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九天攬月的中國高度——走近那些工作在中國航天一線的幕後英雄

2024-05-27推薦

嫦娥六號的探月之旅一直引人註目。

5月8日,嫦娥六號探測器成功實施近月制軔,順利進入環月軌域飛行。這一刻,在距飛控大廳不遠的遙操作大廳,在數千公裏之外的深空測控站,在準備下一次發射任務的衛星發射場,在與嫦娥六號任務相關的崗位上,處處可見中國航天人忙碌的身影。是他們,不斷創造著一項又一項震驚世界的中國高度。

今天,讓我們一起走近這群「幕後英雄」,看他們如何在工作一線堅定航天報國誌。

5月3日,嫦娥六號探測器由長征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發射場發射。新華社發

【一線講述】

在火箭「心臟」裏鉆刻

朗讀程式:中國航天科技集團六院西安航天發動機有限公司特級技師 何小虎

十幾年來,我一直從事液體火箭發動機噴註燃燒系統相關產品高精密產品的研制生產任務。前輩們總是說,咱航天人如果沒有一股子肯鉆研的「倔」勁兒和對產品精益求精的追求,怎麽攀登技術高峰?可見,我們的工作容不得半點馬虎,因為產品的精度直接影響著火箭發動機及飛行器的精準入軌,絲毫差池都會導致火箭發射延誤甚至失敗。

發動機被稱為火箭的「心臟」,而液體火箭發動機燃燒系統相關產品,更是「心臟」中的「心臟」,難度可想而知。

5月3日,長征五號遙八運載火箭成功將嫦娥六號月球探測器送入預定軌域。我和同事生產的離心式噴嘴,就是液體火箭發動機燃燒室的核心部件。

從「小噴嘴」到「外太空」,技術攻關之路布滿荊棘。

航天科技集團一院天津火箭公司總裝測試車間內,班組人員在進行火箭裝配。 新華社發

作為精密元件,每個噴嘴均有12個直徑為1.05公釐的切向孔,尺寸精度誤差全部要控制在0.005公釐以內。此外,每台發動機需要200余個噴嘴同時工作,但傳統加工方式不僅工序繁多,而且精度低、毛刺多、合格率低。

如何有效提升噴註燃燒系統工作的可靠性?我多次請教相關專家,一起試驗雷射加工等方案。經過百余次反復叠代,我們將傳統鉆削改為鐵削,在直徑為0.05公釐,約半根頭發絲粗細的空間內三軸聯動加工,最終精度完全達標。同時,我們還采用車刀和磨頭交叉去除毛刺的方法,實作了液體火箭發動機離心式噴嘴無毛刺加工,將產品一次合格率提升至99.9%,效率提高兩倍多,人員減少一半,每年節省成本上百萬元。

如今,該項技術已申請專利,並在中國首台重復性使用液體火箭發動機中發揮了重要作用。

要幹,就幹出個模樣——正是這種不服輸的勁頭,讓我與同事們成功應對每一次挑戰。今後,我願意向更多人分享自己總結出的新方法、新工藝、新技術,攜手以90後、00後為主的年輕團隊潛心鉆研、齊頭並進。

接力「萬裡海天第一棒」

朗讀程式:中國航天科工集團二院測量雷達副主任設計師 孫亮

飛天、探月是中國人長久以來的浪漫夢想,作為一名航天青年,我在這片發射場一次又一次見證中國航天的高光時刻,感受偉大祖國的日益強大。我負責的裝置是布置在海南文昌航天發射場的兩部精密跟蹤測量雷達,它們主要負責火箭外彈道測量,也是本次嫦娥六號任務火箭外測的主要裝置。

雷達主要為基地提供準確的座標資訊,以便掌握火箭上升執行狀態,為安控系統提供數據,同時為其他裝置提供引導。如果將火箭發射過程中的跟蹤、測量比作一場接力賽,那我們的兩部雷達就是「萬裡海天第一棒」。大家都清楚,載人航天任務必須做到「穩妥可靠、萬無一失」,這八個大字就貼在發射場中心機房墻上。得益於一直堅持的嚴苛標準,我們兩部雷達交付以來,一次又一次零故障地完成了保障任務。

「火箭飛行時,發射功率衰減切換怎麽處理?」

「如何選擇切換時機才能為可能的應急預留充足的時間?」

對於每一種可能出現的情況,我們必須準備N個解決方案,保證萬無一失。

「3、2、1,點火」,火箭離開塔架、助推器分離、一二級分離、拋整流罩、二級發動機關機、星箭分離,我們的雷達一路緊跟,目送飛船順利進入預定軌域。火箭起飛後的飛行狀態數據,除了可以作為判斷飛行狀態的依據,還可以作為設計部門後續了解和校準火箭相關技術的重要參考。

