为嫦娥登月助一“杆”之力
我叫韩福生，1982年毕业于合肥工业大学，1997年在中科院固体所获博士学位。2007年起承担了探月工程二期（嫦娥三号、嫦娥四号）、火星一号着陆缓冲系统关键材料和产品的研制任务；2014年被人力资源和社会保障部、工业和信息化部、中科院等六部委授予“探月工程嫦娥三号任务突出贡献者”称号；2016年，我领衔的研发团队研发的成果《高效吸能合金及其在航天器着陆缓冲机构中的应用》荣获安徽省科技奖一等奖。今年1月3日，“嫦娥四号”实现了人类探测器首次在月球背面的软着陆。我们为此次月背探测提供了软着陆用关键产品——缓冲拉杆，这是我们继“嫦娥三号”任务之后，再次为“嫦娥四号”成功软着陆作出重要贡献。
时间倒回2006年，中国探月工程项目启动不满3年，“绕、落、回”三步走战略仅仅踏出半步，“嫦娥一号”绕月探测器尚在整装待发，二期“落”月研制任务刚刚进入方案设计阶段。如何实现月面软着陆，是探月二期工程任务的重中之重，更是摆在着陆缓冲系统研制部门面前的一道难题。探测器飞行38万公里，能不能成功实现软着陆，拉杆的作用重大，因此，它被列为关键重要件，一定要确保万无一失。
接到研制嫦娥着陆器缓冲拉杆任务的那一刻，我暗下决心，一定要攻下这个难关，为嫦娥登月助一“杆”之力！那时，我在泡沫金属领域已进行科研攻关十余年，正在与探测器总体设计部门商讨采用泡沫铝作为缓冲吸能部件的可行性。然而，经过大量的调研工作却发现，大多数超塑性合金只能在高温下显示出“超塑性”，常温下塑性并不好；单晶材料塑性优异，但强度不足；复合材料强度可控，但塑性难以达到技术要求。几乎所有金属材料都不能全面满足设计要求。我们只能另辟蹊径，从基础研究源头出发，探寻创新的路径。我夜以继日地翻查资料，不断提出新思路，又不断自我否定。经过大量的分析和实验，终于取得突破，获得了一种基本满足探测器设计要求的新型合金材料。该合金是一种以孪生诱发变形而获得高塑性的新型金属材料，在国际上仅有少量报道，无论是内在作用机制、组织与性能调控方法，还是制备技术等均不清晰，实际应用更是空白。怎么办？只有自主创新。为了研制“缓冲拉杆”，我和团队科研人员连续6年攻关，突破了拉杆产品多项冷、热加工关键技术，建立了完善的工艺体系和质量监控方法，有效保证了拉杆产品服役性能的可靠性、稳定性和一致性，在拉杆材料组织与性能调控、拉杆结构设计以及各项工艺技术等方面取得了多项创新性成果，终于设计并制备出了各项性能指标及空间环境适应性均优于技术要求的材料及产品。
由于“嫦娥四号”探测器着陆时，面临着四条主着陆腿着陆时间不一、冲击力分布不均带来的巨大风险，在极端条件下部分拉杆将承受更为强烈的冲击拉伸作用。因此，拉杆必须高效、可靠、稳定地发挥吸能作用。同时，由于着陆机构的整体重量受到严格约束，拉杆须在有限的体积、尺寸、重量和塑性变形条件下吸收尽可能高的能量。因此，拉杆材料必须具备极高的拉伸塑性、适中的抗拉强度和稳定的力学响应行为。经专家严格检测，我带领团队研制出的“高效吸能合金”材料，其综合性能指标，尤其是单位质量吸能效率已达到国际领先水平。在力学实验机上，普通金属杆一拉就会折断，而我们研制的缓冲拉杆可以像橡皮泥一样被均匀拉长，最大拉伸长度可达自身长度的80%到110%。也就是说1米长的拉杆最多可被拉到2.1米长。“中国腿”的缔造者杨建中老师曾经评价：高效的“固体芯”比最初设计方案减重了19倍，嫦娥的腿变得更加轻盈了！
研制缓冲拉杆不仅要解决特种缓冲吸能材料从无到有的难题，还要面临全新的工艺控制、过程管理和质量保障工作的考验，难度之大是常人难以想象的。有半年时间，我每天的睡眠不足五个小时，焦虑加上忙碌，不知不觉间，银丝已染白了鬓角。然而，当我们研发的缓冲拉杆获得二十多位专家一致鼓掌通过时，我的眼眶湿润了。那一刻，我感到一切的付出都是值得的！
作为着陆缓冲材料的主要研制人员，在第一时间得到“嫦娥四号”在月球背面成功着陆的消息时，内心的喜悦难以言表，我为自己圆满完成任务而高兴，也为亲爱的祖国在航天科技领域取得这一举世瞩目的成就感到由衷的骄傲和自豪！
唯进步，不止步。作为一名科技工作者，我最大的心愿是继续为祖国的航天科技事业添砖加瓦，出新成果，作新贡献。另外，我还希望将航天技术尽快推广应用到航空、交通和能源等领域，在国民经济主战场中发挥更大的作用。
（韩福生 口述 本报记者 汪永安 整理）
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