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九天揽月的中国高度——走近那些工作在中国航天一线的幕后英雄

来源:光明网-《光明日报》2024-05-27 02:55

  编者按

  嫦娥六号的探月之旅一直引人注目。

  5月8日,嫦娥六号探测器成功实施近月制动,顺利进入环月轨道飞行。这一刻,在距飞控大厅不远的遥操作大厅,在数千公里之外的深空测控站,在准备下一次发射任务的卫星发射场,在与嫦娥六号任务相关的岗位上,处处可见中国航天人忙碌的身影。是他们,不断创造着一项又一项震惊世界的中国高度。

  今天,让我们一起走近这群“幕后英雄”,看他们如何在工作一线坚定航天报国志。

九天揽月的中国高度——走近那些工作在中国航天一线的幕后英雄

5月3日,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射。新华社发

  【一线讲述】

  在火箭“心脏”里钻刻

  讲述人:中国航天科技集团六院西安航天发动机有限公司特级技师 何小虎

  十几年来,我一直从事液体火箭发动机喷注燃烧系统相关产品高精密产品的研制生产任务。前辈们总是说,咱航天人如果没有一股子肯钻研的“倔”劲儿和对产品精益求精的追求,怎么攀登技术高峰?可见,我们的工作容不得半点马虎,因为产品的精度直接影响着火箭发动机及飞行器的精准入轨,丝毫差池都会导致火箭发射延误甚至失败。

  发动机被称为火箭的“心脏”,而液体火箭发动机燃烧系统相关产品,更是“心脏”中的“心脏”,难度可想而知。

  5月3日,长征五号遥八运载火箭成功将嫦娥六号月球探测器送入预定轨道。我和同事生产的离心式喷嘴,就是液体火箭发动机燃烧室的核心部件。

  从“小喷嘴”到“外太空”,技术攻关之路布满荆棘。

九天揽月的中国高度——走近那些工作在中国航天一线的幕后英雄

航天科技集团一院天津火箭公司总装测试车间内,班组人员在进行火箭装配。 新华社发

  作为精密组件,每个喷嘴均有12个直径为1.05毫米的切向孔,尺寸精度误差全部要控制在0.005毫米以内。此外,每台发动机需要200余个喷嘴同时工作,但传统加工方式不仅工序繁多,而且精度低、毛刺多、合格率低。

  如何有效提升喷注燃烧系统工作的可靠性?我多次请教相关专家,一起试验激光加工等方案。经过百余次反复迭代,我们将传统钻削改为铁削,在直径为0.05毫米,约半根头发丝粗细的空间内三轴联动加工,最终精度完全达标。同时,我们还采用车刀和磨头交叉去除毛刺的方法,实现了液体火箭发动机离心式喷嘴无毛刺加工,将产品一次合格率提升至99.9%,效率提高两倍多,人员减少一半,每年节省成本上百万元。

  如今,该项技术已申请专利,并在我国首台重复性使用液体火箭发动机中发挥了重要作用。

  要干,就干出个模样——正是这种不服输的劲头,让我与同事们成功应对每一次挑战。今后,我愿意向更多人分享自己总结出的新方法、新工艺、新技术,携手以90后、00后为主的年轻团队潜心钻研、齐头并进。

  接力“万里海天第一棒”

  讲述人:中国航天科工集团二院测量雷达副主任设计师 孙亮

  飞天、探月是中国人长久以来的浪漫梦想,作为一名航天青年,我在这片发射场一次又一次见证中国航天的高光时刻,感受伟大祖国的日益强大。我负责的设备是布置在海南文昌航天发射场的两部精密跟踪测量雷达,它们主要负责火箭外弹道测量,也是本次嫦娥六号任务火箭外测的主要设备。

  雷达主要为基地提供准确的坐标信息,以便掌握火箭上升运行状态,为安控系统提供数据,同时为其他设备提供引导。如果将火箭发射过程中的跟踪、测量比作一场接力赛,那我们的两部雷达就是“万里海天第一棒”。大家都清楚,载人航天任务必须做到“稳妥可靠、万无一失”,这八个大字就贴在发射场中心机房墙上。得益于一直坚持的严苛标准,我们两部雷达交付以来,一次又一次零故障地完成了保障任务。

  “火箭飞行时,发射功率衰减切换怎么处理?”

  “如何选择切换时机才能为可能的应急预留充足的时间?”

