“登火”后航天人的心聲

  科技創新這條路，一定會有坎坷，但必須要堅持走。”在探索宇宙未知的征途上，創新已經成為中國航天人代代相傳的基因，也是不斷取得成功的法寶。5月15日7時18分，距離地球3.2億千米之外，“天問一號”成功實現火星表面軟著陸，穩穩落在火星烏托邦平原南部預選著陸區，我國首次火星探測任務著陸火星取得圓滿成功。

作為首位“旅客”，“天問一號”成功降落火星，見證了屬于中國的“地火專線”正式開通。從去年7月23日在文昌航天發射場啟程，“天問一號”經歷了長達近7個月的“奔火”之旅和3個月的“環火”探測，如今“登火”成功，即將開始全新的“火星生活”。這一程漫長的旅途，終于迎來了最激動人心的一刻。回望來路，這一步步走得穩健，走得扎實，也成就了一個個動人心弦的美麗故事。

“胖五”搭建“登云梯”

“天問一號”火星探測器的成功發射，邁出了我國行星探測的第一步。不到300天里，長征五號系列火箭攜“天問一號”沖天奔火、助“嫦娥五號”九天攬月、送“天和”核心艙太空建站。3次發射，3步跨越。從地月系到太陽系，我國的深空探測正在一步步走遠。

“長征五號火箭投入工程應用，將有力支撐國家重大航天工程的實施，對加快推進航天強國建設發揮重要作用。”航天科技集團一院院長王小軍介紹，火箭的能力有多大，航天的舞臺就有多大。作為目前我國運載能力最強的火箭，長征五號火箭讓我國火箭運載能力躋身世界第一梯隊，也讓我們對探索浩瀚宇宙有了更大的想象空間。

然而，圓夢的旅程并非一帆風順，艱難、挑戰、巨大的壓力，如影隨形。2020年5月5日，長征五號B火箭用首飛成功掃除“陰霾”，扭轉了中國航天面臨的不利局面。這時，距離“天問一號”的發射僅剩兩個多月，如果不加速快跑，錯過了窗口期，中國的探火計劃就要推遲26個月。

為了搶進度，航天人白天“見縫插針”，晚上“廢寢忘食”，一直干到夜里12點。當時，海南文昌正值“桑拿天”，就算什么事都不做，待在戶外都會大汗淋漓。每天，他們皮膚曬到掉皮，衣服全部濕透，身體嚴重脫水，甚至靠喝補鹽液維持。主管發射臺恢復工作的徐錚腎結石發作，可手里的工作沒有停。那幾天，他是靠止疼藥扛過了一波又一波的劇痛。

送完“天問一號”，已是7月底，“嫦娥五號”以及“天和”核心艙的發射任務又接踵而至，長征五號團隊面臨的是停不下來的“接力賽”。從2019年10月至今，很多隊員連續18個月一直奮戰在發射場，經歷了5次任務的洗禮，他們陪火箭的日子，比陪家人的都多。

面對一發發火箭的滾動生產、一次次地突破極限，長征五號火箭第一總指揮、航天科技集團一院黨委書記李明華感慨道：真正的強者，不是沒有眼淚，而是含著淚依然在奔跑的人。這支隊伍，不僅是在書寫成功，也是在書寫歷史；不僅是在創造紀錄，也是在創造精神。

“千里眼”送上“保命招”

此次著陸火星，過程全靠“天問一號”自主實現。面對惡劣的火星環境，如何找準目標，穩穩降落？任務中，專屬于火星探測器的太空“千里眼”分外引人注目，也被稱為是“著陸末段黑色九分鐘的保命手段”。

這就是中國航天科工二院25所獨立研發的具備高精度測量能力的相控陣敏感器。相控陣敏感器總工程師孫武介紹，這是國內首次將相控陣體制雷達應用于地外天體著陸測量。與此前的載人航天工程任務不同，火星和地球之間距離漫長，通信存在十幾分鐘的時延，在地球上無法控制著陸過程，必須讓著陸巡視器自主完成這“黑色九分鐘”的旅程，對敏感器提出的要求極為苛刻。

“科技創新這條路，一定會有坎坷，但必須要堅持走。”孫武說。據了解，在研制初期，相控陣敏感器團隊就瞄準國際領先的目標，制定距離和速度的測量精度要求。這是一次新體制在新環境下的新應用，孫武帶領研究團隊“從零”開始技術攻堅。2016年項目成立，相控陣敏感器團隊當即組建了總體、調度、組合、工藝、結構、可靠性、物資、質量等突擊分隊，聚焦關鍵技術突破，協同集智攻關，從縱向和橫向覆蓋產品的各個研制環節，完成了多輪產品的設計和研制，通過了直升機掛飛試驗、外場揚塵試驗、懸停點火試驗等十余項試驗的驗證，最終圓滿完成研制任務。

“立項時間晚，產品技術新。”他們用汗水和拼搏，贏得了火星探測工程總師張榮橋的高度評價。

“自主創新是我們攀登世界科技高峰的必由之路。”孫武說。

“專車”深情送“助攻”

火星探測器“天問一號”包括環繞器和著陸巡視器兩部分。火星著陸任務的實現，離不開環繞器——這一最安全的星際“專車”的輔助。

在著陸過程中，環繞器首先需要準確釋放著陸器。這個分離前后的控制需要大約7個小時，環繞器需要按順序自主、準確、可靠地完成軌道降低發動機點火和關機、兩器分離姿態建立、兩器分離后軌道升高發動機點火和關機等一系列動作。

“稍有不慎，探測器就可能被火星引力拉向火星表面，而由于通訊時延的存在，我們并沒有辦法實時獲知探測器的狀態并對異常情況進行干預。”航天科技集團八院環繞器副總設計師朱慶華說道，“可以說，器器分離的過程是我們控制算法精度、產品工作可靠性、故障預案周密性等最充分的考驗。”

對此，方案設計師王衛華打了個比方：“這就好比在室外，距離標準籃筐980米進行投籃，還必須事先考慮到投籃的角度、時機、投球力度，以及籃球自身旋轉運動、風速和風向外部環境等種種因素的影響。”

為了應對如此復雜的狀況，設計師們做了不同情況下的預案和對策。假如環繞器通過自身的敏感器發現沒有完成既定的動作時，會自主帶著著陸器迅速進行軌道抬升以避免撞向火星，并在合適的時機再次選擇執行兩器分離的一系列動作。

值得一提的是，“卸貨”后的環繞器，也并非想象中的“一身輕松”。此刻，它需要迅速肩負起對火星表面進行遙感探測的任務，同時選擇恰當的時機來將巡視器的數據“中繼”傳向地球。

此時，環繞器需要同時實現對巡視器、地球、太陽3個目標的高精度同步指向控制。毫不夸張地說，在距離地球2.93億公里的軌道上準確指向地球，相當于要在2米開外瞄準繡花針孔，而且要在環繞器自身還在不斷的飛行運動情況下，時刻保持住瞄準狀態，難度可想而知。