孙泽洲
“深空探测虽然不会马上产生明显的经济效益,但是对于人类探索宇宙奥秘,拓展人类生存空间,都具有重要意义。”今年4月,中国火星探测任务正式立项后,航天科技集团五院总体部总设计师孙泽洲在接受记者采访时说。
距离“探火”正式立项已经近两个月,目前,孙泽洲正带领中国“探火”团队紧锣密鼓地开展设计、攻关等研制工作。
“中国的火星探测任务要一次实现绕、落、巡目标,这在世界上从未一次同时实现过,任务难度非常大。”孙泽洲总设计师坦言,“但是,正因为有压力,才能带来技术的进步。”
“我们希望用有限的条件尽可能多获得一些成果,在已有技术条件的基础上,一步迈得大一点儿,更高效地推动技术进步”。孙泽洲充满希望和自信地告诉记者。而他的这种希望和自信正是源于他投身中国航天事业20余年的艰辛探索和悉心积累,从嫦娥一号发射成功开创我国航天第三个里程碑,到嫦娥三号完美的落月之旅,再到接过中国火星探测任务的大旗,从距离地球38万公里的月球拓展到4亿公里远的火星,孙泽洲和他带领的团队一步一个脚印,迈出中国深空探测坚实的步伐。
因“嫦娥”与“深空”结缘
孙泽洲与“嫦娥”结缘于2001年,那一年嫦娥进入了为期3年的可行性论证阶段,当时孙泽洲正值“而立之年”。他开始参与绕月探测工程的前期论证,并负责星载测控系统和卫星总体论证工作。在叶培建总师的指导下,他组织完成了总体方案论证工作,有效地将东方红三号卫星平台,资源一号卫星和中国资源二号卫星的技术成果进行融合和应用,结合技术创新和攻关,合理地确定了总体设计方案,为嫦娥一号卫星能在三年之内完成研制工作奠定了基础。
面对环月探测的新问题和新挑战,孙泽洲不分昼夜地与数据和资料打起了交道,积极主动地与专家沟通,击败了一个又一个“拦路虎”,先后组织完成轨道设计、热控设计、测控设计、供配电设计、月食方案设计和定向天线攻关等一系列工作。特别是在卫星总体设计过程中,孙泽洲大胆创新,采用系统工程的方法进行综合设计,提出了利用数管功能实现热控功能控制和电源管理等设计思路,大大提高了系统可靠性;在测控设计过程中,创造性地设计了我国首个深空探测测控数传星载系统,解决了月球探测卫星40万公里的远距离地月测控通信设计难题;在月食方案设计过程中,有效解决了长时间阴影对卫星的安全影响……随着一个个技术难点被突破,孙泽洲对“嫦娥”也有了更为系统和全面的了解。“仿佛一个探险的人走入了大山,看到了更多更广阔的风景”,孙泽洲如是说。而这些在嫦娥一号研制过程中的“摸爬滚打”为他日后承担深空探测更重要的角色打下了良好基础。
接过“中国探月”接力棒
孙泽洲曾说,执行嫦娥一号任务时跟着叶培建院士干好比“背靠大树”,自己做了总师才知道身上责任重大。
2008年,年仅38岁的孙泽洲被任命为嫦娥三号探测器系统总设计师。“月球表面地形地貌的不确定性、任务中多个关键动作和环节必须万无一失。嫦娥三号任务要求决定了总体优化设计难,推进系统研制难,着陆器的制导、导航与控制难,着陆缓冲分系统研制难,热控分系统研制难,巡视器移动难,巡视器自主导航控制与遥操作难……”孙泽洲总设计师一连串说了好几个“难”,足见刚一“接棒”的他压力之大。
然而,有难度才会有动力。为了消除不确定性,孙泽洲率领研制人员建立了包括月表地形地貌模型、月尘模型在内的多个模型,通过系统仿真进行初步分析与设计。特别设计了模拟地球六分之一重力状态下的各种实验,模拟软着陆冲击、月面移动实验中的月壤、光照环境;在机构等性能实验中,模拟月尘环境、舱外设备月夜储存环境等,并根据实验结果进行再分析,通过对薄弱环节的不断改进,逐步提高了嫦娥三号的可靠性。
有风险才会有担当。一般卫星的新研产品和新技术只有20%~30%,而嫦娥三号新研产品和新技术却占到了80%,特别是12分钟软着陆过程完全是靠探测器自主完成的。为此,孙泽洲总师带领研制人员进行了上万次数学仿真、成百上千次桌面联试以及模拟月球重力环境和月表地形地貌等多次大型地面实验,他始终站在研制的最前沿。
一面飞“月球”一面奔“火星”
今年4月,中国火星探测任务和嫦娥四号探测器任务分别正式立项,孙泽洲被任命为两大探测器的“双料”总设计师,开始了一面飞“月球”一面奔“火星”的职业生涯。
“嫦娥四号任务是实现月球背面软着陆和自动巡视勘察。”孙泽洲介绍说。虽然有嫦娥三号的技术基础,但是嫦娥四号有许多新设备,有些还需要全新研制,而且在月球背面实现软着陆,未知因素和各种风险非常高,设计难度非常大。同时,还需要新研制和发射一颗中继卫星,在地月拉格朗日L2点为月球背面的着陆器/巡视器与地球之间搭建一条通信的纽带。目前孙泽洲正带领研制团队开展各分系统正样设计相关工作,并顺利完成了探测器技术状态基线确立工作,为后续研制打下了坚实基础。
自20世纪60年代以来,国际上已经实施了42次火星探测任务,成功率仅为52%。“我们这次火星探测任务最核心、最难的地方,就是探测器进入火星大气后气动外形和降落伞减速的过程,只有一次机会,必须确保成功。”孙泽洲对“探火”任务有着冷静而清晰的认识。
目前,孙泽洲正带领设计师们争分夺秒开展各项关键技术攻关。他利用“挤”出来的一点点有限时间告诉记者:“研制过程中,团队要特别关注关键技术,确保关键技术见底;特别关注重大过程,确保风险识别控制到位;特别关注重大保障条件建设,确保充分实验验证,而做好这些工作的前提则是确保责任落实。”对此,他再次动情地说起曾经在母校南京航空航天大学演讲中说过的一句话,“当我成为总师的时候,也要像叶院士一样成为一棵‘大树’,遇到困难的时候,首先把责任承担起来”。
这就是中国火星探测器总设计师孙泽洲最朴素、最本真的写照。过去20几个春秋和未来漫长的岁月,他将自己的光荣和梦想与星辰深空紧紧相连,迈出坚实而深厚的脚步。
