本次任務(wù)搭載了4個國際載荷。國際載荷設(shè)備狀態(tài)多、接口和流程復(fù)雜，確保國際合作項目進(jìn)度、控制質(zhì)量風(fēng)險等難題又?jǐn)[在團(tuán)隊面前。為此，團(tuán)隊一方面組織明確了國際載荷從設(shè)備交付、集成測試、在軌工作到數(shù)據(jù)接收與交換的全流程工作方案，制定各環(huán)節(jié)的規(guī)范化要求；另一方面建立聯(lián)合工作組，及時協(xié)調(diào)技術(shù)和管理方面的問題。“國際合作伙伴都對本次國際合作表示很滿意�！蓖醐傉f。
“我國探月工程取得成功，關(guān)鍵在于規(guī)劃了一張好的藍(lán)圖，并認(rèn)真仔細(xì)地將這張藍(lán)圖繪到底。”王瓊表示，未來，團(tuán)隊既要苦練內(nèi)功，提升工程總體設(shè)計和驗證能力，又要放眼世界，加強(qiáng)國際性重大航天工程的組織、管理和協(xié)調(diào)能力，為月球探測事業(yè)作出更多貢獻(xiàn)。
中國航天科技集團(tuán)八院嫦娥六號軌道器團(tuán)隊
“空中接力”護(hù)送月壤歸來
本報記者 劉詩瑤
這場遠(yuǎn)赴月球的探索之旅，嫦娥六號探測器的著陸器、上升器、軌道器、返回器分別承擔(dān)著不同的任務(wù)。其中，由中國航天科技集團(tuán)八院(以下簡稱“八院”)抓總研制的軌道器，在相距38萬公里的地月之間完成月球樣品的“空中接力”。
軌道器既要承載各器進(jìn)入月球軌道、護(hù)送月背采樣，還要在月球軌道進(jìn)行交會對接與樣品轉(zhuǎn)移，穩(wěn)妥地完成月壤樣品的“接收”“裝箱”，并安全將其運(yùn)回地球。其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，就是將上升器中裝有月球樣品的容器，轉(zhuǎn)移到軌道器中的返回艙內(nèi)。
八院嫦娥六號試驗隊隊長張玉花介紹，完成月背采樣后，上升器從月面起飛，在進(jìn)入環(huán)月軌道后與早已繞月飛行的軌道器相遇。如果采用載人航天工程中的撞擊式對接，那么僅有軌道器1/5重量的上升器將面臨被撞飛的風(fēng)險。為了確保對接順利，科研人員決定讓軌道器采用抓捕式對接的方式，通過抱爪式對接機(jī)構(gòu)(類似人們手握棍子的動作，實現(xiàn)兩器的緊密連接)，配合采用連桿棘爪式轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，確保月球樣品容器的可靠轉(zhuǎn)移。
對于在軌高速運(yùn)行的軌道器和上升器來說，抓捕式對接的機(jī)會轉(zhuǎn)瞬即逝。本次任務(wù)，兩器對接21秒內(nèi)完成：1秒捕獲，10秒校正，10秒鎖緊，38萬公里之外，動作一氣呵成，兩器完美對接。
在任務(wù)準(zhǔn)備階段，為了解決軌道器高承載與輕量化的矛盾，八院研制團(tuán)隊突破了大承載復(fù)雜構(gòu)型輕量化結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)；為了保證探測器6次分離順利完成，科研人員攻克了連接解鎖與分離關(guān)鍵技術(shù)；針對軌道器逆行軌道的飛行需求，團(tuán)隊還開展了熱控、能源等專業(yè)的復(fù)核復(fù)算，確保任務(wù)萬無一失……
九天攬月星河闊，首次月背采樣回�；貞浧疰隙鹆柸蝿�(wù)的種種，八院軌道器團(tuán)隊成員感慨良多：有上會報告時的緊張，有通宵達(dá)旦測試時的疲憊，更有火箭起飛瞬間的激動和型號成功時的歡呼。團(tuán)隊成員劉志強(qiáng)表示：“我們用產(chǎn)品的確定性應(yīng)對所有不確定性、用細(xì)致入微保障千余條指令的正確性、用滿腔熱情化解壓力與疲勞，才換來最終的成功。”
中國航天科技集團(tuán)五院嫦娥六號探測器團(tuán)隊
在月背留下中國印記
劉詩瑤 張國航
嫦娥六號探測器在月球背面進(jìn)行表取采樣時，留下的圖案形似漢字“中”，引發(fā)了網(wǎng)友的熱議。
為了確保能在月背順利“挖土”，嫦娥六號探測器采用表鉆結(jié)合、多點采樣的方式。背后負(fù)責(zé)這項工作的團(tuán)隊，來自中國航天科技集團(tuán)五院(以下簡稱“五院”)。
“月背采樣是本次任務(wù)的一個重點�！辨隙鹆栔懞螅蒲腥藛T按照傳回的畫面和數(shù)據(jù)小心翼翼開始操作。“盡管此前預(yù)想了各種可能的工況，但實操時仍然十分緊張，擔(dān)心出現(xiàn)差錯。”參與表取采樣工作的團(tuán)隊成員介紹。
