七年研制、三年貯存,嫦娥五號軌道器“白手起家”的故事

半個世紀前,蘇聯月球16號將101克月壤樣本帶回地球,這是人類歷史上第一個實現月球無人自動取樣并送回地球的探測器。整整50年后,在地球的東方,一群逐月追夢的華夏兒女,上演了一出月宮取寶、環月對接、太空投遞的壯舉。

自2011年嫦娥五號軌道器立項起,中國航天科技集團八院探月工程負責人張玉花就帶領團隊“白手起家”,展開了七年研制、三年貯存的攻堅之旅,這是她探月之路上經歷時間最長、研制最為艱苦的一個航天器。

張玉花在載人航天干了18年,一紙調令來到探月,從嫦娥三號、嫦娥四號再到嫦娥五號,她一路走來,從無到有,帶出了一個作風硬朗的探月隊伍,一步一個腳印堅定地走向月球。

從方案論證到初樣完成,張玉花和探月隊伍在月球軌道首次無人交會對接、首次樣品轉移等一系列高超難度動作等關鍵技術上實現了突破,獨特的抱爪機構對接、精巧的棘爪機構轉移……他們,拼出了八院深空探測領域一片新天地。

奔跑在攻關路上無所畏懼

探月工程三期任務最引人矚目的當屬首次在38萬公里之外的月球軌道上進行交會對接,將裝有月壤的樣品容器從上升器轉移至返回器中。為了確保“抓得住,抱得緊,轉得穩”的既定目標,精準可靠控制抱爪機構和轉移機構是關鍵。

2011年,對接機構與樣品轉移分系統的研制拉開帷幕,團隊成立之初只有8個人,號稱八大金剛,軌道器副總師胡震宇分管對接與樣品轉移分系統的研發。雖然,在當時有載人航天工程對接機構的研制基礎,但是探月三期的對接與樣品轉移機構,無論是功能還是性能都與異體同構周邊式對接機構有很大差異,難度更大,精度和自主程度要求更高。

在方案確定之前團隊非常糾結,探月項目狀態復雜、繼承性較弱,可參考的東西可以說只有“一頁紙”,為了完成技術攻關,胡震宇就和時任對接與樣品轉移分系統主任設計師鄭云青帶領年輕的團隊成員廣泛調研國內外對接機構設計,開展了4種對接方案設計和9種轉移方案設計,上升器“推”、軌道器“移”、返回器“拉”各3種。胡震宇介紹,通過多輪方案比較及關鍵技術攻關,最終確定了現在的抱爪式對接方案和連桿棘爪轉移方案。

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