2020年11月24日，嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器成功發(fā)射。遙遠(yuǎn)的月球之上，嫦娥四號(hào)探測(cè)器即將迎來(lái)新的伙伴。

2020年6月，嫦娥四號(hào)任務(wù)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)秀代表，榮獲國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)2020“世界航天獎(jiǎng)”，這是該獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立70年來(lái)首次授予中國(guó)航天科學(xué)家。嫦娥四號(hào)任務(wù)團(tuán)隊(duì)還被美國(guó)航天基金會(huì)授予2020年度航天唯一金獎(jiǎng)，被國(guó)際月球村協(xié)會(huì)授予自成立以來(lái)的首個(gè)優(yōu)秀探月任務(wù)獎(jiǎng)，被英國(guó)皇家航空學(xué)會(huì)授予2019年度全球唯一的團(tuán)隊(duì)金獎(jiǎng)……

中國(guó)航天碩果累累、人才輩出，為什么嫦娥四號(hào)任務(wù)團(tuán)隊(duì)能頻獲殊榮？

2019年2月，習(xí)近平總書記在會(huì)見探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)參研參試人員代表時(shí)指出，這次嫦娥四號(hào)任務(wù)，堅(jiān)持自主創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、開放創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)人類航天器首次在月球背面巡視探測(cè)，率先在月背刻上了中國(guó)足跡，是探索建立新型舉國(guó)體制的又一生動(dòng)實(shí)踐。

“我國(guó)探月工程，不斷寫下中國(guó)人探索浩瀚宇宙的嶄新篇章。但從嫦娥四號(hào)起，中國(guó)航天的歷史才開始不斷出現(xiàn)‘人類首次’字樣。”嫦娥四號(hào)探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師賈陽(yáng)說。嫦娥四號(hào)任務(wù)圓滿成功，標(biāo)志著中國(guó)科學(xué)家真正開始為人類和平利用太空貢獻(xiàn)更多中國(guó)智慧、中國(guó)方案、中國(guó)力量。

嫦娥四號(hào)團(tuán)隊(duì)科研人員在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)工作。資料圖片

承擔(dān)更具挑戰(zhàn)的任務(wù)

2020年11月22日，嫦娥四號(hào)著陸器和“玉兔二號(hào)”巡視器（也稱“月球車”）完成第24月晝工作，進(jìn)入月夜休眠。目前，嫦娥四號(hào)已創(chuàng)造多個(gè)世界第一，是在月表工作時(shí)間最長(zhǎng)的月球車。

“2013年，嫦娥三號(hào)實(shí)現(xiàn)首次月球軟著陸后，中國(guó)國(guó)家航天局認(rèn)為作為備份星的嫦娥四號(hào)應(yīng)承擔(dān)更具挑戰(zhàn)的任務(wù)。”嫦娥四號(hào)“鵲橋”中繼星總設(shè)計(jì)師張立華介紹，“去月球背面比去正面風(fēng)險(xiǎn)增大了很多，不僅要解決中繼通信的難題，還要面對(duì)起伏多變的崎嶇地形。”

由于月球的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相同。自古以來(lái)，人類都只能看到月球的“正臉”，雖然國(guó)內(nèi)外繞月探測(cè)器已經(jīng)得到了月球背面的影像，卻從來(lái)沒有探測(cè)器能夠著陸于月球的背面開展探測(cè)。

為了應(yīng)對(duì)嫦娥四號(hào)任務(wù)帶來(lái)的種種挑戰(zhàn)，曾擔(dān)任我國(guó)首臺(tái)月球車“玉兔號(hào)”設(shè)計(jì)師的賈陽(yáng)和同事們對(duì)“玉兔二號(hào)”巡視器進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)創(chuàng)新，希望它更自主、更健壯、更可靠，可以在月球上走得更遠(yuǎn)。

