為“嫦娥奔月”提供最可靠的加速度測量

中國航天科工三院33所加速度計組合助力“嫦娥”探測器“奔月”

“瞧咱這對姐妹花，姐姐表現(xiàn)好，妹妹更棒！”這兩天，如果你聽到中國航天科工三院33所加速度計組合研制團隊（以下簡稱研制團隊）的設計師小黃和別人這么聊天，可千萬別誤以為這是在夸孩子。他說的是剛剛完成飛天壯舉的嫦娥四號用的加速度計組合。

在他和團隊成員眼中，那兩個其貌不揚的黑盒子就是讓人忍不住大贊一番的“姐妹花”。“姐姐”2013年跟隨嫦娥三號成功落月，“深居簡出”的“妹妹”這次終于大顯身手，為嫦娥四號的成功著陸保駕護航。

“從2008年年底開始研制，到2018年年底收獲成功，這10年的付出沒有白費。”這是研制團隊人員共同的心聲。

為嫦娥提供最可靠的加速度測量

1月11日下午，嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器工作正常，在“鵲橋”中繼星支持下順利完成互拍……標志著嫦娥四號任務圓滿成功。至此，中國探月工程取得“五戰(zhàn)五捷”。鮮為人知的是，在搭載“玉兔”飛向月宮的嫦娥四號上，有著這樣一個關鍵的“組合”——高精度加速度計組合（以下簡稱組合），它一路承擔保駕護航的重要使命，在此次探月任務中以完美的表現(xiàn)再立新功。

此次安裝于嫦娥四號上的組合來自中國航天科工三院33所，其核心部件石英撓性加速度計可謂功勛神器，以國內首屈一指的產品性能，先后助力神舟系列飛船的11次飛行任務和嫦娥三號的飛行任務，連戰(zhàn)連捷。

在此次飛行任務中，該組合主要承擔三大使命，分別用于在地月轉移變軌控制、環(huán)月軌道保持控制和動力下降三大階段測量整器飛行的加速度，從而控制整器的速度變化，以實現(xiàn)精確的變軌控制和平穩(wěn)、準確的著陸控制。

相比嫦娥三號用的組合“姐姐”，此次上天的產品“妹妹”在軌飛行時間更長，為了能夠給嫦娥四號的飛行提供接近100%的可靠表現(xiàn)，研制團隊大膽嘗試，采用了獨特的冗余設計方案。該方案的復雜性一度給研制工作帶來了極大的挑戰(zhàn)，但憑借著33所在慣性技術領域50余年的技術積淀和研制團隊的不懈努力，一系列創(chuàng)新成果相繼得到應用，使得各種問題最終都迎刃而解。

另外，研制團隊還有一項創(chuàng)舉，那就是根據(jù)需要打破了單位內部已經明確的專業(yè)界限，為核心器件加速度計打造了一個“雜交版”的配套電路，使得多個測量單元從“一大家子”變成“分家單過”，即使某一個出了狀況，也不會影響到其他幾個，從而大大提高了可靠性。此外，研制團隊還在外型設計、標定方法設計等方面作了大量開創(chuàng)性的工作，使得一個在成本、體積、重量、功耗方面都具有極大優(yōu)勢的產品最終成為了嫦娥四號值得信賴的組成部分。

十年守護只為“嫦娥奔月”

2008年年底，正當大家忙著為各項任務掃尾的時候，一紙任務書放在了中國航天科工三院33所主任設計師老莫的桌上——要為月球著陸器配套研制加速度計組合。

當看到任務書上的明確要求時，在場人員無不既興奮又緊張。“這是一個只有理論，卻至今沒人敢去觸碰的工程方案，因為太復雜了，實現(xiàn)起來難度極大！”該所加速度計組合技術總負責人朱總深感問題的棘手。

可硬骨頭畢竟得啃。團隊在“兩總”（總指揮和總師）的帶領下，大膽革新思路，一系列新的嘗試收到了奇效。10年以后，已經擔任該項目總指揮的老莫回想當時的景象時表示：團隊士氣高昂，充滿必勝的信念。

曾經在“神舟八號”任務中承擔標定方法設計的小黃再次被征調擔當主力，這次他將面臨更加難纏的標定方法設計。“這個產品實在是特殊，根本沒有可供借鑒的先例。”小黃決定自行設計標定方法，在經過深入的思考和反復的嘗試后，他終于克服了難題，成功找到了解決方法，僅這一種方法就申請了4項專利。

隨著團隊的調整，“神舟八號”以來各型飛船用高精度加速度計組合設計師小于加入進來，擔任主任設計師；擁有多年工程技術經驗并以認真細致著稱的小張加入進來，負責眾多繁雜的測試驗證；工程設計多面手小謝加入進來，負責可靠性設計……團隊的技術實力不斷增強，這都在產品上反映得淋漓盡致，不僅能滿足可靠性設計要求，而且在成本、體積、重量、功耗方面都具有極大的優(yōu)勢。

如果一定要問研制進程中哪個階段最痛苦，大家會毫不猶豫地說：兩次大改，尤其是第一次。

第一次大改發(fā)生在設計初期。按照常規(guī)設計思路裝配出的產品讓小黃看著很鬧心——蜘蛛網(wǎng)一樣的線束窩在各個測試單元之間。而且，只要電源模塊、轉換電路、溫控電路任意一個出問題，加速度計有可能就被“株連”了，雖然這種概率很低，但畢竟不夠合理。能不能改一下？

這種想法得到了朱總的極力贊成，這位一向身先士卒的女總師親自協(xié)調各個早已界限清晰的專業(yè)，硬是“雜交”出了一個集電源、轉換、溫控三者于一體的電路來，并且，給原來的“一大家子”分了家，各只加速度計分別配一塊電路，這樣一來，加速度計組合件就能夠完成任務要求，產品可靠度預計大幅提高，并在歷經多次驗證之后也終于換來了正樣件的順利投產。

“甭管怎么說，我們家的‘姐妹花’總算不辱使命，相繼成就了嫦娥三號、四號落月的歷史一刻，所以，一切都是值得的，這也讓我們對嫦娥著陸器后續(xù)的研制任務更有信心。”小黃目光中透著堅定。