50年放飛300“星”

余建斌 母國新 郭梓豫

2020年11月24日到2020年12月17日，嫦娥五號完成了23天的月球采樣返回之旅，創(chuàng)造了中國航天史上一個里程碑式的成就。巧合的是，嫦娥五號探測器也是中國航天科技集團五院（中國空間技術研究院）研制并成功發(fā)射的第300個航天器。

1970年4月24日，中國航天科技集團五院研制的第一顆航天器東方紅一號衛(wèi)星，作為我國第一顆人造地球衛(wèi)星開啟了我國走向太空時代的第一步。第一顆人造衛(wèi)星、第一艘飛船、第一顆導航衛(wèi)星、第一顆月球探測器、第一個空間實驗室、第一艘貨運飛船……細數(shù)300“星”，第一個“百星”用了41年時間，第二個“百星”用了6年時間，而達成第三個“百星”，只用了3年時間。

50年放飛300“星”，不僅創(chuàng)造了中國航天史上眾多第一，也見證了中國航天從無到有、從弱到強，從航天大國邁向航天強國的光輝歷程。

嫦娥五號——真正推開了探月工程目標中“回”的大門

“與嫦娥三號、嫦娥四號相比，嫦娥五號面對的不確定性更多，真正推開了探月工程目標中‘回的大門?！辨隙鹞逄柼綔y器副總師張洪華說。

從立項到發(fā)射，嫦娥五號經歷了10年的艱辛奮戰(zhàn)。中國航天科技集團五院研制團隊在充分繼承載人航天交會對接、地外天體無人著陸器與返回等技術的基礎上，聯(lián)合參研單位集中最強陣容攻克難關，先后突破了月表采樣任務所涉及的20余項關鍵技術。

研制之初，前所未有的一個環(huán)節(jié)——月面點火起飛成了最難啃的“硬骨頭”，并隨之帶來軌道設計、起飛測控、發(fā)動機控制等一系列難題。為了盡可能模擬嫦娥五號在月球上將面臨的情況，張洪華和團隊在試驗場反復做試驗，與一臺高110米的塔架相伴3個月。為了解決落地姿勢不理想的問題，他們設計了數(shù)不清的預案。

按照嫦娥五號任務的工程安排，短短一周內要完成月面著陸、采樣、點火起飛以及月軌交會對接等一系列關鍵環(huán)節(jié)，這是對嫦娥五號研制團隊的巨大考驗。

從探測器發(fā)射前一個月進入發(fā)射場開始，研制團隊進行了6次演練。

“控制大廳里所有人睜大雙眼，不放過任何一次數(shù)據(jù)的跳動，心提到嗓子眼上，感覺再跳快一點兒都能蹦出來。時間非常緊迫，所有人都是‘跑著走?！睆埡槿A說。一個月的磨合演練也讓團隊對嫦娥五號發(fā)射過程了然于胸。

2020年12月17日1時59分，嫦娥五號懷揣取自月球的土壤安全著陸在內蒙古四子王旗?！芭c20世紀進行的月球采樣相比，我們的自主避障軟著陸和智能自適應上升方面已然達到一個新水準?！睆埡槿A自豪地說。

東方紅一號——實現(xiàn)進入太空的夢想

時光回溯到1970年4月24日，我國首枚運載火箭長征一號搭載著東方紅一號衛(wèi)星成功發(fā)射，實現(xiàn)了進入太空的夢想。

東方紅一號衛(wèi)星誕生于一個特殊時期，那時國家的工業(yè)基礎和科學技術水平還很落后，國際友人驚嘆：“你們在這樣的條件下研制出了衛(wèi)星，真的很了不起！”

鉚接，是衛(wèi)星制造中必不可少的一道工序。衛(wèi)星初樣研制過程和試驗階段，在沒有鉚槍和固定工件的桁架條件下，東方紅一號的研制人員就靠一把小錘和幾個自制的鉚模，將鉚釘一個又一個地敲上去。從衛(wèi)星的外形選擇到結構形式制定，從衛(wèi)星熱控措施到熱真空模擬試驗等繁雜的技術和工藝難關，都是在極其簡陋的條件下攻克的。

要讓衛(wèi)星在太空奏響《東方紅》樂曲，這在當時也具有很高難度。研制人員以高穩(wěn)定度的6個音源振蕩器代替“音鍵”，用程控線路產生的節(jié)拍來控制發(fā)音，經過上百次試驗，終于確保東方紅一號奏出了《東方紅》。

“我們在地面上直接聽不到東方紅一號衛(wèi)星播放的樂曲，需要通過衛(wèi)星的天線發(fā)送、地面站的接收，再由電臺轉播。”東方紅一號衛(wèi)星總體組成員胡其正提及，為了讓普通收音機接收到衛(wèi)星傳來的樂曲，大家提出了這個“接力”的辦法。

