中国航天科技集团公司自主创新送嫦娥揽月

杨蕾

“嫦娥”抱“玉兔”，九天再揽月，科技创新今日再续传奇。嫦娥三号任务不负众望地圆满完成。这是中国探月工程的一大步，更是航天科技创新的一大步。

在嫦娥三号这项体系庞杂、意义重大的工程中，中国航天科技集团公司承担了探测器和运载火箭两大核心关键系统抓总研制工作。6年来，集团公司的参研参试人员不断开拓创新、攻坚克难，用完美的成功证明：中国航天有实力、有信心依靠自主创新，开拓更远的深空探测疆域。

探月坐标系上的新起点

俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月。早在2007年，嫦娥一号仅用3年多时间，创造了世界绕月探测卫星研制的最短纪录。

3年后，带着“飞得更快、靠的更近、看得更清”的目标，嫦娥二号在创下多个“第一次”后超额完成任务。它作为嫦娥三号的先导星，为嫦娥三号的发射奠定了坚实的基础。

又是一个3年，作为我国第一个地外天体软着陆探测器的嫦娥三号诞生在集团公司，“嫦娥三号探测器是全新研制的探测器，也是5大系统中的核心，难度最大、需要攻克的关键技术多、技术跨度大、实施风险高。”嫦娥三号探测器副总设计师贾阳说。

如其所说，月球探测工程体系复杂，风险也相当高。据资料统计，世界上共进行了百余次月球探测活动，成功率刚刚过半。

尽管集团公司有嫦娥一号、嫦娥二号成功研制的经验，但嫦娥三号的研制依然要面对诸多全新情况和巨大挑战。比如，要面临的是其他航天器从未遇到过的月面全新环境、全新研制平台、全新载荷设备和全新工作模式；要面临新技术多、配套单位多的特点，地面试验验证难度大、探测器“瘦身”难的问题等。

面对着全新的科研挑战，科研人员迈过道道关卡，在6个方面实现了历史性的突破。

其中包括，首次开展我国航天器在地外天体软着陆，首次开展我国航天器在地外天体巡视探测，首次开展对月面探测器的遥操作，突破多轨道、窄窗口发射和高精度入轨技术，首次研建我国大型深空站，初步建成覆盖行星际的深空测控网，首次在月面开展多种科学探测，首次在我国航天器上采用同位素热源和两相流体回路技术，以满足探测器在月夜极端温度环境下的生存需要，并研制了一系列特种试验设施，形成一系列先进试验方法。

犹如“新生儿”般的嫦娥三号闪耀着创新的光芒，光芒中凝聚了无数航天人奋发图强的光辉精神。在这条自主创新的探月之路上，嫦娥三号任务的成功犹如一座新的丰碑，在中国探月的坐标系上树起一个新的起点。

通天路上稳送“三姐妹”

将嫦娥“三姐妹”安全送达目的地，是长征三号甲系列火箭家族的一件大事。因此，由集团公司承担研制的长三甲系列火箭旗下的“三兄弟”各显神通，托举着“三姐妹”攀上一座座科技高峰，也把流传千年的神话化为鲜活的现代文明奇迹。

2007年，自重只有2.4吨、“身材”曼妙的嫦娥一号在长三甲火箭托举下，先绕地球飞行后在奔向月球。这种相当于坐着“滚梯”奔月的方式，让奔月旅程耗费了12天之久。

2010年，同样重量的嫦娥二号乘坐长三丙火箭，以“直梯”的方式奔月，即火箭将“二姑娘”直接送入地月转移轨道，使得奔月时间缩短了5天，刷新了嫦娥奔月的“中国速度”。

3年后的今天，揽“玉兔”（月球车）同赴广寒宫的“三妹”质量陡然增加了1200千克，却依旧顺利乘坐“直梯”抵达近地点高度200公里、远地点高度38万公里的地月转移轨道。这要归功于长三甲火箭家族中运载能力最强的“大力士”——长征三号乙改进型三级捆绑式液体运载火箭。