嫦娥四號(hào)團(tuán)隊(duì)科研人員在飛控工作現(xiàn)場(chǎng)。資料圖片

“著陸器在月球上降落后，‘玉兔二號(hào)’要從著陸器上行駛下去。進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，需要考慮的因素就比較多了，比如說著陸器降落的地方很可能不是平的，最大能傾斜到多少度呢？如果是張家界那樣的地形呢？車在往下邊走的時(shí)候，是順著兩個(gè)梯子，這兩個(gè)梯子一定是平行的嗎？如果梯子之間形成異面角度，角度最大又能有多少？”賈陽(yáng)說，“團(tuán)隊(duì)成員做了幾千種可能情況分析，窮盡了各種極端情況，對(duì)最后算出的可能情況又增加難度做了實(shí)驗(yàn)，月球車也能成功行駛，這樣我們心里才踏實(shí)了。”

2019年1月3日，嫦娥四號(hào)成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地馮·卡門撞擊坑的預(yù)選著陸區(qū)。這片永遠(yuǎn)背向地球的亙古荒原，在寂寞了數(shù)十億年后，終于迎來(lái)第一個(gè)翩翩降臨的地球訪客。

“嫦娥四號(hào)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新，填補(bǔ)系列國(guó)際國(guó)內(nèi)空白，充分體現(xiàn)了中國(guó)航天人敢下先手棋、善打主動(dòng)仗的精神。”張立華說。

率先在月背刻上中國(guó)足跡

嫦娥四號(hào)探測(cè)器由著陸器與“玉兔二號(hào)”巡視器組成。嫦娥四號(hào)成為人類首次在月球背面軟著陸的探測(cè)器，“鵲橋”中繼星發(fā)揮了關(guān)鍵作用——為地面與嫦娥四號(hào)探測(cè)器搭建起通信橋梁。

嫦娥四號(hào)探測(cè)器試驗(yàn)隊(duì)成員在動(dòng)員會(huì)上宣誓。資料圖片

為什么一定要有一個(gè)中繼星呢？

原來(lái)，嫦娥四號(hào)探測(cè)器著陸在月球背面后，會(huì)被月球所遮擋，地球和探測(cè)器無(wú)法進(jìn)行通信。“‘鵲橋’雖然不是嫦娥四號(hào)任務(wù)的主角，卻是重要的組成部分，也是全新研制的，其使命就是為月球背面的著陸器和巡視器提供中繼通信服務(wù)。”張立華說，“‘鵲橋’中繼星個(gè)頭不大，整星重量只有400多公斤，但它要一端連著遠(yuǎn)到8萬(wàn)公里的探測(cè)器，另一端連著40多萬(wàn)公里外的地球，架起一座橫跨地月的信息‘橋梁’。”

“由于通信距離太遠(yuǎn)，通信天線口徑要盡量大。”張立華說，如果在地面上，這很容易實(shí)現(xiàn)，但由于火箭空間限制，上星的天線要面臨很多難題。

最后，中繼星研發(fā)團(tuán)隊(duì)選擇了傘狀天線的新方案。“這樣發(fā)射時(shí)天線可以收攏到最小，入軌后再展開，但這樣的天線加工裝配過程非常復(fù)雜。”張立華介紹，天線上有幾千個(gè)繩系控制點(diǎn)，為確保展開后符合型面精度要求，必須一個(gè)一個(gè)點(diǎn)通過手工調(diào)整到位。

“傘天線研制和衛(wèi)星測(cè)試的工作強(qiáng)度和壓力巨大，時(shí)間上又不能松動(dòng)，團(tuán)隊(duì)的科研人員經(jīng)常連續(xù)幾個(gè)月加班加點(diǎn)，最緊張時(shí)連軸轉(zhuǎn)，沒有周末和節(jié)假日。”張立華說。

“嫦娥四號(hào)任務(wù)，我們能夠完成人家沒有做過的全新的任務(wù)，依靠的是航天事業(yè)多年的積累和不斷地創(chuàng)新，從跟跑、并跑到在一些任務(wù)上實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑。”張立華說。

“鵲橋”于2018年5月21日從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空。張立華說，研制團(tuán)隊(duì)從2015年年底接到任務(wù)，在短短30個(gè)月內(nèi)按期實(shí)現(xiàn)了發(fā)射，大家真的是靠著一股精神，憋著一口氣，才最終堅(jiān)持下來(lái)。

