告诉你一个真实的“三姑娘”--解密嫦娥三号探测器

　　在长三乙火箭的托举下,嫦娥三号顺利踏上赴月之旅。作为中国首个在地球以外天体实施软着陆的航天器,嫦娥三号“长什么样”?与其他卫星相比有什么特点?她是怎么研制出来的?……带着诸多谜团,记者日前走进嫦娥三号探测器的抓总研制单位——中国航天科技集团空间技术研究院,揭开“三姑娘”的神秘面纱。

　　嫦娥三号探测器系统总设计师孙泽洲介绍,探月工程分“绕、落、回”三步走,嫦娥三号是中国首个在地球以外天体实施软着陆的航天器,将实现探月工程二期“落”的工程目标。

　　与嫦娥一号、二号相比,嫦娥三号探测器的技术跨度大、设计约束多,结构也更为复杂,主要包括着陆器和巡视器两大部分,其中巡视器,俗称月球车,由9个分系统组成;而着陆器是为了实现月面软着陆专门量身定做的新型航天平台,具有11个分系统。

　　据介绍,嫦娥三号探测器由运载火箭发射升空后,经发射段、地月转移段、环月段和动力下降段等过程,飞行大约14天的时间,将以软着陆的方式降落在月球虹湾地区;之后,着陆器释放巡视器;两器分离后,各自独立开展月面探测工作。

　　与以往航天器相比,嫦娥三号最大的特点就是首次在地球以外天体执行软着陆及月面巡视勘察任务,创造了中国航天史上的又一第一。

　　嫦娥三号在飞行任务期间,将重点实现三大工程目标。一是突破月球软着陆、月面巡视勘察等关键技术,提升航天技术水平;二是研制月球软着陆探测器和巡视探测器,建立地面深空站,具备月球软着陆探测的基本能力;三是建立月球探测航天工程基本体系。

　　此外,嫦娥三号还将开展月表形貌和地质构造调查、月表物质成分及其可利用资源的调查、日-地-月空间环境探测与月基天文观测等科学探测,对中国后续探月工作发挥重要作用,将有效促进深空探测领域的发展。

　　“三姑娘”作为中国探月工程二期核心任务,技术跨度之大,研制攻关之艰辛,令很多参与任务的设计师刻骨铭心。

　　嫦娥三号探测器系统总指挥张廷新介绍说,嫦娥三号探测器具有“四新两多两难一紧”的鲜明特点。其中,“四新”是指面临月面温度、月尘、月壤、月面地形地貌、重力环境等新环境;鉴定设备占80%以上的全新研制平台;为新科学探测配备的全新载荷设备;工作关系耦合度高、产品集成度高的新模式。

　　“两多”主要是以着陆导航敏感器、热控两相流体回路、巡视器月面移动、巡视器遥操作等为代表的新技术多,且技术跨度大;参与研制、设计及试验验证的协作配套单位多。“两难”体现在地面验证难,特别是由软着陆特点决定的减重难。“一紧”则体现在进度紧,从立项到发射仅仅5年9个月,需完成从方案论证到初样、正样、发射场等各阶段研制工作,以及相关产品攻关、几百台/套单机、鉴定件等的研制生产,多次大型专项试验验证,研制进度十分紧张。

　　对“三姑娘”来说,任务成败的最大风险点,“毫无疑问,是月球这个全新的星球以及它所带来的月面环境的不确定性。”嫦娥三号着陆器副总师张熇介绍,“月球表面覆盖着一层由月面岩石碎屑、粉末、角砾等组成的月壤,而这层土壤又非常松软,且崎岖不平;同时,落月时具体的月面地形地貌也不能完全确定,这些为安全着陆带来不可避免的风险。而当着陆器撞击在月球表面上时,发动机的喷射以及着陆过程的冲击都将扬起尘埃,这些激扬的月尘不仅影响成败,更会对着陆器造成一定的危害。”

　　为此,嫦娥三号探测器采用了许多新技术,产品子样少,产品成熟度低;而飞行程序又非常复杂,特别是近月制动、动力下降过程,对飞行时序的要求很高,需要探测器飞行控制严格按时序执行,否则将影响主任务的完成。

　　面对诸多风险,嫦娥三号研制团队充分做了应对预案。为了确保在轨飞行过程中能及时准确地定位故障,研制团队从关键飞行事件和公用服务系统等方面对故障模式进行了梳理,着陆器制定了140余项预案,巡视器制定了70多项预案,明确了在轨故障的判定准则和处置措施,将为探测器飞控实施提供有力保障。