尽管是久经沙场的“大力士”，为了这次不寻常的任务，长三乙仍进行了多项改进，“以实现入轨精度更高、适应能力更高、运载能力要求更高、可靠性要求更高的目标。”长三乙火箭总设计师姜杰坦言。

每一次创新都在突破中升华。集团公司在这枚“金牌火箭”原有的基础上开展了6大专项技术攻关，让火箭更加勇武有力。

为了将嫦娥三号送入更精准的轨道，节省后续任务的燃料，长三乙在发射窗口上做了一篇“大文章”。了解火箭发射的人都知道，每次发射任务都可能由于客观原因导致火箭不能准时点火，从而错失最佳发射时机。为此，长三乙通过窗口优化设计、软件在线切换等技术进行了改进和试验，发射月有连续3天具备发射条件，每天有2个发射窗口，大大降低了发射风险。

此外，长三乙还首次采用了双激光惯组加卫星导航修正的复合制导技术，这相当于给火箭安上了“两只眼睛”，一只眼睛可以保证火箭按照设计好的轨道飞行，另一只眼睛则精确计算最佳途径，并随时修正，更加确保了“嫦三”精确入轨。

在可靠性和运载能力上，火箭也实现了质的飞跃。经过改造后的火箭，飞行可靠性由原来的0.938提升至0.942，奔月轨道运载能力由3750千克（长时间滑行状态）增长到3780千克。

另外，长三乙首次运用遥测图像实时传输技术，对火箭的发射和飞行过程进行“现场直播”。同时，还为“嫦三”量身打造了尊贵专享的“座椅”，即重新设计了“嫦三”的连接器，使火箭与探测器更完美地连接在一起，增强了“嫦三”奔月途中的舒适性和安全性。

正如一院院长李洪所说，“火箭的每一次飞行都是一种创新”。每一次创新都为后续深空探测奠定了坚实的基础。

非先行者，却是屡攀高峰者

在嫦娥一号成功发射时，法国《欧洲时报》曾发表社论说，“嫦娥奔月”将一个完整的中国梦呈现给世界。3年后，嫦娥二号的成功，让美国媒体开始担心与中国的探月比赛可能成为“龟兔赛跑”。今天，嫦娥三号的成功，则让全世界都惊叹于中国的探月工程在创新和突破中步步为营，成为中国科技自主创新一面耀眼的旗帜。

嫦娥三号任务是自1976年8月9日前苏联“月球”24号成功登月后，37年以来，全世界第一次月球软着陆探测任务。正所谓“长天信步过康桥”，尽管相较于美、苏的月球探索之旅，嫦娥三号没在时间上占优势，却在安全可靠上更胜一筹，并创造了人类科学史上的多个“第一次”。集团公司的科研人员从嫦娥三号软着陆的整体方案入手，力求以更安全、更可靠的方式协助探测器完成各项任务。

就任务模式而言，嫦娥三号在软着陆过程中的动力下降段具有悬停、避障的能力，这是其他国家软着陆探测器所不具备的。当嫦娥三号进入悬停、避障阶段，可以对着陆区地形、地貌进行精确勘察，识别出危险地形，这极大地提高了着陆的安全性。

在航天器热控制技术方面，采用重力辅助两相流体回路技术，实现同位素热能的可控运输尚属国际首例；采取基于太阳能唤醒的月面休眠唤醒创新方案，解决低温条件下的探测器月夜生存问题也是首开先河。在科学探测方面，科研人员通过测月雷达等载荷，首次实现了月球表面月壤厚度剖面探测等科学目标。一个个“第一次”的突破，极具说服力地展示了中国航天人卓越的创新才能和突破精神。

探月一小步，人类文明一大步。中国的探月工程就像一场永无止境、勇攀高峰的接力赛，书写着人类太空探索史上的崭新篇章。在这场探月的接力赛中，寄托的是一个国家自主创新的梦想，凝聚的是无数航天人的才智和心血；在这场探月的接力赛中，航天人用几十年磨一剑的专注和奉献，在浩瀚的太空留下属于中国人自己的足迹；在这场探月的接力赛中，中国人不是先行者，却是屡攀新高的奋起直追者……

（摘自《中国航天》2014年第1期）endprint