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“三姑娘”奔月

四川日报 2013-12-06 14:26 大字

16小时幕后回放

12月6日,今天,“嫦娥三号”将飞行至月球附近,实施近月制动,如无意外,它将被月球捕获,进入100公里的环月圆轨道,绕月10天左右扑进月球怀抱,首次实现我国航天器在地外天体的软着陆。

就在4天以前,这位“三姑娘”在西昌卫星发射中心成功发射。从1个多月前“嫦娥三号”和“长三乙”火箭相继运抵西昌发射场,到奔向36.8万公里外的浩淼太空,它们在西昌的“蜜月”是怎样度过的?本报记者16小时全程追踪“嫦娥三号”,揭秘奔月背后的故事。

□本报记者 吴晓铃 王云

拥抱

时间:

12月1日上午10点整

探秘:

6个易拉罐和一支铅笔的绝活儿

现场回放:

西昌卫星发射中心阳光明媚,负责此次“嫦娥三号”发射的二号发射塔架对记者开放。巨龙般的长征三号乙火箭以及顶端的“嫦娥三号”探测器,在活动塔内静若处子,等待一飞冲天。

记者眼前的长征三号乙火箭是一个总长56米多、捆绑了4枚助推器的大“小伙子”。由于“三姑娘”比“嫦娥二号”重了1吨多,入轨精度也高了3倍多,因此负责送它上天的“小伙子”可马虎不得。

“别看它现在‘穿戴整齐\’,刚到中心的时候它可不是这个样子。”担任此次“嫦娥三号”发射任务的指挥员鄢利清告诉记者。

1个多月前,刚刚运抵西昌的火箭还处于分级状态,工作人员必须先对其进行转场,再在发射中心将其组装。为了保证转场期间不磕碰到火箭,拉卫星的特装车司机们必须把车开得格外平稳,即使在车上竖直垒起6个易拉罐,也要保证行进数公里罐身纹丝不动。到了卫星发射场,航吊操作手就要把火箭准确吊到所需位置进行组装。为了确保这项工作不出丝毫问题,操作手平时练就了“一次入瓶”的绝活:可以从13米的高空,用吊钩把一支铅笔准确插入酒瓶口。

把包裹火箭的活动塔移动到位也是个技术活:如果活动塔停放位置不对,就会磕碰到里面的火箭。然而,连气温和风向都可能影响这个笨重家伙的滑动。“气温会影响到润滑油性能,而过高的风速可能推动它超速移动,所以指挥员不仅要考虑活动塔的惯性移动,还要综合天气和风速来判断指令下发的时间。”鄢利清说。

组装完毕后,要立刻进行设备和线路的单机检查。鄢利清说,这次火箭经历了4次大的“体检”。“三姑娘”是在第二次检查后经过单独测试进入发射场。到了11月下旬进行第三次总检查,除了没有真正点火飞行外,完全模拟真实的发射状态,包括发射时如果发现问题,能否紧急关机停止发射。幸运的是,这几次体检,“三姑娘”和长征三号乙火箭没有发现任何问题。11月30日晚最后一次进行的火箭发射前功能检查,仍然一切正常。

燃情

时间:

12月1日傍晚6点10分

探秘:

一粒米大的液氢有多大威力?

现场回放:

发射场已暮色四合,数十名操作手开始加注火箭发射所需的低温燃料。此前一天,402吨的常规燃料已被火箭“喝”进了大肚子里。

为火箭加注燃料,被西昌卫星发射中心誉为“刀尖上的舞蹈”,它对燃料温度、加注管道密封性等都有严格要求,稍有不慎,就可能发生各种意外事故。“我们会在发射前根据气温情况计算出加注时的燃料温度。”鄢利清说,火箭对燃料的温度要求严格,西昌昼夜温差较大,保存燃料的库房,夜晚要上调温度。但如果是夏天发射火箭,常规燃料在火箭内呆一天温度肯定升高,还得提前降低燃料的温度。

加注液氧、液氮和液氢等低温燃料,则充满危险。液氧和液氢都极易挥发,若两者混合到一定比例再碰上火花会发生爆炸。曾有专家做过实验:一粒米大小的液氢掉在地上产生的热量就足以造成爆炸。因此,加注员必须身着防静电服,戴棉质手套进行操作。加注手朱孔飞告诉记者,他此次担任了氧系统的指挥员,负责处理现场突发情况及排除故障。但多年练就的一身本领这次并没有用武之地,他自豪地解释,“因为这次加注太正常了。”