實際任務(wù)過程很順利�！版隙鹆柭潼c選得好、落得好，非常易于采挖�！币幻麍F(tuán)隊成員介紹，為了確保任務(wù)成功，團(tuán)隊進(jìn)行了大量的地面試驗。當(dāng)任務(wù)完成時，“中”字逐漸顯現(xiàn)，待國旗完全展開，一名隊員興奮地說：“你們看！五星紅旗的展開位置，正好就在這個‘中’字圖案的上方！”
盡管嫦娥六號任務(wù)過程與嫦娥五號類似，但仍面臨不少新難題。
為此，五院嫦娥六號探測器團(tuán)隊投入了大量精力，做了許多技術(shù)改進(jìn)：比如實現(xiàn)對嫦娥六號機(jī)械臂的精細(xì)控制，能做到“指哪兒挖哪兒、讓挖多深挖多深”；為了讓嫦娥六號能夠穩(wěn)穩(wěn)著陸月背，團(tuán)隊利用以往型號遙感數(shù)據(jù)，對著陸區(qū)復(fù)雜地形地貌情況進(jìn)行深入分析與確認(rèn)，進(jìn)一步降低著陸風(fēng)險，保證選址區(qū)域分析完備、選址約束考慮全面、選址結(jié)果可信可用；為適應(yīng)月背著陸，針對月面工作過程中定向天線對中繼星指向跟蹤的新需求，科研人員開展了多方案比較和仿真驗證，在短時間內(nèi)，突破了月背雙定向天線對中繼星自主跟蹤控制關(guān)鍵技術(shù)……團(tuán)隊成員夜以繼日地開展研究和驗證，解決了一個個技術(shù)難題。
事實證明，我國探月任務(wù)的扎實推進(jìn)，是努力拼搏、持續(xù)創(chuàng)新的結(jié)果。在五院研制隊伍人員身上，全力攻關(guān)、勇攀高峰的信念堅如磐石，技術(shù)上追求卓越、質(zhì)量管理上追求高標(biāo)準(zhǔn)的思路一以貫之。
在嫦娥六號任務(wù)地面驗證區(qū)，有一塊展板十分醒目，上面寫著“追逐夢想、勇于探索、協(xié)同攻堅、合作共贏”，這正是這支探月隊伍的真實寫照，也將激勵他們繼續(xù)前行。
嫦娥六號任務(wù)有效載荷分系統(tǒng)周昌義團(tuán)隊
用玄武巖纖維“織”出“中國紅”
本報記者 喻思南
按照工程計劃，完成月球表面無人自主采樣后，嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面展開。此時，38萬公里外，北京航天飛行控制中心的周昌義，雙眼緊盯著電腦屏幕，非常激動……
周昌義是中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員、嫦娥六號探測器有效載荷分系統(tǒng)總設(shè)計師。這次任務(wù)中的國旗展示是有效載荷分系統(tǒng)的任務(wù)之一。測控現(xiàn)場信息顯示，全景相機(jī)對準(zhǔn)了國旗并開啟了動態(tài)攝像模式，國旗展開指令已發(fā)出，但屏幕上卻遲遲沒有看到國旗畫面。
“會不會沒有展開？”周昌義高度緊張。工作人員不斷刷新系統(tǒng)，幾分鐘后，終于在屏幕上看到了國旗展開的畫面。原來是動態(tài)攝像數(shù)據(jù)量大，北京航天飛行控制中心接收稍有延時。
那一刻，周昌義激動不已，心里的一塊石頭也終于落了地。
作為嫦娥五號的備份，嫦娥六號探測器在2017年就生產(chǎn)出來了，做出重大改動的可能性較低。2023年初，武漢紡織大學(xué)徐衛(wèi)林院士團(tuán)隊找到周昌義，提出用玄武巖纖維制造月面國旗的想法。玄武巖纖維的旗面更平整、視覺效果好，還耐高溫、耐低溫、耐輻射，考慮到這些優(yōu)點，為了更好的效果，周昌義覺得值得嘗試。
然而，放棄已經(jīng)在嫦娥五號上試驗成功的方案，改用玄武巖纖維新旗面，如果出現(xiàn)在軌無法展開或者展示效果不佳等問題怎么辦？周昌義和月面國旗研制團(tuán)隊必須進(jìn)行大量試驗，降低這些風(fēng)險。
為驗證月球表面復(fù)雜環(huán)境下玄武巖纖維新旗面國旗的性能，科研團(tuán)隊對國旗樣品進(jìn)行低溫存儲、低溫?zé)嵫h(huán)和熱真空等試驗。在月面展示國旗，若陽光被遮擋，照出的旗面會是黑的，影響展示效果。研制團(tuán)隊通過計算分析和地面外場試驗，驗證了國旗成像效果，給出了在月面拍照的最佳時間。“通過大量試驗驗證，我們拿出了翔實的試驗數(shù)據(jù)，最終用玄武巖纖維‘織’出的‘中國紅’在月背實現(xiàn)精彩展示。”周昌義說。
除了國旗展示系統(tǒng)，嫦娥六號探測器還配置了6種設(shè)備，周昌義團(tuán)隊負(fù)責(zé)對分系統(tǒng)各單機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的壽命評估等。最終，分系統(tǒng)經(jīng)受住了嫦娥六號任務(wù)的各項挑戰(zhàn)。
來源：人民日報