半个世纪前，苏联月球16号将101克月壤样本带回地球，这是人类历史上第一个实现月球无人自动取样并送回地球的探测器。整整50年后，在地球的东方，一群逐月追梦的华夏儿女，上演了一出月宫取宝、环月对接、太空投递的壮举。

自2011年嫦娥五号轨道器立项起，中国航天科技集团八院探月工程负责人张玉花就带领团队“白手起家”，展开了七年研制、三年贮存的攻坚之旅，这是她探月之路上经历时间最长、研制最为艰苦的一个航天器。

张玉花在载人航天干了18年，一纸调令来到探月，从嫦娥三号、嫦娥四号再到嫦娥五号，她一路走来，从无到有，带出了一个作风硬朗的探月队伍，一步一个脚印坚定地走向月球。

从方案论证到初样完成，张玉花和探月队伍在月球轨道首次无人交会对接、首次样品转移等一系列高超难度动作等关键技术上实现了突破，独特的抱爪机构对接、精巧的棘爪机构转移……他们，拼出了八院深空探测领域一片新天地。

奔跑在攻关路上无所畏惧

探月工程三期任务最引人瞩目的当属首次在38万公里之外的月球轨道上进行交会对接，将装有月壤的样品容器从上升器转移至返回器中。为了确保“抓得住，抱得紧，转得稳”的既定目标，精准可靠控制抱爪机构和转移机构是关键。

2011年，对接机构与样品转移分系统的研制拉开帷幕，团队成立之初只有8个人，号称八大金刚，轨道器副总师胡震宇分管对接与样品转移分系统的研发。虽然，在当时有载人航天工程对接机构的研制基础，但是探月三期的对接与样品转移机构，无论是功能还是性能都与异体同构周边式对接机构有很大差异，难度更大，精度和自主程度要求更高。

在方案确定之前团队非常纠结，探月项目状态复杂、继承性较弱，可参考的东西可以说只有“一页纸”，为了完成技术攻关，胡震宇就和时任对接与样品转移分系统主任设计师郑云青带领年轻的团队成员广泛调研国内外对接机构设计，开展了4种对接方案设计和9种转移方案设计，上升器“推”、轨道器“移”、返回器“拉”各3种。胡震宇介绍，通过多轮方案比较及关键技术攻关，最终确定了现在的抱爪式对接方案和连杆棘爪转移方案。

轨道器和上升器在环月轨道满足交会对接初始条件时，要求控制器在收到抓捕指令后1秒钟内控制抓捕机构完成抓捕，21秒内实现两器刚性连接。眨个眼的功夫就要完成对接？还是在38万公里外的月球？这可是创纪录、高难度的考验。

为验证方案样机的功能，团队提出了吊挂式对接试验方案。把方案“变现”却只有短短的几个月的时间了，没有捷径退路。回想那段“不舍昼夜”的阶段，起初是黑沉沉的夜，然后晨光微微明亮起来。初样研制两年半的时间，迭代设计了3连套图纸，研制了电性件、电测件、鉴定件等6大件。

印象深刻的是鉴定件的力学试验，产品润滑采用溅射二硫化钼，这种特殊的镀膜材料对湿度极度敏感。在上海的黄梅天，一场不懂休息的雨就可以使外部环境湿度达到90%以上。当时，振动厂房空调通宵轰鸣，50小时轮番上阵试验不停，就怕空调突然“罢工”，就怕试验后的运输遇到“雨神”眷顾。不眠不休不只是为了保证计划节点，更是为了呵护产品。

“当时我们最需要的是方便面和一个整夜的觉。”设计师刘洲回忆起那段岁月，只是云淡风轻地笑笑。如何突破一个个关键技术难题，如何从无到有建立起一套完备的对接与样品转移仿真系统与硬件测试系统，总结起来就是四个字，无所畏惧。对接与样品转移分系统现任主任设计师刘仲如是说。人力资源不够，就用加班充；地测设备不足，就自己研发；直至今日，已经没有任何困难可以阻挡他们的“孩子”在月球轨道大展风采。