還有一道技術難關就是要“看得見”。想用肉眼就能看到太空中運行的衛(wèi)星，它的亮度必須要從七等星上升到四等星。而由于東方紅一號衛(wèi)星的直徑僅有1米，也讓“看得見”更加困難。最終，研制人員從折疊傘收縮打開的特點中找到靈感，決定在運載火箭的第三級上安裝一個由高反光亮度的材料制成、可以在太空中撐開的“觀測體”。由于這個“觀測體”體積巨大，反光亮度極高，人們在地面上就可以直接觀察到衛(wèi)星。

北斗——成為第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家

自主可控是北斗的特色，但從無到有，困難重重，北斗研制在摸索中起步。

國產化從北斗一號的太陽能帆板做起。之后的國產化攻關更為艱苦，不論是東方紅三號平臺的橫空出世，還是影響衛(wèi)星壽命的三大關鍵部件，憑借自力更生的創(chuàng)業(yè)精神，科研人員逐一攻克，于2003年建成了北斗一號系統(tǒng)，使我國成為繼美、俄之后第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。

“我們是以跑百米的速度在跑馬拉松?！北倍啡栃l(wèi)星首席總設計師謝軍如此形容北斗的研制節(jié)奏。

很多北斗人至今還清晰記得2007年首顆北斗二號衛(wèi)星研制的那段“激情燃燒的歲月”。根據(jù)國際電信聯(lián)盟的規(guī)則，頻率資源是有時限的，過期作廢。時間不等人，爭分奪秒完成了前期所有研制，參試人員進駐發(fā)射場后沒有片刻的喘息，緊接著就是200小時不間斷的加電測試。院士、衛(wèi)星總指揮、總設計師和一線技術人員一起排班，共同扛住種種考驗。2007年4月16日，衛(wèi)星成功發(fā)射兩天后，試驗星發(fā)來清晰信號，此時距離空間頻率失效僅有不到4個小時。也正是保護我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)頻率資源的這次“壯舉”，拉開了北斗區(qū)域導航系統(tǒng)建設的序幕。

嚴慎細實的作風一代一代被繼承。在北斗三號首組衛(wèi)星的研制中，出現(xiàn)了一個蓄電池電壓微小誤差的小插曲。按照設計，電壓差增加到一定限額，蓄電池也會自動進行調整，不會影響運行。

“換！不能帶著任何疑點上天。”北斗團隊沒放過這個隱患。重新打開太陽翼，卸下艙板，換下有隱患的蓄電池組。最終，按照原計劃完成了全部工作，讓衛(wèi)星又多了一份安全保障。

第九顆北斗三號衛(wèi)星某關鍵單機測試中，主任設計師劉家興發(fā)現(xiàn)了一個關鍵指標超標。但超標小于一納秒，也就是小于十億分之一秒，短到用“剎那”“瞬間”都難以形容。而進一步排查會平添很多工作量，還不一定能查出結果。但不查出原因，劉家興過不了自己心里的那道關。最終，大家一起分析、查找問題，讓指標恢復了正常。

神舟五號——中國載人航天工程的里程碑

1992年，黨中央正式批復實施載人航天工程，隨后載人飛船立項，戚發(fā)軔被任命為神舟飛船總設計師。

從事過導彈、運載火箭和衛(wèi)星研究的戚發(fā)軔，接到擔任神舟飛船總設計師任務時，已經59歲了，他原本準備再過一年就退休。接到任務之初，戚發(fā)軔坦言，“內心確實比較糾結，覺得壓力很大?！备匾脑蚴?，“載人航天、人命關天”，戚發(fā)軔深感責任太重。

當時中國載人航天工程已確立研制飛船，但究竟選用兩艙方案還是三艙方案？這道選擇題擺在了團隊面前。

“當時，國際上兩艙和三艙方案都有，而且都成功了。中國到底用兩艙方案，還是三艙方案？爭論很大。最后，我們決定用三艙方案。”在戚發(fā)軔看來，結合中國的實際情況，采用適合自己的方案，這就是創(chuàng)新。

1999年11月20日，我國第一艘無人試驗飛船神舟一號成功發(fā)射，且飛船著陸處離預定地點只有10公里。

回憶起從事航天數(shù)十年來最難忘的瞬間，張柏楠毫不猶豫地提到了神舟五號。那是中國載人航天工程的里程碑，首次實現(xiàn)了中國人飛天的夢想。

當時，身為神舟五號飛船副總設計師的張柏楠，在飛船出廠前往酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心前，遇到了很大的考驗。

神舟五號是我國第一艘載人飛船，許多專家對航天員所用座椅緩沖器性能的穩(wěn)定性提出了質疑?！白尉彌_器”，顧名思義是保障航天員安全、舒適的一個重要工具?！白巍辈皇娣?，在太空復雜環(huán)境中以及返回落地時，航天員的安全就無法保證。

本著“航天員的事，無小事”的信念，張柏楠臨危受命，在其他人員都已經進駐酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心時，利用兩個月時間集智攻關，最終設計制造出了安全穩(wěn)定可靠的座椅緩沖器并通過驗證，在火箭發(fā)射前順利安裝到了神舟五號返回艙上。