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面對面丨探測器方案曾被明確反對 揭祕“嫦五”背後故事→

來源:央視網

作者:

2020-12-21 17:24:12

12月17日1時59分,經歷23天的太空之旅,嫦娥五號返回器在內蒙古四子王旗預定區域成功着陸。

嫦娥五號任務作為我國複雜最高、技術跨度最大的航天系統工程,首次實現了我國地外天體採樣返回,也標誌着中國探月工程“繞、落、回”三步走的最後一步圓滿完成。《面對面》記者第一時間在北京專訪了探月工程三期總設計師胡浩。

我國迄今為止最複雜的航天任務 曾有專家明確反對

嫦娥五號被稱作是我國迄今為止最複雜的航天任務,它要進行月面採樣,首次從月面起飛、首次在月球軌道上進行無人交會對接、首次帶着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。而在當年,胡浩他們提出探測器方案的時候,有專家提出了反對意見。胡浩幹了三十多年航天,這是他碰到過的唯一一次專家明確反對。

胡浩:因為機構運動太多、環境太複雜、執行可靠性太低。這一連串大家看着眼花繚亂的動作,對航天的系統實施來講,都是瓶頸式的風險點,它不行後面的任務沒法執行。

記者:怎麼去面對他的這種反對呢?

胡浩:他的反對對我們是提醒,他只是説這些環節多,並不能説明這些環節不可實現,只是這件事他認為風險太大。航天發展的特點就是我們每一步都要往前去走,每一步都想往前去邁,否則的話就沒有發展了。所以在一開始,我一上任就先佈置這幾個課題,在原來論證的基礎上是不是我們要幹月球軌道的交會對接,我們要不要拿回約兩公斤的月壤,還是少拿一點也可以,這是我們的課題。如果少拿一點月壤,像蘇聯那樣拿幾十克百八十克,我們可以完全不採取這種方案。

為月球採樣 航天人曾向地質人學習

探月三期工程從立項之初,就力求技術跨越,而技術創新的第一個點,就放在了月球上的採樣。為了這一任務,探測器團隊的成員曾經專門到地質部門“取經”。

胡浩:地質的同志在地球上採樣是幹過的,所以我們在一開始的時候就向地質的同志們學習,到地質有關單位去看,他們在地球採樣是怎麼進行的。掌握了採樣的知識基礎之後,我們就開始思考在月球上怎麼實現採樣。比如表取怎麼採,鑽取怎麼採,採了以後怎麼封裝,怎麼轉移,怎麼適應採樣的設備和月球的環境等等。每一個傳感器,每一個動作都牽連一系列的工作,都是要進行攻關的,因為沒有一個樣板可循。

“美中不足”? 前期準備鑽兩米 實際鑽了不到一米

12月1日23時11分平穩着陸於呂姆克山脈以北地區後,嫦娥五號隨即開展月面自動採樣工作。自動採樣是嫦娥五號任務的核心關鍵環節之一。探測器要經受住超過100攝氏度的月面高温考驗,克服測控、光照、電源等方面的條件約束,實現了多點、多樣化自動採樣。但胡浩披露,採樣還是有點“美中不足”。

胡浩:我們着月點相對比較好的,還比較平整,土質狀況也比較好,落的姿態也比較穩,角度偏差也比較小。在這麼好的前提下,還是有一點美中不足,就是我們前期準備鑽兩米深,按照這個去設計我們鑽取過程,但下面是石板,從雷達的回波圖面上看,下面石頭還是好幾層,打不下去了,沒能完全如願,打了大概不到一米。鑽兩米當然是好事,沒有鑽到兩米也可以接受。從科學家們來看,鑽得越深越好,但是再鑽帶來的風險也很大,要看時間和功耗能不能支撐。採樣用的時間長了,其他工作時間就短了,後面還有好多事要辦。另外,石頭是碾不碎的,在我們取芯袋會造成很硬的一個結,在我們回收過程當中,還會出現問題。大系統彼此牽掛彼此影響,最後可能受到很大影響,甚至完不成主體的任務。

被迫推遲發射 探月三期如何調整?

執行此次發射任務的長征五號運載火箭是中國運載能力最大的火箭,從立項之初就明確了用於將嫦娥五號探測器發射到月球上的任務。

然而,2017年7月2日,長征五號遙二火箭在發射後346秒時突發故障,發射任務失利。這次失利讓原本預計2017年年底發射的嫦娥五號,被迫停了下來。

胡浩:沒有火箭你上不了天,當時探測器已經加工都準備出廠了,怎麼辦?這是我們要處理的問題,還有後續這些任務怎麼處理,在那停放多長時間?後續還會碰到哪些問題?火箭的問題怎麼處理?我們首先和做火箭的進行溝通,探討怎麼走出困境,當時提出來看看能不能用兩年的時間把這個問題解決。其實兩年解決這個問題已經很不容易了,對我們做火箭的同志來講,這也是硬要求,他們就得天天加班加點,自己就逼自己。

胡浩:除了火箭的問題,我們探月工程其他四大系統的工作也被迫停止。探月工程三期在立項的時候就有嫦娥五號和嫦娥六號兩次發射,嫦娥六號作為嫦娥五號的備份那時候還沒有進行集成。主份還沒打,我們備份還有重新調試試驗的時間和機會,我們在這兩年就把嫦娥六號的計劃往前調整了。另外也對嫦娥五號進行了存儲,出不去門就得有地方放,對存放的環境條件和監測的措施手段進行完備的設計,分析會造成什麼樣的影響,這些都是我們這兩年抓緊乾的事。

2019年12月27日20時45分,長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空,發射飛行試驗取得圓滿成功。這次發射的成功,將我國的探月三期工程,拉回到了正常的軌道上。

發射精度高 省了兩百多公斤燃料

2020年11月24日,長征五號遙五火箭與嫦娥五號月球探測器終於迎來了發射時刻。嫦娥五號重達8.2噸,是我國目前發射的重量最重的探測器。將它送入近地點200公里、遠地點41萬公里的地月轉移軌道,這是對運載火箭能力的集中檢驗。

胡浩:雖然運載火箭拖了兩年時間,但這次表現非常好,把我們整個三期任務的精度打得很高。精度打得很高也給我們帶來燃燒上的好處,一下子就剩了200多公斤燃料。有了這200多公斤燃料我們就開始想完成了主任務,是不是還能幹點什麼事,是到天上其他地方看看,還是到地球和太陽之間拉格朗日點繞一繞,我們也在認真研究。嫦娥五號成功了,作為備份的嫦娥六號該乾點啥?我們也在尋找新的目標,想着再創點新。

[責任編輯:楊凡、武雲泉]

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