航天科技集团八院812所：从“0”到“1”再到“N”

仙仙

“天问一号”火星探测器主要由环绕器和着陆器组成，共搭载13种有效载荷，带着“环绕、着陆、巡视”三项使命奔向火星。在长达7个多月的时间里，火星环绕器将扮演“太空出租车”“芭蕾舞伴”等角色。


火星环绕器安装有太阳翼、定向天线等七大类活动部件，航天科技集团八院812所承担了其中六大部件的整星级展开试验任务，为将着陆器这个“特殊乘客”安全、准时送达火星提供了强大助力。


从“0”到“1”的淬炼


2017年1月5日，伴随着通信技术试验卫星二号太阳翼在轨成功展开，812所承担的卫星太阳翼水平展开试验技术首次实现在轨成功验证。


近年来，812所一直致力于空间机构装配、展开、测试技术领域的研发，具备了太阳翼、天线、伸展臂等典型机构产品的整星级装配、展开、测试的软硬件技术和能力。


时间拨回到2013年6月，当时国内还没有太阳翼在轨水平展开试验成功的案例。“年轻人要保持对技术的敏感性，若能把平时吃饭、休息的时间都用到思考技术问题上，那么技术突破就快了。”812所总工艺师李志慧经常鼓励年轻的后辈们。


在进行初样星整星级试验时，团队发现前后两次展开试验时间差异较大，而且某一侧的太阳翼铰链无法有效锁定。“新技术研究不可能一帆风顺，从哪里倒下，就从哪里爬起来”，给了研究人员极大的支持和强劲的动力。


最难啃的骨头是单点配平精度对太阳翼锁定性能的影响，团队采用控制变量法对关键参数进行量化控制，先后开展了300余次摸底试验，一次又一次推倒重来，一次又一次自我否定。经过数十轮的方案迭代，团队终于摸索出了一种“采用多点、多自由度配重悬挂”的方法，有效解决了配平精度对太阳翼锁定性能的影响，将重力平衡精度控制在几克级。相比传统的展开方式，该方法大幅提升了精度，更加真实地模拟出卫星在轨展开过程，在空间机构展开测试领域取得了突破性进展，为接下来承担火星环绕器的展开试验任务奠定了坚实的技术基础。


从“1”到“N”的升华


面对展开机构种类繁多、运动轨迹复杂、技术难度大、力平衡精度高、任务节点紧张等困难，卫星展开团队敢啃硬骨头，沉下心来深入研究，经过多轮方案迭代并邀请专家集中研讨，最终仅用两周时间便完成了器上所有机构的展开方案设计。


特别是器上安装的大口径大质量定向天线，口径约2.5米，重量约80公斤，展开过程为三维运动。这些产品特性均对天线装调精度保证、展开运动模拟、运动主动跟随及重力平衡精度等提出了前所未有的挑战，难度很大。


展开专业工艺师带领团队人员日夜奋战，研究定向天线特性，展开运动学分析，设计吊挂装置、分析误差等，圆满完成了定向天线地面展开试验任务。


火星环绕器涉及的展开机构多、研制单位多、状态流程多，型号主任工艺师张则梅对外主动加强与各研制单位的技术沟通协调，对内积极组织策划机构展开相关工作。在团队的共同努力下，812所分别于2017年7月、2019年3月圆满完成了火星环绕器初样、正样六大部件的展开试验任务。


“天问一号”的成功发射离不开航天人的默默付出，一道道难关的攻破也离不开航天人的智慧和奋斗。他们奏出的华美乐章，让火星环绕器的舞姿显得分外美丽。