来自心底冲上云霄的呐喊

嫦娥五号探测器任务要求极其复杂，对产品研制的各方面条件制约严重。就在研制初期，摆在团队面前最直接的困难就是重量和功耗紧张。对于一个航天器而言，重量好比黄金，功耗好比白银，减重以克计，降功以瓦算，这是一个让设计师谈之色变的永恒难题。

航天器的这些约束，让轨道器技术副总负责人李天义犯了难——这要求研制团队除了在舱体结构减重设计上想办法外，还要对传统航天器的电气系统分工和电子产品设计理念进行创新整合和优化。不破不立，李天义带领的综合电子研发团队经过十数轮论证，将原有分散在多个分系统中的能源管理与控制、火工品起爆控制等功能全部集成至数据管理的功能中，形成全新的综合电子分系统。集中攻关的强度太大，每天查阅资料整理报告重量可以用“吨”来计算，资料连起来可以绕地球一圈，“李总永远放不下的是老花镜，为了随时看报告。”团队调度杜善亮打趣说。

要实现电气功能的整合，打“破”原有的设计方法，就必须建立一套新的设计标准。包括一系列通用化的软硬件标准、接口标准，甚至建立一套全新的系统集成测试方法，摸索出一套全新与之匹配的产保方法。这难度不亚于将一个机器人“身体”保证不受损的基础上，将体内所有的骨骼血液拆碎重组，还要保证它“活蹦乱跳”，像金庸小说里最厉害的武林高手一般，“被一掌震破内脏心脉受损，但还能走能跳能听指挥”，当然小说里描写的这些不会真的发生于现实，但团队做的就是让它变成现实，打破常规的设计方略让资源统筹变可能，一体化设计让减重不再是难题，综合电子关键技术的攻关，让轨道器公共资源的利用率大大提升，身轻如燕的轨道器可以张开双臂踏上奔月之路。任务圆满完成的一瞬间，团队的每一个人都会从心底迸发出冲上云霄的呐喊。

厉兵秣马只为成功守候

2017年，轨道器团队厉兵秣马，却意外等来了贮存的消息——由于发射计划调整，探月三期任务推迟发射，轨道器随探测器总体转入贮存。2019年，经过一年的贮存，当轨道器团队再次整装待发时，却迎来第二次贮存的消息。面对两次发射推迟，整个探月团队沉默了，但沉默不意味着消沉，沉下心的是誓保成功的坚定信念。

既然为成功守候，那就逆流而上。在嫦娥五号副总设计师查学雷的带领下，整个团队对轨道器开展全面深入的寿命分析，确保各个产品设计验证到位、过程风险受控。在3年的贮存期间，嫦娥五号经历5次加电自检，用沉甸甸的数据证明轨道器功能性能没有下降；经历多次发射窗口的变更与飞行程序的更改，团队成员对于每一个可能的发射窗口进行设计复核，制定详细的方案，确保随时执行发射任务。

同事们还记得，轨道器总体主任设计师赵晨成天追着能源的专家请教咨询，不断推翻又重新建立计算模型，一再细化各个飞行阶段整器供电功率的时间轴，反复推演每个可能的发射窗口的飞行程序所需的能源需求，拿出一份份经得起推敲的供电方案，只为一个目标，能量平衡。团队每个人心里都有向往胜利的渴望，汇聚成砥砺前行的保成功力量，团队没有停止对任务的多维度思考，多层次的梳理，为的是成功。把状态控制做得严之又严，把飞控预案做得慎之又慎，把风险管控做得细之又细，已经扎根在每个人的心里；把操作测试做得稳妥可靠，把质量工作做得全面坚实，已经是每个人的标准。轨道器始终枕戈待旦，随时准备向月球进发。

“十年磨一剑、霜刃未曾试。”十年的积淀与努力让嫦娥展现一飞冲天的豪迈，迎来掷地有声的壮举。

作者：史博臻 王玓瑭

图：中国航天科技集团八院

编辑：张懿

责任编辑：戎兵

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