為“嫦娥奔月”提供最可靠的加速度測(cè)量

中國(guó)航天科工三院33所加速度計(jì)組合助力“嫦娥”探測(cè)器“奔月”

“瞧咱這對(duì)姐妹花，姐姐表現(xiàn)好，妹妹更棒！”這兩天，如果你聽(tīng)到中國(guó)航天科工三院33所加速度計(jì)組合研制團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱研制團(tuán)隊(duì)）的設(shè)計(jì)師小黃和別人這么聊天，可千萬(wàn)別誤以為這是在夸孩子。他說(shuō)的是剛剛完成飛天壯舉的嫦娥四號(hào)用的加速度計(jì)組合。

在他和團(tuán)隊(duì)成員眼中，那兩個(gè)其貌不揚(yáng)的黑盒子就是讓人忍不住大贊一番的“姐妹花”。“姐姐”2013年跟隨嫦娥三號(hào)成功落月，“深居簡(jiǎn)出”的“妹妹”這次終于大顯身手，為嫦娥四號(hào)的成功著陸保駕護(hù)航。

“從2008年年底開(kāi)始研制，到2018年年底收獲成功，這10年的付出沒(méi)有白費(fèi)。”這是研制團(tuán)隊(duì)人員共同的心聲。

為嫦娥提供最可靠的加速度測(cè)量

1月11日下午，嫦娥四號(hào)著陸器與玉兔二號(hào)巡視器工作正常，在“鵲橋”中繼星支持下順利完成互拍……標(biāo)志著嫦娥四號(hào)任務(wù)圓滿成功。至此，中國(guó)探月工程取得“五戰(zhàn)五捷”。鮮為人知的是，在搭載“玉兔”飛向月宮的嫦娥四號(hào)上，有著這樣一個(gè)關(guān)鍵的“組合”——高精度加速度計(jì)組合（以下簡(jiǎn)稱組合），它一路承擔(dān)保駕護(hù)航的重要使命，在此次探月任務(wù)中以完美的表現(xiàn)再立新功。

此次安裝于嫦娥四號(hào)上的組合來(lái)自中國(guó)航天科工三院33所，其核心部件石英撓性加速度計(jì)可謂功勛神器，以國(guó)內(nèi)首屈一指的產(chǎn)品性能，先后助力神舟系列飛船的11次飛行任務(wù)和嫦娥三號(hào)的飛行任務(wù)，連戰(zhàn)連捷。

在此次飛行任務(wù)中，該組合主要承擔(dān)三大使命，分別用于在地月轉(zhuǎn)移變軌控制、環(huán)月軌道保持控制和動(dòng)力下降三大階段測(cè)量整器飛行的加速度，從而控制整器的速度變化，以實(shí)現(xiàn)精確的變軌控制和平穩(wěn)、準(zhǔn)確的著陸控制。

相比嫦娥三號(hào)用的組合“姐姐”，此次上天的產(chǎn)品“妹妹”在軌飛行時(shí)間更長(zhǎng)，為了能夠給嫦娥四號(hào)的飛行提供接近100%的可靠表現(xiàn)，研制團(tuán)隊(duì)大膽嘗試，采用了獨(dú)特的冗余設(shè)計(jì)方案。該方案的復(fù)雜性一度給研制工作帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，但憑借著33所在慣性技術(shù)領(lǐng)域50余年的技術(shù)積淀和研制團(tuán)隊(duì)的不懈努力，一系列創(chuàng)新成果相繼得到應(yīng)用，使得各種問(wèn)題最終都迎刃而解。

另外，研制團(tuán)隊(duì)還有一項(xiàng)創(chuàng)舉，那就是根據(jù)需要打破了單位內(nèi)部已經(jīng)明確的專業(yè)界限，為核心器件加速度計(jì)打造了一個(gè)“雜交版”的配套電路，使得多個(gè)測(cè)量單元從“一大家子”變成“分家單過(guò)”，即使某一個(gè)出了狀況，也不會(huì)影響到其他幾個(gè)，從而大大提高了可靠性。此外，研制團(tuán)隊(duì)還在外型設(shè)計(jì)、標(biāo)定方法設(shè)計(jì)等方面作了大量開(kāi)創(chuàng)性的工作，使得一個(gè)在成本、體積、重量、功耗方面都具有極大優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品最終成為了嫦娥四號(hào)值得信賴的組成部分。

十年守護(hù)只為“嫦娥奔月”

