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超越-20℃ 接“五姑娘”平安回家

文章来源:中国航天科技集团有限公司   发布时间:2020-12-22

12月17日凌晨,在众人的等待和期盼中,嫦娥五号终于带着弥足珍贵的月球样品回来了。

“弹伞舱盖!”回家之路启动了最后的回收程序,红白相间的降落伞在内蒙古四子王旗草原的夜空中完美展开,嫦娥五号如仙女般翩跹而至。这一刻,怀抱着“嫦娥”的冰雪世界宁静而美好。

从11月24日发射入轨以来,嫦娥五号历经长途奔月、平稳落月、辛劳“挖土”、月面起飞、月轨“一吻”、交接“包裹”、踏上归途,每一步都完成得精彩漂亮。

现在,四子王旗冰天雪地。航天科技集团嫦娥五号探测器回收试验队员们已经等候了一个多月。

作为回收试验队队长,嫦娥五号探测器副总设计师阮剑华道出他们的使命——接“五姑娘”平安回家。

试验队员迎接嫦娥五号返回器“回家”

安全带回月球“礼物”

这次的回家之路并不陌生。早在2014年,为给嫦娥五号“探路”,探月工程三期再入返回飞行试验任务完整模拟了嫦五返回器再入返回过程,成功突破和掌握了半弹道跳跃式再入气动、热防护、再入制导导航与控制(GNC)等月地高速再入返回关键技术。

“这次再入返回的技术状态和之前试验任务时是一样的。”探测器总体副主任设计师逯运通曾参与过此前的回收任务,回想起那次完美的再入返回过程,他还有些小激动。

再入过程最大过载小于5g、开伞点偏差值只有509米,返回器着陆时刻内壁最高温度只有28.5摄氏度、最大温升也只有76.4摄氏度……有了之前的经验,这一次保持技术状态的嫦娥五号重在稳妥可靠。

在这一点上,回收分系统主任设计师荣伟深有同感:“回收过程是整个任务的最后一关,直接关系到任务成败,可靠性要求排在首位。”

试验队员进行现场处置工作

此次任务中,由于“五姑娘”肩负重任——要带着在月球上采集的“礼物”一起回来,所以返回器在舱盖部分的构型设计上有所变化。

在奔月过程中,返回器稳稳地坐在轨道器中,与着陆器之间还有对接舱和支撑舱,一路的旅行可谓十分惬意。而当轨返组合体开始与上升器开展月轨交会对接并转移样品时,返回器就开始忙起来了。

返回器由4个部分组成,分别为大底、大梁、侧壁和前端,月球样品被装在前端部分。返回器的重要任务是要将月壤安全带回家,所以在样品转移进入之前,返回器的舱盖始终处于敞开状态。

此前,从月球样品转移过程的视频可以清楚地看到,样品容器通过转移机构一步步直到全部进入到返回器,舱盖随之接到传感器确认指令自主进行合盖工作。

轨道器与上升器完成交会对接

这样在太空中的合盖动作会不会导致密封性不够好呢?逯运通解释,防热设计团队在舱盖和舱体的搭接部位特别设计了迷宫式的防蹿火结构,通过曲折的通道耗散热流,“综合考量来看,前端是返回器中最安全、最舒适的部位,可谓是用来接收和存放月壤的绝佳位置”。

就在返回着陆前两天,逯运通还接到嫦娥五号探测器总指挥兼总设计师杨孟飞的电话。由于装有月球样品容器的具体重量存在一定的不确定性,杨总让他对再入返回过程再仔细地论证一遍。

可见,即便有了成功经验,但需要两次进入黑障区的半弹道跳跃式再入返回过程依然是令所有人揪心的时刻。所幸,返回器以她弱小的身姿与大气层的强大力量成功抗衡,以轻盈灵动的“打水漂”过程给所有人吃了定心丸。

无畏严寒只为保护你

这一次的回家路虽熟悉,但由于着陆时间不同,作为回到家的第一站——着陆场的环境和6年前也大不相同。隆冬时节的深夜,茫茫积雪的草原和零下30摄氏度左右的气温,都给这次任务提出了新的挑战。由于嫦娥五号的轨道设计需要考虑到每个阶段的方方面面,从发射时间定下来的那一刻,在凌晨回收着陆就已经铁板钉钉。

11月中旬,试验队副队长兼探测器总体主任设计师张正峰与总体部、508所和总环部的3名试验队员第一批到达四子王旗,被突如其来的大雪和骤降的气温来了个下马威。今年入冬以来,四子王旗着陆场下了十几次雪,积雪最深处已经没过了腿肚子。

考虑到天气多变的情况,和6年前主要以空中队伍为主不同,这次试验队的空中队伍和地面队伍都要具备独立进行现场处置的能力,不论哪支队伍先找到返回器都能立刻开始相应的工作。