從2013年安裝、2016年正式交付裝置,再到現在,我幾乎每年都要帶來巡檢裝置。工作中,我和我的團隊經歷了暈船,經歷了沒有淡水無法洗澡,經歷了連續兩個月無新鮮蔬菜,經歷了台風襲擾等各種困難。值得自豪的是,我們戰勝重重困難,為火箭發射提供了優良的裝置,也為海南發射場建設貢獻了自己的力量。

付出終有報酬。兩套雷達自「上崗」以來,以零失誤圓滿完成了長七首飛、長五首飛、嫦娥五號、天舟系列、天問一號等探月、探火和空間站相關試驗任務。

不僅是探索者 更是守護者

朗讀程式:中國電科網路通訊研究院深空測控系統研發人員 張婭楠

剛接觸深空探測計畫時,我還是個新人「小白」,對一切充滿了好奇,同時也感到迷茫。深空測控,聽起來像是科幻小說裏的情節,但當我真正踏入這個領域,才發現其中的復雜與精妙。這些年,我先後參與了嫦娥探月、天問落火等多項國家重大工程,負責VLBI(甚長基線幹涉測量)系統數據采集與站內記錄系統研制、落火微弱訊號檢測裝置研制等任務,裝置部署套用於國內所有深空測控站,保障各項任務圓滿執行。

北京航天飛行控制中心內,工作人員在緊張工作。新華社發

須知,深空測控不僅是技術的挑戰,更是對技術人員毅力和智慧的考驗。

比如我們承接的VLBI系統中前端數據采集與站內記錄系統的研制任務,這是之前從未做過的全新挑戰。

我印象最深的是一個風雪交加的夜晚,正月初的燈火還散發著節日的溫馨,而我和計畫組的同事們卻為了即將到來的方案評審而緊張忙碌。我們冒著大雪,坐在最後一班回家的車上,還在討論著方案的每一個細節。「天下大事,必作於細」是我們所有人都深知的道理,我們從技術細節入手,反復論證、不斷最佳化。終於,我們成功攻克了計畫所有關鍵技術難題,不僅完成了裝置的研制,更將處理能力提高四倍。

這次嫦娥六號任務中,我們的裝置和技術已經相對成熟,但我們並沒有因此松懈:1月初,我與技術團隊提前完成了相關測控裝置的安裝偵錯,三套裝置均升級為主用裝置,頻寬速度得到顯著提升,解決了數據的遠距離傳輸問題;嫦娥六號發射前,我們再次進行了任務前的巡檢,全面評測裝置功能指標,為任務順利執行提供堅實保障。

成功背後都是辛勤的汗水和努力的付出。我們整個集體不遺余力地集智攻關、不舍晝夜地編寫預案、不辭辛勞地推演聯調,都是為了中國航天能一次次「初始即完美」的精彩表現。我為自己能成為一名深空測控系統的研發人員而感到自豪。我們不僅是宇宙奧秘的探索者,更是祖國航天事業的守護者。

國產超聲電機上太空

朗讀程式:航空航天結構力學及控制全國重點實驗室研究員 蘆小龍

月球背面整體上相對月球正面更為古老,且存在月球三大地體之一的艾特肯盆地,具有重要科研價值。我們團隊在趙淳生院士帶領下研制的超聲電機已套用在嫦娥六號探測器上,用於光譜儀驅動與控制。

中國航天博物館展出的月球樣品。新華社發

與傳統電機相比,超聲電機具有響應快、精度高、雜訊小、無電磁幹擾等優點。嫦娥六號在月球背面自動采樣時,超聲電機會用來控制光譜儀接收反射光譜的鏡面的方向和角度。

超聲電機來之不易,研發道路上困難重重。嫦娥六號著陸的月球背面,對超聲電機的設計提出了更為苛刻的要求,比如執行時的溫度區間將在零下20℃至120℃。考慮到超聲電機使用環境復雜多變,團隊在高溫環境下做了大量的試驗,包括結構設計、材料選擇、驅動控制,以及其他安全保障措施的設計。

我們延續了之前的研制路線,從2015年至今,團隊工作人員做了大量自檢和可靠性確認等方面的工作,一步步提升著超聲電機的環境適應能力。但進行到最後一步時,環境適應力研究卻暴露出了超聲電機在高溫環境下的穩定性問題。

怎麽辦?距離交付正樣僅剩一個月時間,我與團隊的幾位教師一起晝夜不停守在試驗系統旁,針對環境試驗的每一條數據仔細分析排查,經歷數十種關鍵材料配方的更換和百余次的環境試驗,終於成功實作了超聲電機在模擬月背大跨度溫度環境下的穩定工作。

從建立試驗系統到邁入科技領域前沿,堅持自主創新是我們團隊取得成功的關鍵。依然記得,團隊獲批一項用於嫦娥三號任務的超聲電機科研計畫,助力嫦娥三號於2013年順利探月,中國也成為繼美國之後第二個將超聲電機套用到外太空的國家。自豪的同時,我們更期待未來的載人登月。中國已於2023年正式立項,相關任務也已啟動,我知道往前走殊為不易,但我們時刻準備著。