1月18日,《人民日报》刊登文章《50年放飞300“星”》,讲述了从东方红一号到嫦娥五号,航天科技集团五院创造中国航天史上众多第一的辉煌成就。
全文如下:
2020年11月24日到2020年12月17日,嫦娥五号完成了23天的月球采样返回之旅,创造了中国航天史上一个里程碑式的成就。巧合的是,嫦娥五号探测器也是中国航天科技集团五院研制并成功发射的第300个航天器。
1970年4月24日,中国航天科技集团五院研制的第一颗航天器东方红一号卫星,作为我国第一颗人造地球卫星开启了我国走向太空时代的第一步。第一颗人造卫星、第一艘飞船、第一颗导航卫星、第一颗月球探测器、第一个空间实验室、第一艘货运飞船……细数300“星”,第一个“百星”用了41年时间,第二个“百星”用了6年时间,而达成第三个“百星”,只用了3年时间。
50年放飞300“星”,不仅创造了中国航天史上众多第一,也见证了中国航天从无到有、从弱到强,从航天大国迈向航天强国的光辉历程。
嫦娥五号——真正推开了探月工程目标中“回”的大门
“与嫦娥三号、嫦娥四号相比,嫦娥五号面对的不确定性更多,真正推开了探月工程目标中‘回’的大门。”嫦娥五号探测器副总师张洪华说。
从立项到发射,嫦娥五号经历了10年的艰辛奋战。中国航天科技集团五院研制团队在充分继承载人航天交会对接、地外天体无人着陆器与返回等技术的基础上,联合参研单位集中最强阵容攻克难关,先后突破了月表采样任务所涉及的20余项关键技术。
研制之初,前所未有的一个环节——月面点火起飞成了最难啃的“硬骨头”,并随之带来轨道设计、起飞测控、发动机控制等一系列难题。为了尽可能模拟嫦娥五号在月球上将面临的情况,张洪华和团队在试验场反复做试验,与一台高110米的塔架相伴3个月。为了解决落地姿势不理想的问题,他们设计了数不清的预案。
按照嫦娥五号任务的工程安排,短短一周内要完成月面着陆、采样、点火起飞以及月轨交会对接等一系列关键环节,这是对嫦娥五号研制团队的巨大考验。
从探测器发射前一个月进入发射场开始,研制团队进行了6次演练。
“控制大厅里所有人睁大双眼,不放过任何一次数据的跳动,心提到嗓子眼上,感觉再跳快一点儿都能蹦出来。时间非常紧迫,所有人都是‘跑着走’。”张洪华说。一个月的磨合演练也让团队对嫦娥五号发射过程了然于胸。
2020年12月17日1时59分,嫦娥五号怀揣取自月球的土壤安全着陆在内蒙古四子王旗。“与上世纪进行的月球采样相比,我们的自主避障软着陆和智能自适应上升方面已然达到一个新水准。”张洪华自豪地说。
东方红一号——实现进入太空的梦想
时光回溯到1970年4月24日,我国首枚运载火箭长征一号搭载着东方红一号卫星成功发射,实现了进入太空的梦想。
东方红一号卫星诞生于一个特殊时期,那时国家的工业基础和科学技术水平还很落后,国际友人惊叹:“你们在这样的条件下研制出了卫星,真的很了不起!”
铆接,是卫星制造中必不可少的一道工序。卫星初样研制过程和试验阶段,在没有铆枪和固定工件的桁架条件下,东方红一号的研制人员就靠一把小锤和几个自制的铆模,将铆钉一个又一个地敲上去。从卫星的外形选择到结构形式制定,从卫星热控措施到热真空模拟试验等繁杂的技术和工艺难关,都是在极其简陋的条件下攻克的。
要让卫星在太空奏响《东方红》乐曲,这在当时也具有很高难度。研制人员以高稳定度的6个音源振荡器代替“音键”,用程控线路产生的节拍来控制发音,经过上百次试验,终于确保东方红一号奏出了《东方红》。
“我们在地面上直接听不到东方红一号卫星播放的乐曲,需要通过卫星的天线发送、地面站的接收,再由电台转播。”东方红一号卫星总体组成员胡其正提及,为了让普通收音机接收到卫星传来的乐曲,大家提出了这个“接力”的办法。
还有一道技术难关就是要“看得见”。想用肉眼就能看到太空中运行的卫星,它的亮度必须要从七等星上升到四等星。而由于东方红一号卫星的直径仅有1米,也让“看得见”更加困难。最终,研制人员从折叠伞收缩打开的特点中找到灵感,决定在运载火箭的第三级上安装一个由高反光亮度的材料制成、可以在太空中撑开的“观测体”。由于这个“观测体”体积巨大,反光亮度极高,人们在地面上就可以直接观察到卫星。
北斗——中国成为第三个拥有自主卫星导航系统的国家
自主可控是北斗的特色,但从无到有,困难重重,北斗研制在摸索中起步。
国产化从北斗一号的太阳能帆板做起。之后的国产化攻关更为艰苦,不论是东方红三号平台的横空出世,还是影响卫星寿命的三大关键部件,凭借自力更生的创业精神,科研人员逐一攻克,于2003年建成了北斗一号系统,使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