“新時(shí)代是奮斗者的時(shí)代。”張立華說，“中國(guó)航天的每一個(gè)大膽設(shè)想、每一次成功實(shí)施，都是航天人拼搏與奮斗精神的充分展示。”

一步一個(gè)腳印，一棒接著一棒

“航天器的特性就是一旦投入使用，我們沒有辦法修復(fù)它。壞了，我們就沒有辦法了，所以零缺陷在航天行業(yè)文化中是很重要的。”嫦娥四號(hào)著陸器測(cè)控?cái)?shù)傳分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師劉適說。

“航天科研團(tuán)隊(duì)是有精神傳承的，以老帶新、積淀傳承的傳統(tǒng)一直在團(tuán)隊(duì)中延續(xù)。嫦娥四號(hào)研發(fā)過程，也是一個(gè)航天人才培養(yǎng)的過程。”劉適說，“任務(wù)緊張的時(shí)候，甭管多晚開辦公會(huì)，哪怕是凌晨1點(diǎn)，像嫦娥四號(hào)探測(cè)器系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫澤洲等領(lǐng)導(dǎo)，他們都不會(huì)缺席。在總結(jié)過程中，他們要聽一聽今天碰到什么情況，有時(shí)測(cè)得很不順利，他們還給大家鼓鼓勁兒，然后提一些建議。”

有一天晚上，因?yàn)闇y(cè)試中發(fā)現(xiàn)干擾很強(qiáng)，科研人員一直測(cè)不到真正想要的一個(gè)結(jié)果。“當(dāng)時(shí)時(shí)間又很緊張，最后商量說在測(cè)試場(chǎng)地周圍加一些特殊板材，需要臨時(shí)去從別的測(cè)試場(chǎng)搬過來(lái)。”劉適說，“團(tuán)隊(duì)里也不分誰(shuí)是總師、誰(shuí)是測(cè)試人員，大家都一起去，確保測(cè)試進(jìn)度不受阻。”

嫦娥四號(hào)探測(cè)器落月成功后，嫦娥四號(hào)著陸器總體主任設(shè)計(jì)師李飛說：“大家都非常激動(dòng)，很多同志都哭了。”

其實(shí)，嫦娥四號(hào)成功發(fā)射后，李飛就搭上最早一班飛機(jī)，從西昌回到北京航天飛行控制中心駐守監(jiān)控。在此之前，他已在西昌發(fā)射場(chǎng)鏖戰(zhàn)了3個(gè)月。“我們?cè)诎l(fā)射場(chǎng)連續(xù)奮戰(zhàn)92天，為確保在發(fā)射場(chǎng)零質(zhì)量問題，不留一絲隱患上天，研制團(tuán)隊(duì)每天下班前都要周密策劃第二天的工作，并且認(rèn)真總結(jié)當(dāng)天的工作，幾乎每天晚上都差不多10點(diǎn)才能下班。”李飛說，“整個(gè)團(tuán)隊(duì)是以短跑速度進(jìn)行長(zhǎng)跑，沒有使命感是堅(jiān)持不下來(lái)的。”

太空探索永無(wú)止境，嫦娥五號(hào)已開啟中國(guó)航天新的征程。“探月人將不負(fù)韶華，努力奔跑，讓夢(mèng)想在宇宙發(fā)出燦爛的光芒。”賈陽(yáng)說，“我們要心懷夢(mèng)想、奮勇拼搏，一步一個(gè)腳印，一棒接著一棒，在奮力奔跑和接續(xù)奮斗中成就夢(mèng)想。”

鏈接 

嫦娥四號(hào)創(chuàng)造了多少個(gè)世界第一？

◎第一次實(shí)現(xiàn)人類探測(cè)器月球背面軟著陸和巡視探測(cè)。

◎第一次利用運(yùn)行在地月拉格朗日L2點(diǎn)的中繼通信衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)月球背面與地球的連續(xù)可靠中繼通信。

◎第一次在月球背面開展月球表面科學(xué)探測(cè)和低頻射電天文觀測(cè)，填補(bǔ)世界月球科學(xué)探測(cè)領(lǐng)域多項(xiàng)空白。