18年征途，追尋中國(guó)探月之旅
——訪嫦娥五號(hào)探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師張洪華

本刊記者 屈一平

昔有嫦娥奔月，?今有中國(guó)探月。上古的神話傳說(shuō)，?在本世紀(jì)初成為現(xiàn)實(shí)，?中國(guó)的探月工程在2004年正式立項(xiàng)。

古老的中華文明在今朝跨越時(shí)空接力前行，?18年來(lái)的一系列“??嫦娥工程”為您揭開(kāi)月球的神秘面紗。“?追逐夢(mèng)想、?勇于探索、?協(xié)同攻堅(jiān)、?合作共贏”的探月精神閃耀光芒。

嫦娥五號(hào)探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師張洪華的職業(yè)生涯，?貫穿著“??嫦娥工程”的每個(gè)階段，?并將隨著2030年中國(guó)載人月球探測(cè)、?月球科考基地的建設(shè)等重大工程而展開(kāi)。作為一名與月同行的科學(xué)家，?在嫦娥五號(hào)奔月成功兩周年之際，?怎樣詮釋探月精神？本刊專訪張洪華，?聽(tīng)他分享中國(guó)探索太空的腳步如何邁得更穩(wěn)、?更遠(yuǎn)。

追逐夢(mèng)想：十年磨一劍

記者：您大學(xué)的專業(yè)是遙控遙測(cè)專業(yè)，2004年被聘為嫦娥一號(hào)衛(wèi)星GNC分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師，您如何看職業(yè)生涯與“嫦娥工程”的關(guān)系？

張洪華：我??的求學(xué)過(guò)程比較復(fù)雜、?變化較多。1979年考入西北電訊工程學(xué)院，?學(xué)習(xí)遙控遙測(cè)專業(yè)；?隨后在中科院空間科學(xué)技術(shù)中心攻讀碩士，?學(xué)習(xí)飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)；?在北京航空航天大學(xué)攻讀博士，?學(xué)習(xí)慣性技術(shù)與測(cè)量設(shè)備專業(yè)；?在中國(guó)航天科技集團(tuán)第五研究院502所博士后流動(dòng)站攻讀博士后，?專業(yè)是控制理論與控制工程，?這其中貫穿的一條主線就是遙遠(yuǎn)飛行物體的自動(dòng)控制。

我?的專業(yè)從來(lái)沒(méi)有離開(kāi)最初的夢(mèng)想。至今依然清晰記得孩提時(shí)代看過(guò)的阿波羅登月紀(jì)錄片，?以及那句經(jīng)典話語(yǔ)：“?個(gè)人一小步，?人類大飛躍?！睙o(wú)論是高考選專業(yè)還是到502所做博士后學(xué)習(xí)，?我?追逐夢(mèng)想的初心沒(méi)有改變。

在“?嫦娥工程”中，?我?一直負(fù)責(zé)探測(cè)器系統(tǒng)的控制分系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱GNC分系統(tǒng)）。通俗地講，?GNC負(fù)責(zé)探測(cè)器在三維空間的運(yùn)動(dòng)，?是探測(cè)器系統(tǒng)最重要、?最關(guān)鍵、?最核心的分系統(tǒng)。

記者：您一路走來(lái)見(jiàn)證了嫦娥五號(hào)的發(fā)展，有怎樣的心路歷程？

張洪華：嫦娥五號(hào)從立項(xiàng)到發(fā)射成功前后歷時(shí)10余年，?正所謂十年磨一劍。我?在2011年左右正式擔(dān)任嫦娥五號(hào)探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師，?同時(shí)還擔(dān)任著嫦娥三號(hào)著陸器副總設(shè)計(jì)師。