空中队伍正在进行演练

此外,为了保证以最快的速度完成现场流程,试验队还简化了现场处置过程,将一些后续处置步骤安排在返回器转运至朱日和机场后进行。

这次返回器回家后穿的第一身“衣服”也是试验队精心为她准备的。返回器总装主管徐世峰介绍,这套保暖星衣分为三层,在最里层和中间夹层之间还会为返回器贴满暖宝宝,最外面再套上酷酷的迷彩棉服。

贴暖宝宝

虽然穿星衣外加贴几百个暖宝宝要花费不少时间,但试验队员齐上阵,让刚经历了2000摄氏度高温“磨难”,又来到天寒地冻草原上的“五姑娘”感受到了家人满满的爱。

进场后,试验队按照着陆场系统的统一安排,共开展了3次夜间搜索回收专项训练、1次积雪暗夜极寒条件搜索回收演练,一次大范围着陆偏差和3次全系统综合演练。

夜间搜索回收专项训练

草原上的寒冷程度超乎队员们的想象,每一次演练结束后开会总结经验时,如何在恶劣的环境中既快又好地高质量完成任务成为大家集中讨论的议题,应对寒冷的防护措施也随着每次演练而逐步升级。

探测器产保助理曹瑞强就像试验队的“大管家”,一直和大家一起绞尽脑汁想了各种办法,为的就是能在进行现场处置时更便捷更暖和。保暖棉帽、遮风脖套、防护面具、眼镜喷雾、防风防水冲锋衣、加厚手套、加热袜子、防跳蚤袜套、防水户外鞋……从上到下,每个试验队员都是全副武装。

全副武装的试验队员

即便如此,在此前最冷的一次演练时,队员们在草原上待上十几分钟就会被冻得透透的,身上的热量慢慢流失,手指和脚趾逐渐麻木而没有知觉。尤其是起风的时候,即使是里三层外三层穿得再厚,也可以真切地体验什么是“冷风如刀”。

“这就是考验大家的时候,我们是航天人,我们干的是国家重大工程,要靠我们的意志力扛下来。”虽然心疼队员们,但阮剑华也只能这样激励大家。

兑现最美好的承诺

3年前,当嫦娥五号试验队已经打包好行李准备出发去文昌发射场时,长征五号遥二火箭发射任务失利的消息传来。大家都蒙了,推迟到何时也是未知数。产品贮存之后,返回器总体也按照杨孟飞提出的“可信构造与确认”,与其他分系统一样构造可信的模型,再去想办法进行验证、确认。

由于鉴定件与正样件是环境条件一致、技术指标一致的产品,所以,通过大量试验可以让其暴露可能存在的问题。其中,仅针对返回器舱盖机构鉴定件进行的开关盖试验就做了200多次,而长时间的贮存也让试验队员对这次出厂的产品尤为谨慎认真。

此次回收试验队进场后的各项工作都进行得很顺利,大大小小的演练下来,不论是空中还是地面分队的队员,对现场工作的流程都已经熟稔于心。

试验队员进行现场处置工作

除了当晚参与现场处置的队员外,试验队中来自102所的队员会在返回器转运至朱日和机场后,使用便携式激光扫描仪进行结构扫描拿到第一手数据。和6年前相比,这次他们带来的设备在检测精度和检测时间上都有了不少进步。

试验队针对各种情况准备了充分的应急预案,即使是小概率事件也都做好最万全详细的准备。除此之外,各个岗位的队员都根据现场情况进行相应的调整,每个环节都提前预想清楚,事无巨细。

为了防止风雪影响,总体部负责结构与机构分系统的队员用活页夹一页页翻过确认相关事宜并拍照;为了保证无水肼推进剂检测仪能够在寒冷户外正常工作,502所负责推进剂检测的队员为仪器专门准备了保温箱;为了应对现场可能发生的各种处置事项,总环部负责现场总装操作的队员将所有可能用上的种类繁多的工装都装入工具箱中……

试验队员进行现场处置工作

一切就绪,只待“嫦娥”归。队员们兴奋和紧张的情绪随着时间的临近而越发强烈,尤其是想到自己可能会第一时间到达现场,见到安然无恙归来的她。这次回收试验队中,有8人曾参与过再入返回飞行试验任务,还有很多队员都是一直陪伴着嫦娥五号从出生到长成,他们对“五姑娘”有着特殊的感情。

对于试验队员来说,做好分内之事,为圆满的句号贡献自己的一点,就兑现了自己最美好的承诺。而在阮剑华心里,这支试验队中每一位队员背后都是一本厚厚的故事书,他们风华正茂正当时,他们的家人也都可亲可敬,每当需要在组织和个人之间作出选择之时,他们总会下意识地舍弃“小我”,成就“大我”。

返回器被直升机送离着陆区

十年陪伴,今朝梦圆。现在,“五姑娘”平安归来,他们也可以无愧于心地说上一句,“你看,我把最美好的青春年华献给了你。”

【责任编辑:家正】

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