“我们是以跑百米的速度在跑马拉松。”北斗三号卫星首席总设计师谢军如此形容北斗的研制节奏。
很多北斗人至今还清晰记得2007年首颗北斗二号卫星研制的那段“激情燃烧的岁月”。根据国际电信联盟的规则,频率资源是有时限的,过期作废。时间不等人,争分夺秒完成了前期所有研制,参试人员进驻发射场后没有片刻的喘息,紧接着就是200小时不间断的加电测试。院士、卫星总指挥、总设计师和一线技术人员一起排班,共同扛住种种考验。2007年4月16日,卫星成功发射两天后,试验星发来清晰信号,此时距离空间频率失效仅有不到4个小时。也正是保护我国卫星导航系统频率资源的这次“壮举”,拉开了北斗区域导航系统建设的序幕。
严慎细实的作风一代一代被继承。在北斗三号首组卫星的研制中,出现了一个蓄电池电压微小误差的小插曲。按照设计,电压差增加到一定限额,蓄电池也会自动进行调整,不会影响运行。
“换!不能带着任何疑点上天。”北斗团队没放过这个隐患。重新打开太阳翼,卸下舱板,换下有隐患的蓄电池组。最终,按照原计划完成了全部工作,让卫星又多了一份安全保障。
第九颗北斗三号卫星某关键单机测试中,主任设计师刘家兴发现了一个关键指标超标。但超标小于一纳秒,也就是小于十亿分之一秒,短到用“刹那”“瞬间”都难以形容。而进一步排查会平添很多工作量,还不一定能查出结果。但不查出原因,刘家兴过不了自己心里的那道关。最终,大家一起分析、查找问题,让指标恢复了正常。
神舟五号——中国载人航天工程的里程碑
1992年,党中央正式批复实施载人航天工程,随后载人飞船立项,戚发轫被任命为神舟飞船总设计师。
从事过导弹、运载火箭和卫星研究的戚发轫,接到担任神舟飞船总设计师任务时,已经59岁了,他原本准备再过一年就退休。接到任务之初,戚发轫坦言,“内心确实比较纠结,觉得压力很大。”更重要的原因是,“载人航天、人命关天”,戚发轫深感责任太重。
当时中国载人航天工程已确立研制飞船,但究竟选用两舱方案还是三舱方案?这道选择题摆在了团队面前。
“当时,国际上两舱和三舱方案都有,而且都成功了。中国到底用两舱方案,还是三舱方案?争论很大。最后,我们决定用三舱方案。”在戚发轫看来,结合中国的实际情况,采用适合自己的方案,这就是创新。
1999年11月20日,我国第一艘无人试验飞船神舟一号成功发射,且飞船着陆处离预定地点只有10公里。
回忆起从事航天数十年来最难忘的瞬间,张柏楠毫不犹豫地提到了神舟五号。那是中国载人航天工程的里程碑,首次实现了中国人飞天的梦想。
当时,身为神舟五号飞船副总设计师的张柏楠,在飞船出厂前往酒泉卫星发射中心前,遇到了很大的考验。
神舟五号是我国第一艘载人飞船,许多专家对航天员所用座椅缓冲器性能的稳定性提出了质疑。“座椅缓冲器”,顾名思义是保障航天员安全、舒适的一个重要工具。“座椅”不舒服,在太空复杂环境中以及返回落地时,航天员的安全就无法保证。
本着“航天员的事,无小事”的信念,张柏楠临危受命,在其他人员都已经进驻酒泉卫星发射中心时,利用两个月时间集智攻关,最终设计制造出了安全稳定可靠的座椅缓冲器并通过验证,在火箭发射前顺利安装到了神舟五号返回舱上。
创新者说
“我们主要解决了有无的问题,今后要做的是‘人无我有,人有我优’的工作。历史造就了‘两弹一星’精神,面对当前和接下来的任务,更要传承和弘扬好‘两弹一星’精神。相信年轻一代一定能比我们做得更好。”
——中国航天科技集团五院东方红一号卫星主要技术负责人之一、神舟号飞船首任总设计师 戚发轫
“航天事业的成功是一个团队的成功。仰望星空,那里有中国航天人的梦想。如今,更多的年轻北斗人成为这个征途上的主力军,他们更有活力、更有干劲,也更有对航天强国梦的热忱和期许。”
——中国航天科技集团五院北斗卫星导航系统工程副总设计师、北斗三号卫星首席总设计师 谢军
“探取月面下蕴藏着的宇宙奥秘,带回的月壤钻取样品是我们献给祖国的最浪漫礼物。探索更深更远的浩瀚太空,航天人永不止步。”
——中国航天科技集团五院五二九厂嫦娥五号钻取子系统主任设计师 王国欣
“新时代建设航天强国的目标更加需要我们自主创新、奋勇拼搏。我国首次火星探测任务,将通过一次发射任务实现火星环绕、着陆和巡视。为了这个目标,全体科研人员夜以继日地扎实工作、大胆创新、全力攻关,突破一系列关键技术,助推我国深空探测走向更远的地方。”
——中国航天科技集团五院火星探测器总设计师 孙泽洲