回憶起來(lái)，?心路歷程中產(chǎn)生波瀾的確實(shí)有一件事：在嫦娥五號(hào)探測(cè)器系統(tǒng)研制完成后，?進(jìn)入兩次推遲發(fā)射的貯存期，?這期間GNC分系統(tǒng)研制隊(duì)伍同時(shí)面臨著其他兩項(xiàng)任務(wù)——嫦娥四號(hào)啟動(dòng)立項(xiàng)、?嫦娥三號(hào)由備份轉(zhuǎn)型完成月球背面軟著陸。在高強(qiáng)度工作背后，?是強(qiáng)大的細(xì)心和耐心支撐，?終于在2020年發(fā)射嫦娥五號(hào)取得成功。這10年是追逐夢(mèng)想的10年，?至今想來(lái)，?無(wú)悔！

勇于探索：50%成功率

記者：嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的GNC分系統(tǒng)在可靠性、自主性等方面都有著極高的技術(shù)要求。您在2004年將嫦娥一號(hào)作為自己參與具體型號(hào)的第一步，需要面臨怎樣的挑戰(zhàn)？

張洪華：月球探測(cè)成功率并不高，?有50%的成功率——這一統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不一定翔實(shí)但是存在可信度。嫦娥一號(hào)是我?參加研究“?嫦娥工程”的首個(gè)型號(hào)，?面臨很多挑戰(zhàn)：一是高可靠、?高精度的變軌控制，?包括離開(kāi)地球最后一次變軌控制和首次近月制動(dòng)，?這兩項(xiàng)都具有窗口唯一性，?一旦錯(cuò)過(guò)機(jī)會(huì)，?衛(wèi)星將不能與月球交會(huì)；?二是環(huán)月飛行期間，?衛(wèi)星本體對(duì)月球、?太陽(yáng)帆板對(duì)太陽(yáng)、?定向天線對(duì)地球的三體指向控制復(fù)雜度較高，?其中的一些硬件、?軟件在世界領(lǐng)域都是空白。

我?體會(huì)，?就像葉?培建總設(shè)計(jì)師曾經(jīng)說(shuō)過(guò)的，?攻關(guān)如同打仗，?不能上來(lái)就留足后路，?而是應(yīng)當(dāng)按照部署一往無(wú)前、?勇敢面對(duì)，?一定會(huì)取得最終勝利。

記者：嫦娥五號(hào)創(chuàng)造了5項(xiàng)中國(guó)首次，包括首次在地外天體的采樣與封裝、首次月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接和樣品轉(zhuǎn)移等，請(qǐng)談?wù)勈窃鯓犹剿鞯摹?/p>

張洪華：從嫦娥一號(hào)到嫦娥五號(hào)（除嫦娥二號(hào)以外），?我??都參與了整體研發(fā)。從初樣到正樣，?再到靶場(chǎng)測(cè)試、?飛行控制的全部過(guò)程，?每一個(gè)型號(hào)都具有相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，?需要每一個(gè)工作人員保持勇敢的探索精神。

例如，?嫦娥四號(hào)控制實(shí)現(xiàn)了月球背面軟著陸控制，?不能沿用嫦娥三號(hào)的斜線接近方案，?為此我??們創(chuàng)造性地提出了垂直接近的一系列創(chuàng)新制導(dǎo)和導(dǎo)航控制方法，?確保了人類首次月背軟著陸的成功。

嫦娥五號(hào)依然有一些“?無(wú)人區(qū)”待開(kāi)墾——如何在38萬(wàn)公里以外的月面首次起飛上升，?存在一系列的不確定性：周圍沒(méi)有很多外測(cè)設(shè)備，?地面遙控也受限于月背、?月面環(huán)境凹凸不平的影響……為此我?們發(fā)明了月面智能上升制導(dǎo)導(dǎo)航控制技術(shù)，?這些技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，?期望在以后地外天體起飛上升中得到應(yīng)用。

協(xié)同攻堅(jiān)：突破20余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

記者：從立項(xiàng)到發(fā)射，嫦娥五號(hào)先后突破了20余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，請(qǐng)您談?wù)勅绾螀f(xié)同攻關(guān)。

