“嫦娥”、 “玉兔”集成了代表當(dāng)今世界科技水平的新技術(shù)

嫦娥三號(hào)任務(wù)宣布成功次日，吳偉仁告訴中國(guó)青年報(bào)記者:“嫦娥三號(hào)，我們是按照最好的結(jié)果去努力，也做了最壞的準(zhǔn)備，整個(gè)過(guò)程光故障預(yù)案就做了200多個(gè)，但到現(xiàn)在一個(gè)都沒有用上。”

這和整個(gè)科技發(fā)展不無(wú)關(guān)系。值得一提的是，中國(guó)空間技術(shù)研究院任務(wù)支持中心在嫦娥三號(hào)任務(wù)中首次采用的數(shù)字仿真系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)，而這是美蘇探月行動(dòng)中所不具備的。

吳克告訴記者，這是中國(guó)航天史首次實(shí)現(xiàn)伴飛功能，其能把月面的遙測(cè)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，預(yù)示車在月面走有沒有風(fēng)險(xiǎn)。比如，遙測(cè)數(shù)據(jù)顯示，巡視器某設(shè)備溫度升高，地面仿真系統(tǒng)溫度也跟著升高，“仿真系統(tǒng)伴飛功能有預(yù)示能力，它預(yù)測(cè)到隨著溫度越來(lái)越高，設(shè)備有崩潰的風(fēng)險(xiǎn)，就能提前讓巡視器不干后面的事。”

“我們憑什么有信心？”吳克說(shuō)，就是因?yàn)樗幸?guī)劃出來(lái)的指令，都在仿真系統(tǒng)走了一遍，把正確的概率又提高了。假使沒有這個(gè)程序，只能通過(guò)人員判斷，那就存在人員誤判漏判的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，圍繞探月的技術(shù)發(fā)展還有，微小型化技術(shù)的發(fā)展、自主控制和智能技術(shù)的提高、新型傳感器技術(shù)的問(wèn)世，等等。

2013年12月14日，嫦娥三號(hào)在動(dòng)力下降段成功避開了一個(gè)大坑，這個(gè)大坑位于著陸點(diǎn)東北方17米處，直徑20米、深達(dá)2～3米。在吳偉仁看來(lái)，這得歸功于激光測(cè)距技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的自主避障功能。

當(dāng)年還停留在“微波”時(shí)代的美國(guó)、蘇聯(lián)自然沒有這個(gè)技術(shù)。

阿波羅計(jì)劃利用航天員在著陸過(guò)程中進(jìn)行地形識(shí)別，僅僅通過(guò)航天員簡(jiǎn)單的鳥瞰，來(lái)發(fā)現(xiàn)和控制躲避月面障礙物，從危險(xiǎn)區(qū)中識(shí)別出安全的著陸點(diǎn)。

嫦娥三號(hào)著陸器系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張熇稱之為“盲降”，她告訴中國(guó)青年報(bào)記者，“設(shè)計(jì)好了這條軌道就落下去，下面有坑、有石塊可能會(huì)翻倒。”

“蘇聯(lián)、美國(guó)的月球車畢竟使用的都是40年多前的技術(shù)，‘玉兔’集成了代表當(dāng)今世界科技水平的新技術(shù)：用超大規(guī)模集成電路代替了當(dāng)年的晶體管，采用無(wú)刷電機(jī)技術(shù)解決了有刷電機(jī)壽命有限的問(wèn)題。車載的有效載荷，無(wú)論是探測(cè)的手段，還是探測(cè)的精度都已有了質(zhì)的變化。”權(quán)爽說(shuō)。

沒有更多的國(guó)外參考，只好再造一個(gè)月球

“月球的塵埃中，夾雜著類似木炭或火藥的氣味。當(dāng)然，我們聞不到所取樣品有這樣的氣味，因?yàn)樗鼈儽幻芊庠诤凶永铩５┞队谂搩?nèi)的氧氣中時(shí)，我們可以嗅到航天服上粘著的塵埃那濃重的燒焦味。”阿波羅11號(hào)航天員巴茲·奧爾德林這么形容自己在月球上聞到的味道。

此前，中國(guó)航天人能拿到的月面數(shù)據(jù)大多只能來(lái)自于美國(guó)等國(guó)的公開資料，“真實(shí)情況，別人說(shuō)不定會(huì)藏著掖著。”王芳說(shuō)。所以當(dāng)看到玉兔車在月面留下的第一道輪印時(shí)，以前一直以為月壤“特別松軟”的她發(fā)現(xiàn)，車轍沒想象中的深，這意味著月壤是比較硬的。

沒有更多的國(guó)外參考，中國(guó)人只好再造一個(gè)月球。

“航天器一旦打到天上，出了問(wèn)題，總不能再派人去修吧？”嫦娥三號(hào)巡視器綜合測(cè)試指揮王少林說(shuō)。這要求航天器具有高可靠性，而這依賴于充分的地面驗(yàn)證。

經(jīng)過(guò)1.8萬(wàn)公里的選址，巡視器團(tuán)隊(duì)選定了敦煌西北、庫(kù)姆塔格沙漠與羅布泊交界處的阿克奇谷地，“這里是中國(guó)最像月球的地方”。在這里，玉兔車曾連跑十幾天，進(jìn)行過(guò)公里級(jí)的“長(zhǎng)途拉練”。

沙漠里，一輛大卡車跟在徐徐前移的玉兔車后，一條電纜連著兩輛車，為太陽(yáng)翼沒有帶電池片的玉兔車提供能源。

伴著轟隆的發(fā)電機(jī)，嫦娥三號(hào)巡視器綜合測(cè)試指揮權(quán)爽、王少林和其他同事擠在卡車車廂內(nèi)，膝蓋對(duì)著膝蓋，空間窄得連站都站不起來(lái)，這一擠就是十幾個(gè)小時(shí)。在這樣艱苦的條件下，他們實(shí)現(xiàn)了對(duì)巡視器的首次遙操作。

進(jìn)行整車月球低重力試驗(yàn)是嫦娥三號(hào)的重大難題之一，巡視器團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次提出利用單吊索方式，模擬玉兔車月面輪壓的測(cè)試方法。在巡視器室內(nèi)試驗(yàn)場(chǎng)，負(fù)責(zé)視覺定位的遙操作主管設(shè)計(jì)師溫博向記者介紹懸掛著的一個(gè)吊索，它曾把占玉兔車質(zhì)量5/6的部分吊離地面，讓玉兔車只用承受1/6重力。一旦承重多了，就會(huì)超出車輪的承受能力。

2013年12月15日，看到玉兔車走出在月球上的第一步時(shí)，這個(gè)30歲的女航天人笑了。

28歲的嫦娥三號(hào)巡視器總體主管設(shè)計(jì)師王昊宇，29歲的主管設(shè)計(jì)師薛博,還有30歲的王少林，30歲的吳克，32歲的權(quán)爽，32歲的王芳。賈陽(yáng)說(shuō)，整個(gè)團(tuán)隊(duì)每個(gè)人都在干“以前沒干過(guò)的事”，正是這支新鮮的團(tuán)隊(duì)，鍛造了中國(guó)的第一次落月。