2008年年底，正當(dāng)大家忙著為各項(xiàng)任務(wù)掃尾的時(shí)候，一紙任務(wù)書(shū)放在了中國(guó)航天科工三院33所主任設(shè)計(jì)師老莫的桌上——要為月球著陸器配套研制加速度計(jì)組合。

當(dāng)看到任務(wù)書(shū)上的明確要求時(shí)，在場(chǎng)人員無(wú)不既興奮又緊張。“這是一個(gè)只有理論，卻至今沒(méi)人敢去觸碰的工程方案，因?yàn)樘珡?fù)雜了，實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度極大！”該所加速度計(jì)組合技術(shù)總負(fù)責(zé)人朱總深感問(wèn)題的棘手。

可硬骨頭畢竟得啃。團(tuán)隊(duì)在“兩總”（總指揮和總師）的帶領(lǐng)下，大膽革新思路，一系列新的嘗試收到了奇效。10年以后，已經(jīng)擔(dān)任該項(xiàng)目總指揮的老莫回想當(dāng)時(shí)的景象時(shí)表示：團(tuán)隊(duì)士氣高昂，充滿必勝的信念。

曾經(jīng)在“神舟八號(hào)”任務(wù)中承擔(dān)標(biāo)定方法設(shè)計(jì)的小黃再次被征調(diào)擔(dān)當(dāng)主力，這次他將面臨更加難纏的標(biāo)定方法設(shè)計(jì)。“這個(gè)產(chǎn)品實(shí)在是特殊，根本沒(méi)有可供借鑒的先例。”小黃決定自行設(shè)計(jì)標(biāo)定方法，在經(jīng)過(guò)深入的思考和反復(fù)的嘗試后，他終于克服了難題，成功找到了解決方法，僅這一種方法就申請(qǐng)了4項(xiàng)專利。

隨著團(tuán)隊(duì)的調(diào)整，“神舟八號(hào)”以來(lái)各型飛船用高精度加速度計(jì)組合設(shè)計(jì)師小于加入進(jìn)來(lái)，擔(dān)任主任設(shè)計(jì)師；擁有多年工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)并以認(rèn)真細(xì)致著稱的小張加入進(jìn)來(lái)，負(fù)責(zé)眾多繁雜的測(cè)試驗(yàn)證；工程設(shè)計(jì)多面手小謝加入進(jìn)來(lái)，負(fù)責(zé)可靠性設(shè)計(jì)……團(tuán)隊(duì)的技術(shù)實(shí)力不斷增強(qiáng)，這都在產(chǎn)品上反映得淋漓盡致，不僅能滿足可靠性設(shè)計(jì)要求，而且在成本、體積、重量、功耗方面都具有極大的優(yōu)勢(shì)。

如果一定要問(wèn)研制進(jìn)程中哪個(gè)階段最痛苦，大家會(huì)毫不猶豫地說(shuō)：兩次大改，尤其是第一次。

第一次大改發(fā)生在設(shè)計(jì)初期。按照常規(guī)設(shè)計(jì)思路裝配出的產(chǎn)品讓小黃看著很鬧心——蜘蛛網(wǎng)一樣的線束窩在各個(gè)測(cè)試單元之間。而且，只要電源模塊、轉(zhuǎn)換電路、溫控電路任意一個(gè)出問(wèn)題，加速度計(jì)有可能就被“株連”了，雖然這種概率很低，但畢竟不夠合理。能不能改一下？

這種想法得到了朱總的極力贊成，這位一向身先士卒的女總師親自協(xié)調(diào)各個(gè)早已界限清晰的專業(yè)，硬是“雜交”出了一個(gè)集電源、轉(zhuǎn)換、溫控三者于一體的電路來(lái)，并且，給原來(lái)的“一大家子”分了家，各只加速度計(jì)分別配一塊電路，這樣一來(lái)，加速度計(jì)組合件就能夠完成任務(wù)要求，產(chǎn)品可靠度預(yù)計(jì)大幅提高，并在歷經(jīng)多次驗(yàn)證之后也終于換來(lái)了正樣件的順利投產(chǎn)。

“甭管怎么說(shuō)，我們家的‘姐妹花’總算不辱使命，相繼成就了嫦娥三號(hào)、四號(hào)落月的歷史一刻，所以，一切都是值得的，這也讓我們對(duì)嫦娥著陸器后續(xù)的研制任務(wù)更有信心。”小黃目光中透著堅(jiān)定。