張洪華：嫦娥五號(hào)探測(cè)器設(shè)計(jì)的成功，?離不開(kāi)協(xié)同攻堅(jiān)。

首先，?GNC分系統(tǒng)需要服從探測(cè)器系統(tǒng)層面總體決策，?承擔(dān)系統(tǒng)層面的任務(wù)。比如，?嫦娥三號(hào)的一次近月制動(dòng)問(wèn)題，?起初控制分系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算，?發(fā)現(xiàn)一次近月制動(dòng)捕獲月球軌道存在多幾秒就可能撞月的風(fēng)險(xiǎn)，?而且未發(fā)現(xiàn)近月制動(dòng)的可靠方法，?分系統(tǒng)多次嘗試后才獨(dú)辟蹊徑發(fā)明了一次近月制動(dòng)方法。

其次，?GNC分系統(tǒng)部件研制需要全國(guó)范圍的協(xié)同，?通過(guò)任務(wù)書(shū)編制和研制技術(shù)流程控制，?使得一些本來(lái)不太了解航天GNC產(chǎn)品要求的單位，?逐漸成長(zhǎng)為航天產(chǎn)品合格的供應(yīng)方。

嫦娥五號(hào)探測(cè)器試驗(yàn)隊(duì)

記者：嫦娥五號(hào)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，克服了一道道難關(guān)，請(qǐng)您談?wù)勑庐a(chǎn)品如何攻克難關(guān)。

張洪華：就以嫦娥五號(hào)GNC分系統(tǒng)關(guān)鍵單機(jī)激光測(cè)速儀敏感器研制為例，?502所提出要研制輕型相對(duì)月面測(cè)速設(shè)備，?但是無(wú)論哪個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)都未能研制出天上實(shí)用產(chǎn)品，?我?國(guó)能否研制出一款領(lǐng)先世界的產(chǎn)品呢？

經(jīng)過(guò)多方調(diào)研，?502所最終選擇了中科院上海技術(shù)物理研究所為承研單位，?研制形成正樣產(chǎn)品基線，?經(jīng)過(guò)兩輪設(shè)計(jì)和試驗(yàn)迭代，?終于達(dá)到初樣研制目的。然后組織了產(chǎn)品相關(guān)試驗(yàn)，?進(jìn)入正樣階段，?完成了滿足GNC分系統(tǒng)飛行要求的新型單機(jī)研制，?其間諸多單位為協(xié)同攻堅(jiān)提供了重要支撐。

牧星耕宇：探月精神接續(xù)傳承

記者：現(xiàn)在很多航天人都是“80后”“90后”，您覺(jué)得對(duì)于年輕人來(lái)講，應(yīng)該如何弘揚(yáng)探月精神？

張洪華：年輕人充滿活力，?航天隊(duì)伍的年輕人更是遇到很多機(jī)遇。我?認(rèn)為，?無(wú)論從事什么工作，?深刻領(lǐng)會(huì)并踐行探月精神都將受益良多。

首先要有一個(gè)奮斗目標(biāo)，?仰望星空、?心揣夢(mèng)想，?目標(biāo)可以瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先甚至國(guó)際先進(jìn)水平。然后就是矢志不渝、?不忘初心，?為了遠(yuǎn)大目標(biāo)腳踏實(shí)地去奮斗，?不管是順境還是逆境都堅(jiān)持不懈，?終將實(shí)現(xiàn)自己理想。

回想21世紀(jì)以來(lái)中國(guó)的探月工程，?最初只是一張藍(lán)圖，?最終描繪到底。取得令人矚目的成就，?跟探月精神密切相關(guān)，?值得年輕人去繼承發(fā)揚(yáng)。

記者：嫦娥六號(hào)即將帶給我們?cè)鯓拥钠诖?/p>

張洪華：嫦娥六號(hào)計(jì)劃于2025年前后在文昌發(fā)射，?它的任務(wù)是在月球背面采樣返回，?集成了嫦娥四號(hào)、?嫦娥五號(hào)的規(guī)模，?將是又一個(gè)更復(fù)雜、?跨度最大的航天工程之一。作為實(shí)踐者，?我?們充滿期待。