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嫦娥四号中继卫星项目经理兼总设计师张立华:克服困难 勇于担当

作/转载者:北京日报   发布时间:2020/9/24   点击:853    

  在距离地球30多万公里的太空,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车在月工作时长已突破600天。在地球上看不到的月球背面,“嫦娥”和“玉兔”的每一个小动作,却能被中国科学家尽收眼底。这一切,要归功于“鹊桥”——嫦娥四号中继卫星。

  作为人类历史上第一颗采用地月平动点Halo轨道的卫星,“鹊桥”的作用是在地球与月球背面之间搭起一座桥,让信号能够在地月之间传输。虽然已发射升空两年多,“鹊桥”项目经理兼总设计师张立华仍时时关注着它的动态。在他的办公室里,一幅手绘的“鹊桥”工作示意图格外醒目。



  “‘鹊桥’的寿命要求是三年,现在已经过去了两年多,但从目前的状况来看,它有望能正常运行更长时间。”能在地球和月球背面间建立通信,是一个非常了不起的成就,张立华却仿佛在说一件很稀松平常的事。

  事实上,“鹊桥”任务不但不容易,甚至可以用“惊心动魄”来形容。

  在航天东方红卫星有限公司,张立华是公认的“大心脏”。同事们评价他具有很强的心理素质和平和的心态,航天工作压力大,却看不到他发脾气。遇到难题,他也会静下心来,和大家一起寻找解决办法。不过这一次,他面临的挑战比历次任务都要大。

  以往绕地球或是绕月球的卫星,都是在一个平面内的椭圆轨道上运行。而“鹊桥”所要环绕的地月平动点L2是在地月延长线上,这是一个虚拟的引力动平衡点。“鹊桥”的轨道不是规则的椭圆,更像是三维空间内一个扭曲的管道。卫星升空后,需要经过数次轨道修正、变轨,才能进入这样一个特殊的轨道。每隔10天左右,还要对轨道进行维持控制,否则,卫星就会漂走。

  卫星在掠过月球时变轨,术语叫近月制动。这是“鹊桥”入轨的关键性动作。张立华打了个比方,近月制动就像是在距月面100千米的高度时给卫星“踩一脚刹车”。“踩刹车”的窗口期只有短短的几分钟,绝不能错过。而且,“刹车”的力度也需要精确控制,力度大了,卫星就会被月球的引力捕捉或者撞向月球;小了,卫星就飞远了,无法再控制回来。对于研发团队来说,机会只有一次。

  从某种意义上来说,绝大多数卫星的研制都是站在前人的肩膀上。但这一次,建立月球背面的中继通信,世界各国都没有做过,没有先例可以借鉴。而且,留给张立华的时间不多,从卫星研制到发射入轨,只有两年半。

  “压力的确不小。”张立华的每一天都是掰着手指头过。“鹊桥”是2018年5月发射,当卫星全部的部件齐套时,已经到了2017年底。卫星装配好之后,接下来是测试和试验环节,这同样容不得一丝马虎。

  面对前所未有的挑战,张立华鼓励大家,航天是高风险的工作,有问题不可怕,没有问题才需要警惕。在一次中继通信测试中,解调出的数据出现了异常情况,张立华立即让大家停下来,连夜拆下设备排查,经过几十个小时的连续奋战,终于发现了隐藏在软件深处的“Bug”。问题解决后,也只能短暂地松一口气,他又要带领大家争分夺秒地抢时间,努力完成后面的测试。

  “在这个时候,着急反而是最没用的。越是时间紧张,就越需要冷静。”张立华说,在卫星测试的过程中,一旦出现故障,往往需要几天甚至一周以上的时间才能解决好。在任务进度很紧张的情况下,故障归零和处理会把原有的计划打乱,研发团队就要从别处挤时间,把时间抢回来。一般情况下,小卫星是在半年周期内累计测试900个小时左右,而“鹊桥”在三个多月中就测试了近1300个小时。

  “办法总比困难多。”回顾整个过程,张立华只觉得“有惊无险”。他说,“鹊桥”任务总体上还是比较顺利的,只是研制时间紧张了些。大家虽然辛苦了很多,但付出总有回报。

  2018年5月21日,“鹊桥”由长征四号丙运载火箭送入太空,并于6月14日进入Halo使命轨道,成为人类首颗运行在地月平动点轨道的卫星。2019年1月3日,嫦娥四号探测器成功在月球背面着陆,并传回了世界首张近距离拍摄的月背影像图。

  “嫦娥四号落月时,我就在北京航天飞行控制中心。”能够现场见证这人类探月历史上的“一大步”,张立华难掩心中的激动。他说,当时,他并没有去关注“鹊桥”自身的遥测数据,而是和大家一起盯着大屏幕上精彩的画面,大屏幕上只要能看到“嫦娥”和“玉兔”的信息和图片,就恰好说明了背后的“鹊桥”正处于良好运行状态。

  嫦娥四号任务的成功,是人类探月史上的一个创举。短暂的“风光”过后,张立华很快又要回归到正常的工作状态,一个又一个新的任务还在等着他。2019年12月20日,由张立华担任总设计师的“天琴一号”卫星成功发射,开启了引力波探测技术验证之旅。目前,“天琴一号”已经圆满完成各项实验任务,成果超出了科学家的预期。

  “作为卫星研制方,我们要努力帮助科学家实现梦想。”从事小卫星研制20多年,张立华并不认为自己是“科学家”,而是一直谦逊地把自己当成一名工程师。

  为了能够完成科学家的梦想和用户的托付,张立华带领团队不断攻关,不断挑战自我。在竞争激烈的小卫星领域,张立华所在的航天东方红卫星有限公司已经研制发射了100多颗各类卫星,无一失利。

  “100%的成功率背后是100%的努力。”张立华说,航天任务风险高,挑战多,压力大,任何一点闪失都可能导致灾难性的后果,给国家和用户带来巨大的损失,因此质量要求很高,工作必须严上加严、细上加细。

  张立华说,其实每个行业、每个岗位都需要全力以赴。既然选择了,就要勇于担当,克服困难,努力完成任务。“无论是抗击疫情的医护人员,还是迎战洪水的子弟兵,大家都是一样的,只要国家需要,工作需要,就要义无反顾地冲上去。”



新闻来源:新闻-人物
发布时间:2020/9/24 
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