话虽这么说,但加注手必须练就过硬的技术。火箭加注时有100多个形状相同的阀门,加注手要能蒙上眼睛一次操作到位。这次负责常规燃料加注的曹兵,平时训练时可以熟练拆装操作间的任意一个阀门,遇到电路故障,不用图纸也能立刻找到电缆插头的准确位置。1992年“澳星”首发失利,点火后未能起飞,火箭严重移位后推进剂大量溢出,就是曹兵和同事一起冲上发射塔,关阀门、拔插头、断电缆……成功卸回了280吨四氧化二氮,创造了世界航天史上的奇迹。

共舞

时间:

12月2日凌晨1点30分

探秘:

倒计时缘自科幻小说?

现场回放:

各号注意,1分钟准备……5、4、3、2、1,点火!随着鄢利清铿锵有力的倒计时,发控台操作手果断按下按钮,只见火箭喷出熊熊烈焰,怒吼着冲上天穹。

对于电视机前的观众而言,火箭发射最激动人心的一刻莫过于点火。指挥员的发射倒计时,也最是牵动人心。然而,火箭、探测器我们都能遥控,为何发射时一定要人来倒数计时,并由操作手手动按下按钮呢?“大家只看到指挥员在倒数计时,却不知道发射场的诸多组织协调工作,都得在指挥员的统领下进行。”鄢利清说。

毕业于中国国防大学、今年只有42岁的鄢利清,已经是第16次担任发射指令的指挥员。发射前,他每天要组织召开调度会,收集各系统情况进行协调。如果发现重要参数有问题,就必须带领工作人员进行故障处理。此外,每次发射他还得准备多套预案和方案。“嫦娥三号”的发射准备了3天6窗口,也就是从12月2日到4日,共有6次发射机会。那在2号凌晨1点30分的发射条件如果不成熟,如何切换到以后的窗口?作为指挥员,就得把这些方案梳理出来,做到一旦有意外出现,能在最短时间内最快反应,不至于误掉这3天。

有意思的是,火箭发射倒数计时的最早出处,竟然是凡尔纳的科幻小说《从地球到月球》。后来大家觉得倒数计时的方法,可以让所有参与工作的人知道距离发射点还有多久,也就在各国延用开来。至于按下发射按钮的“金手指”角色也并非形同虚设。由于发控台控制着火箭上所有的设备,要操作和观察的内容很多,“金手指”按下发射按钮后,还必须进行后续的观察和判断。

鄢利清的工作在发射成功后仍然没完。2日凌晨,当忙碌的发射场渐渐归于平静,他从指挥控制大厅再度来到二号发射塔架处,检查发射台是否受损,并让操作手把活动塔开回发射台,才回到宿舍。

分离

时间:

12月2日凌晨1点48分

探秘:

为何要不断重复“跟踪正常”?

现场回放:

“发现目标”、“跟踪正常”……卫星发射中心指挥控制大厅内座无虚席。所有人神情紧张,专注地捕捉调度员的每一个声音。当火箭发射1130秒后,发射取得圆满成功的好消息从北京飞控中心传来,人群中爆发出热烈的掌声和欢呼。

每次火箭发射,计算机显示屏里频频更换的各种数据和图表,总能让人对坐在电脑前的科学工作者肃然起敬。作为中心控制系统的一部分,这些科学工作者的大脑也相当于一部先进的计算机。“嫦娥三号”与“长三乙”分离后,将独自奔向月宫,遥远的路程中,其曼妙的身影将一直牵动着一群人的眼光。此次“嫦娥三号”发射,中心控制系统承担着实况记录、光学测量、无线电外测、遥测、安全控制以及测控数据处理指挥显示等任务。其中,遥测数据是运载火箭上升段飞行状态快速评估的依据,每一个数据的错误都可能导致不可估量的航天事故。“嫦娥三号”任务共有六条弹道,每一条弹道都包含近千个遥测数据。工作人员在射前对遥测数据进行了严格审查,避免了事故隐患的发生。

