保障探月工程各系統精密去九宮格分享運行（講述·弘揚科學家精神）_中國網
圖①：五院科研人員在進行嫦娥六號探測器與運載支架的對接安裝。
五院供圖
圖②：周昌義團隊合影。
受訪者供圖
圖③：王瓊在北京航天飛行控制中心執行任務。
受訪者供圖
圖④：八院科研人員在文昌航天發射場開展嫦娥六號軌道器正Y側太陽翼裝器前狀態檢查。
八院供圖
6月25日14時7分，嫦娥六號返回器攜帶來自月背的月球樣品安全著陸在內蒙古四子王旗預定區域，標志著探月工程嫦娥六號任務取得圓滿成功。自發射到返回的53天里，嫦娥六號經歷了11個飛行階段，突破了月球逆行軌道設計與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等關鍵技術，首次獲取月背的月球樣品并順利返回，這是我國建設航天強國、科技強國取得的又一標志性成果。
蟾宮再折桂的背后，離不開來自不同系統科研團隊的協力攻關。日前，本報記者走進相關科研單位，分別采訪嫦娥六號工程總體團隊、軌道器團隊、探測器團隊、有效載荷分系統周昌義團隊，記錄他們矢志創新、砥礪攻關的生動故事。
——編 者
探月與航天工程中心嫦娥六號工程總體團隊
提升總體設計和驗證能力
本報記者 喻思南
嫦娥六號任務包括探測器、火箭、測控等五大系統，歷經11個飛行階段，工作模式復雜、飛控事件密集，一環扣一環，任何一個環節都不能有絲毫差錯。嫦娥六號任務副總設計師王瓊所在的工程總體團隊，負責工程的系統論證、總小樹屋體設計和組織實施，同時還要隨時應對可能出現的問題。“我們是工程實施的‘潤滑劑’，一切工作都是為了保障瑜伽場地此次探月任務像精密儀器一樣運轉。”王瓊說。
嫦娥六號任務首先面臨的挑戰是：探測器多年之前已經生產好，經過長期貯存，能否滿足工程要求？對此，工程總體團隊和探測器團隊，共同研究確定了超期服役、需要更換的部件，對于無需更換的關鍵部件，進行了嚴格的壽命驗證工作。
與嫦娥五號任務不同，嫦娥六號在月背著陸采樣，需要在鵲橋二號中繼星的支持下開展工作。然而，需要中繼星支持的目標很多，測控資源如何調配優化，工作程序怎樣安排，精度能否達到要求？
“必須及早開始全景式分析，識別、化解風險。”王瓊回憶，在任務開始階段，工程總體團隊就帶領各系統，開展了全過程任務鏈分析，逐一剖析每個飛行階段的關鍵動作、協同要求和所需資源，及時提出工程方案。為了研究這一個專題，前后經歷了2個月，開了10多次專題會議。
國際合作是嫦娥六號任務的一大特色。本次任務搭載了4個國際載荷。國際載荷設備狀態多、接口和流程復雜，確保國際合作項目進度、控制質量風險等難題又擺在團隊面前。為此，團隊一方面組織明確了國際載荷從設備交付、集成測試、在軌工作到數據接收與交換的全流程工作方案，制定各環節的規范化要求；另一方面建立聯合工作組，及時協調技術和管理方面的問題。“國際合作伙伴都對本次國際合作表示很滿意。”王瓊說。
“我國探月工程取得成功，關鍵在于規劃了一張好的藍圖，并認真仔細地將這張藍圖繪到底。”王瓊表示，未來，團隊既要苦練內功，提升工程總體設計和驗證能力，又要放眼世界，加強國際性重大航天工程的組織、管理和協調能力，為月球探測事業作出更多貢獻。
中國航天科技集團八院嫦娥六號軌道器團隊
“空中接力”護送月壤歸來
本報記者 劉詩瑤
這場遠赴月球的探索之旅，嫦娥六號探測器的著陸器、上升器、軌道器、返回器分別承擔著不同的任務。其中，由中國航天科技集團八院（以下簡稱“八院”）抓總研制的軌道器，在相距38萬公里的地月之間完成月球樣品的“空中接力”。
軌道器既要承載各器進入月球軌道、護送月背采樣，還要在月球軌道進行交會對接與樣品轉移，穩妥地完成月壤樣品的“接收”“裝箱”，并安全將其運回地球。其中的關鍵環節之一，就是將上升器中裝有月球樣品的容器，轉移到軌道器中的返回艙內。
八院嫦娥六號試驗隊隊長張玉花介紹，完成月背采樣后，上升器從月面起飛，在進入環月軌道后與早已繞月飛行的軌道器相遇。如果采用載人航天工程中的撞擊式對接，那么僅有軌道器1/5重量的上升器將見證面臨被撞飛的風險。為了確保對接順利，科研人員決定讓軌道器采用抓捕式對接的方式，通過抱爪式對接機構（類似人們手握棍子的動作，實現兩器的緊密連接），配合采用連桿棘爪式轉移機構，確保月球樣品容器的可靠轉移。
對于在軌高速運行的軌道器和上升器來說，抓捕式對接的機會轉瞬即逝。本次任務，兩器對接21秒內完成：1秒捕獲，10秒校正，10秒鎖緊，38萬公里之外，動作一氣呵成，兩器完美對接。
在任務準備階段，為了解決軌道器高承載與輕量化的矛盾，八院研制團隊突破了大承載復雜構型輕量化結構等關鍵技術；為了保證探測器6次分離順利完成，科研人員攻克了連接解鎖與分離關鍵技術；針對軌道器逆行軌道的飛行需求，團隊還開展了熱控、能源等專業的復核復算，確保任務萬無一失……