  对于每一种可能出现的情况,我们必须准备N个解决方案,保证万无一失。

  “3、2、1,点火”,火箭离开塔架、助推器分离、一二级分离、抛整流罩、二级发动机关机、星箭分离,我们的雷达一路紧跟,目送飞船顺利进入预定轨道。火箭起飞后的飞行状态数据,除了可以作为判断飞行状态的依据,还可以作为设计部门后续了解和校准火箭相关技术的重要参考。

  从2013年安装、2016年正式交付设备,再到现在,我几乎每年都要带来巡检设备。工作中,我和我的团队经历了晕船,经历了没有淡水无法洗澡,经历了连续两个月无新鲜蔬菜,经历了台风袭扰等各种困难。值得自豪的是,我们战胜重重困难,为火箭发射提供了优良的设备,也为海南发射场建设贡献了自己的力量。

  付出终有回报。两套雷达自“上岗”以来,以零失误圆满完成了长七首飞、长五首飞、嫦娥五号、天舟系列、天问一号等探月、探火和空间站相关试验任务。

  不仅是探索者 更是守护者

  讲述人:中国电科网络通信研究院深空测控系统研发人员 张娅楠

  刚接触深空探测项目时,我还是个新人“小白”,对一切充满了好奇,同时也感到迷茫。深空测控,听起来像是科幻小说里的情节,但当我真正踏入这个领域,才发现其中的复杂与精妙。这些年,我先后参与了嫦娥探月、天问落火等多项国家重大工程,负责VLBI(甚长基线干涉测量)系统数据采集与站内记录系统研制、落火微弱信号检测设备研制等任务,设备部署应用于国内所有深空测控站,保障各项任务圆满执行。

九天揽月的中国高度——走近那些工作在中国航天一线的幕后英雄

北京航天飞行控制中心内,工作人员在紧张工作。新华社发

  须知,深空测控不仅是技术的挑战,更是对技术人员毅力和智慧的考验。

  比如我们承接的VLBI系统中前端数据采集与站内记录系统的研制任务,这是之前从未做过的全新挑战。

  我印象最深的是一个风雪交加的夜晚,正月初的灯火还散发着节日的温馨,而我和项目组的同事们却为了即将到来的方案评审而紧张忙碌。我们冒着大雪,坐在最后一班回家的车上,还在讨论着方案的每一个细节。“天下大事,必作于细”是我们所有人都深知的道理,我们从技术细节入手,反复论证、不断优化。终于,我们成功攻克了项目所有关键技术难题,不仅完成了设备的研制,更将处理能力提高四倍。

  这次嫦娥六号任务中,我们的设备和技术已经相对成熟,但我们并没有因此松懈:1月初,我与技术团队提前完成了相关测控设备的安装调试,三套设备均升级为主用设备,带宽速度得到显著提升,解决了数据的远距离传输问题;嫦娥六号发射前,我们再次进行了任务前的巡检,全面评测设备功能指标,为任务顺利执行提供坚实保障。

  成功背后都是辛勤的汗水和努力的付出。我们整个集体不遗余力地集智攻关、不舍昼夜地编写预案、不辞辛劳地推演联调,都是为了中国航天能一次次“初始即完美”的精彩表现。我为自己能成为一名深空测控系统的研发人员而感到自豪。我们不仅是宇宙奥秘的探索者,更是祖国航天事业的守护者。

  国产超声电机上太空

  讲述人:航空航天结构力学及控制全国重点实验室研究员 芦小龙

  月球背面整体上相对月球正面更为古老,且存在月球三大地体之一的艾特肯盆地,具有重要科研价值。我们团队在赵淳生院士带领下研制的超声电机已应用在嫦娥六号探测器上,用于光谱仪驱动与控制。

九天揽月的中国高度——走近那些工作在中国航天一线的幕后英雄

中国航天博物馆展出的月球样品。新华社发

  与传统电机相比,超声电机具有响应快、精度高、噪声小、无电磁干扰等优点。嫦娥六号在月球背面自动采样时,超声电机会用来控制光谱仪接收反射光谱的镜面的方向和角度。

  超声电机来之不易,研发道路上困难重重。嫦娥六号着陆的月球背面,对超声电机的设计提出了更为苛刻的要求,比如运行时的温度区间将在零下20℃至120℃。考虑到超声电机使用环境复杂多变,团队在高温环境下做了大量的试验,包括结构设计、材料选择、驱动控制,以及其他安全保障措施的设计。

  我们延续了之前的研制路线,从2015年至今,团队工作人员做了大量自检和可靠性确认等方面的工作,一步步提升着超声电机的环境适应能力。但进行到最后一步时,环境适应性研究却暴露出了超声电机在高温环境下的稳定性问题。

  怎么办?距离交付正样仅剩一个月时间,我与团队的几位教师一起昼夜不停守在试验系统旁,针对环境试验的每一条数据仔细分析排查,经历数十种关键材料配方的更换和百余次的环境试验,终于成功实现了超声电机在模拟月背大跨度温度环境下的稳定工作。

  从建立试验系统到迈入科技领域前沿,坚持自主创新是我们团队取得成功的关键。依然记得,团队获批一项用于嫦娥三号任务的超声电机科研项目,助力嫦娥三号于2013年顺利探月,我国也成为继美国之后第二个将超声电机应用到外太空的国家。自豪的同时,我们更期待未来的载人登月。我国已于2023年正式立项,相关任务也已启动,我知道往前走殊为不易,但我们时刻准备着。

  (光明日报记者 张蕾 詹媛 陈海波 崔兴毅 光明日报通讯员 彭丽 采访整理)

  《光明日报》(2024年05月27日 07版)

[ 责编:李伯玺 ]
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