紧盯屏幕的人中间,西昌卫星发射中心数据处理室的车著明声名在外。此次任务中,他根据探测器高精度入轨要求,历时20天仿真计算,探索了多种轨道预报方法,选择了精度最高的实时轨道融合预报法,并组织编制了多个轨道修正模块,为及时掌控探测器初轨精度、火箭制导初步精度、探测器定点落月提供了充分科学依据,使轨道预报精度达到世界一流水平。火箭发射后,他又密切关注着各种数据变化,迅速分析、判断,然后对火箭电压、温度、弹道、飞行轨迹等上千个参数进行快速处理,翻译成调度用语,为决策提供重要科学依据。

卫星中心“最美五姐妹”之一的赵梅,负责安控岗位。所谓安控,就是“准确判断火箭飞行的状态。一旦出现无法挽回的异常状况时,现场快速准确地作出是否引爆火箭的决策。”赵梅说,这样做的目的是尽最大努力保护地面城市等人口密集区安全。

当然,发射中心的多套备用方案,最终都没有派上用场。鄢利清说,火箭发射分为圆满成功、成功、基本成功和失败等几个标准,“嫦娥三号”的发射属于“圆满成功”,我们可以充满信心地期待“三姑娘”按预定时间降落月球表面展开工作,探索更多太空的秘密。

现场直击·关键词◆

安保:

发射卫星所需的安保究竟有多严?记者原本被要求1日晚10点半从西昌出发前往发射中心,结果因为路上堵车耽误了几分钟,没在要求时间通关,便在路上的多处关卡被警察拦住。幸好带队的卫星发射中心工作人员打电话,才被放行。

震撼:

现场观看卫星发射其实并不是件容易的事儿。凌晨时分,大凉山天寒地冻,气温只有五六摄氏度。文字记者们被安排到距离发射塔架颇远的荒山坡上观看,不一会儿就冷得浑身发抖。不过,当火箭腾空而起的一刹那,记者仍能感受到地动山摇,火箭轰隆隆一飞冲天,那种强烈的震撼远非看电视直播能比。那一刹那,自豪感油然而生。

生意:

卫星发射中心附近的安全区内,当地百姓已经利用地利做起了“观看火箭发射”的生意。不少居民的房顶都安装了铝合金护栏,卫星发射时,旅行社就会载着游客到这里观看发射,四五百元一次。卫星发射当晚,自驾车和旅行车在发射中心附近的沙坝镇排起长龙,场面十分壮观。

本版图片除署名外由本报记者何海洋摄 示意图资料来自新华社图表

首次拍下“嫦娥”离别身影

——访“嫦娥三号”发射任务指挥员鄢利清、运载火箭系统总设计师姜杰

“三姑娘”奔月还有哪些细节值得回味?在发射期间,记者采访了“嫦娥三号”发射任务指挥员鄢利清和“嫦娥三号”任务运载火箭系统总设计师姜杰。

关于发射准备

记者:火箭发射前,为何一定要用发射塔架将其围住?

鄢利清:一个可以说的原因:它可以遮雨,因为发射塔架的有些设备如果淋雨,有可能对发射任务造成伤害。

记者:为何“嫦娥三号”发射后,消防车就尖叫着奔向发射塔架开始喷水,是燃料泄漏了?

鄢利清:这只是给发射塔架迅速降温以增加使用寿命。

“嫦娥三号”的独特之处

记者:发射“嫦娥三号”与“嫦娥二号”有哪些不同?

姜杰:“嫦娥三号”比“嫦娥二号”重了1000多公斤,入轨精度提高3倍多,需要突破多项技术才能满足发射要求。因此,托举“嫦娥三号”探测器奔月的长征三号乙改进型火箭捆绑有4个助推器,起飞重量约456吨,是目前中国火箭中运载能力最强的“大力士”。

此外,“嫦娥三号”任务是多窗口、窄宽度发射。3天6个发射窗口,每个窗口的发射时间间隔非常短。相比“嫦娥二号”任务,此次对火箭的运载能力、高精度导航制导能力、可靠性、适应性、多窗口发射能力等方面作了改进,火箭的箭身上还加装了一组摄像头,可以看到飞行过程中的重要分离动作。

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