九天攬月星河闊，首次月背采樣回。回憶起嫦娥六號任務的種種，八院軌道器團隊成員感慨良多：有上會報告時的緊張，有通宵達旦測試時的疲憊，更有火箭起飛瞬間的激動和型號成功時的歡呼。團隊成員劉志強表示：“我們用產品的確定性應對所有不確定性、用細致入微保障千余條指令的正確性、用滿腔熱情化解壓力與疲勞，才換來最終的成功。”
中國航天科技集團五院嫦娥六號探測器團隊
在月背留下中國印記
劉詩瑤 張國航
嫦娥六號探測器在月球背面進行表取采樣時，留下的圖案形似漢字“中”，引發了網友的熱議。
為了確保能在月背順利“挖土”，嫦娥六號探測器采用表鉆結合、多點采樣的方式。背后負責這項工作的團隊，來自中國航天科技集團五院（以下簡稱“五院”）。
“月背采樣是本次任務的一個重點。”嫦娥六號著陸后，科研人員按照傳回的畫面和數據小心翼翼開始操作。“盡管此前預想了各種可能的工況，但實操時仍然十分緊張，擔心出現差錯。”參與表取采樣工作的團隊成員介紹。
實際任務過程很順利。“嫦娥六號落點選得好、落得好，非常易于采挖。”一名團隊成員介紹，為了確保任務成功，團隊進行了大量的地面試驗。當任務完成時，“中”字逐漸顯現，待國旗完全展開，一名隊員興奮地說：“你們看！五星紅旗的展開位置，正好就在這個‘中’字圖案的上方！”
盡管嫦娥六號任務過程與嫦娥五號類似，但仍面臨不少新難題。
為此，五院嫦娥六號探測器團隊投入了大量精力，做了許多技術改進：比如實現對嫦娥六號機械臂的精細控制，能做到“指哪兒挖哪兒、讓挖多深挖多深”；為了讓嫦娥六號能夠穩穩著陸月背，團隊利用以往型號遙感數據，對著陸區復雜地形地貌情況進行深入分析與確認，進一步降低著陸風險，保證選址區域分析完備、選址約束考慮全面、選址結果可信可用；為適應月背著陸，針對月面工作過程中定向天線對中繼星指向跟蹤的新需求，科研人員開展了多方案比較和仿真驗證，在短時間內，突破了月背雙定向天線對中繼星自主跟蹤控制關鍵技術……團隊成員夜以繼日地開展研究和驗證，解決了一個個技術難題。
事實證明，我國探月任務的扎實推進，是努力拼搏、持續創新的結果。在五院研制隊伍人員身上，全九宮格力攻關、勇攀高峰的信念堅如磐石，技術上追求卓越、質量管理上追求高標準的思路一以貫之。
在嫦娥六號任務地面驗證區，有一塊展板十分醒目，上面寫著“追逐夢想、勇于探索、協同攻堅、合作共贏”，這正是這支探月隊伍的真實寫照，也將激勵他們繼續前行。
嫦娥六號九宮格任務有效載荷分系統周昌義團隊
用玄武巖纖維“織”出“中國紅”
本報記者 喻思南
按照工程計劃，完成月球表面無人自主采樣后，嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面展開。此時，38萬公里外，北京航天飛行控制中心的周昌義，雙眼緊盯著電腦屏幕，非常激動……
周昌義是中國科學院國家空間科學中心研究員、嫦娥六號探測器有效載荷分系統總設計師。這次任務中的國旗展示是有效載荷分系統的任務之一。測控現場信息顯示，全景相機對準了國旗并開啟了動態攝像模式，國旗展開指令已發出，但屏幕上卻遲遲沒有看到國旗畫面。
“會不會沒有展開？”周昌義高度緊張。工作人員不斷刷新系統，幾分鐘后，終于在屏幕上看到了國旗展開的畫面。原來是動態攝像數據私密空間量大，北京航天飛行控制中心接收稍有延時。
那一刻，周昌義激動不已，心里的一塊石頭也終于落了地。
作為嫦娥五號的備份，嫦娥六號探測器在2017年就生產出來了，做出重大改動的可能性較低。2023年初，武漢紡織大學徐衛林院士團隊找到周昌義，提出用玄武巖纖維制造月面國旗的想法。玄武巖纖維的旗面更平整、視覺效果好，還耐高溫、耐低溫、耐輻射，考慮到這些優點，為了更好的效果，周昌義覺得值得嘗試。
然而，放棄已經在嫦娥五號上試驗成功的方案，改用玄武巖纖維新旗面，如果出現在軌無法展開或者展示效果不佳等1對1教學問題怎么辦？周昌義和月面國旗研制團隊必須進行大量試驗，降低這些風險。
為驗證月球表面復雜環境下玄武巖纖維新旗面國旗的性能，科研團隊對國旗樣品進行低溫存儲、低溫熱循環和熱真空等試驗。在月面展示國旗，若陽光被遮擋，照出的旗面會是黑的，影響展示效果。研制團隊通過計算分析和地面外場試驗，驗證了國旗成像效果，給出了在月面拍照的最佳時間。“通過大量試驗驗證，我們拿出了翔實的試驗數據，最終用玄武巖纖維‘織’出的‘中國紅’在月背實現精彩展示。”周昌義說。
除了國旗展示系統，嫦娥六號探測器還配置了6種設備，周昌義團隊負責對分系統各單機進行嚴格的壽命評估等。最終，分系統經受住了嫦娥六號任務的各項挑戰。