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嫦娥三号着陆器研发团队:"新、实、高、甘"探月历程

2013-12-19   人民网   阅读量:13

    中国空间技术研究院502所嫦娥三号GNC方案研发团队从最初的预研阶段方案论证到如今的在轨成功实施,可谓十年磨一剑。团队每位成员充分发挥自身专业优势,大力提倡并亲身践行“创新与实用并举”思想,同甘共苦,与兄弟单位精诚合作,先后攻克了主减速过程制导律优化设计与快速姿态机动协调问题、动力下降相对导航方案优化与多信息融合问题、粗精结合接力避障安全着陆问题、软着陆方案地面验证技术问题等一系列GNC理论算法创新与工程实现问题。

       成绩的取得并非偶然,在GNC方案研发团队身上,集中体现了航天人的三大精神,体现了502所人的优秀品质,用“新”、“实”、“高”、“甘”四个字最能概括这个团队的特点和他们一路走来的心路历程。

    所谓“新”,体现了三层含义:新挑战、新角色和新思维。他们所从事的,是一项在国内前无古人的事业,所面临的困难与挑战可想而知。这个团队的五个人中,有四个人无型号研制经验,可谓“新人”。这在型号研制中看似是不利条件,却成就了这个团队“不囿于既有,敢于创新”的新思维。对于国内首次地外天体软着陆,这短暂而又惊心动魄的十几分钟,不也同样需要科研人员用创新思维激情诠释吗?团队的每个成员都铆足了劲儿,在大量调研并充分借鉴美俄上世纪六七十年代月球探测相关经验的基础上,提出并分析了多种可能的软着陆策略,并根据动力下降各阶段特点确定了多制导律相结合的制导方案。既保证了各段切换的连续性,又兼顾了燃料消耗的最优性。美国“阿波罗”登月在近距离依靠宇航员的人眼视觉发现并躲避障碍,而嫦娥三号采用无人软着陆,研发团队根据其相通的特点,利用机器视觉代替人眼,在近距离能发现更为细小的障碍,较人眼更精确。

    GNC方案研发团队并非单纯为了创新而创新,在他们身上还集中体现了一个“实”字——求真务实,脚踏实地,实实在在,工程实用。每一个创新点、新技术的应用,无不经过细致的仿真求证,举一反三,做到极致。嫦娥三号着陆器任务艰巨复杂,其推力器不仅要完成姿控任务,还要承担变轨和着陆过程的平移避障控制任务,因此其推力器布局关键且复杂。为此,研发团队阅读大量文献,历时近一年时间反复求证,设计了数十种可能的推力器布局方案,并对各个方案下的姿控、轨控、避障等任务的实现优劣情况进行比较分析,前后形成了几十个设计与仿真版本,并先后在型号内部、所内、项目办等各级单位进行汇报,甚至由总师亲自带队寻求年逾古稀的屠善澄院士的意见和建议。正是在他们一以贯之的“务实”作风下,GNC方案从设计到实施不留一处“死角”,最大限度地保证了着陆的顺利实施。

    所谓“高”,一为高学历,二是技术水平高。GNC方案研发团队五个人,四位博士(一人为博士后)一位硕士,其中三人还是“空间控制博士班组”成员。嫦娥三号着陆器在转正样之前在地面上完成了国内首次大型软着陆点火综合试验,主要考察软着陆过程GNC的控制能力。该试验要在地球上模拟月球重力环境,存在着诸多难题,其中最根本的就是如何在地球上各种额外干扰源的不利条件下仍能顺利完成试验。一次试验中,预报第二天的风速较大,而刚好有上级领导要于第二天到现场观摩试验,不容有失。总指挥要GNC给一个明确答复是否可行,这个任务自然落到了方案研发团队肩上。“行”与“不行”,看似只是一句话的事儿,却似有千斤重。一点差错,都有可能导致试验失败甚至有人身安全风险。研发团队立刻行动起来,连夜进行打靶仿真与数据分析,确定外界干扰的阈值大小。迎着北京深秋的朝阳,彻夜未眠的团队成员已胸有成竹地出现在试验大厅。根据当天的天气情况,直到下午,GNC才给出了“行”的肯定回答。随着发动机一声巨响,试验开始,几十秒后,着陆验证器稳稳地悬在空中,试验取得圆满成功!

     最后一个“甘”字,则高度概括了方案研发团队的优秀品质和高风亮节,也体现了嫦娥三号着陆器GNC队伍乃至502所人共有的特质:甘于寂寞,甘于奉献,甘当绿叶,苦尽甘来。近十年来,方案研发团队在嫦娥三号着陆器GNC关键技术攻关和方案设计中啃得了硬骨头,坐得了冷板凳;为祖国的航天事业敢于吃苦,甘于奉献;为攻坚克难顾全大局,甘当绿叶。曾几何时,研发团队的成员们仰望着星空里的那一轮明月暗下决心;曾几何时,他们为控制算法中的一个参数而彻夜难眠。三千多个日日夜夜,他们有过“过关斩将”挥斥方遒的洒脱,也有过遭受挫折焦头烂额的窘迫。多少次绞尽脑汁,多少次“挥汗如雨”,多少次挑灯夜战,又有多少次深情凝望妻儿熟睡的脸庞掩门而去……仿佛还在昨天,如今已是苦尽“甘”来,“蟾宫”折桂,踏上新征程。