论文部分内容阅读
2013年12月14日21时，“嫦娥三号”探测器变推力发动机开机，开始实施动力下降，探测器要经过主减速、快速调整、接近、悬停、避障和缓速下降6个阶段，直至在月球正面的虹湾以东地区着陆。
“这个过程时间只有十几分钟，就是靠着陆器的自导导航与控制飞行系统，它来完成这个自主的控制。一旦我们开始15公里往下走了，那我们就必须把这个路一直走到要落到月面，很多关键的环节都是一次性都是唯一的，就是开弓没有回头箭。”“嫦娥三号”探测器系统总设计师孙泽洲说。
11分钟之后，“嫦娥三号”探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆，这也标志我国成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。这11分钟，对于普通人来说，是极为短暂的，但是对于孙泽洲和他的团队来说，这是漫长的，一分钟似一年，所以当所有人拍手欢呼的时候，电视机里的孙泽洲以手捂脸，但是短短的几秒钟之后，他就红着眼圈又回到正常的工作状态。
毫无疑问，“嫦娥三号”成功落月给中国探索外太空计划注入了新的强心剂。对此，美联社的报道称：中国“嫦娥三号”登月成功，是人类近40年来首次使用探测器实现月球软着陆，中国也成为继美国和苏联之后第三个实现月球软着陆的国家。中国的太空计划让中国引以为豪，尽管中国的太空技术和经验还落后于美国和俄罗斯，但中国的太空计划在较短的时间内，已经取得了有条不紊的进展，未来10到20年内中国将成为美国和俄罗斯在太空领域的竞争者，而且某些方面可能会超过美国和俄罗斯……
“玉兔”不像兔子跑得快
嫦娥三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，“嫦娥三号”由着陆器和巡视探测器组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。
12月2日1时30分，西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭托举着“嫦娥三号”探测器成功进入地月转移轨道。
巡视探测器，大家都喜欢称其为月球车，而中国取名“玉兔号”。设计质量140千克，以太阳能为能源，能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境。月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力，并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。
“玉兔”在地面的动作主要由地面对它进行遥控操作，但“玉兔”自己具有自主导航、避障的功能。别以为“玉兔”真像兔子一样跑得快。这是它的任务决定的。首先要“看路”，月球上没人帮忙把路修好；其次要跟地面传输信息；还要按照工程目标和科学目标展开工作。检验它的不是速度，而是越障能力。地面实验走10公里没问题，在月球上要看实际情况了。
“身为探测器系统总设计师，能解释一下‘嫦娥三号’具体任务是什么吗？”
“整个‘嫦娥三号’探测器由着陆器和巡视器两部分组成，主要任务是两个：实施月面软着陆和实施在月面的巡视勘察运载火箭先将探测器运送到地月转移轨道。在这个过程中，需要进行1到3次中途修正。随后，探测器进行近月制动进入圆形轨道，并进一步调整为椭圆轨道，为后续动力下降段提供准备。此后，探测器将在飞行4、5天后，在近月点15公里处开始进入动力下降。下降过程持续12分钟左右，并最终实现‘嫦娥三号’探测器的月面软着陆。探测器包括着陆器和巡视器（月球车）。着陆后，探测器将择机释放月球车，着陆器开展就位探测，月球车开展巡视勘察。概括来说，任务成功的标志是：探测器安全着陆月面，巡视器成功转移到月面并行驶，着陆器和巡视器完成互拍并获得图像，即‘落下去，走起来’”。
虽然对于“嫦娥三号”完成任务的能力颇有信心，但是这一路上，还是有很多风险，在着陆器上，他们坚持创新，着陆器自主导航与控制。软着陆过程仅十几分钟，但决定着任务成败。核心的导航敏感器都是新研的，导航算法、软件都是自主创新完成设计的；着陆器推进剂方面，研制了我国在航天器上首次使用的变推力发动机。这是“嫦娥三号”最具代表性的部件之一；着陆缓冲机构，接近月面时发动机关机，是一个自由落体的过程。着陆能量要靠着陆缓冲机构吸收，从而保证整个探测器着陆的稳定性。但是产品状态比较新，设备和产品本身质量风险性相对成熟产品高，而最让人担心的是月球环境、地形地貌的不确定性，这也是“嫦娥三号”最大的风险。
早在“嫦娥三号”探测器成功进入地月转移轨道的当天，孙泽洲就表示：“虽然风险大，但我们还是有信心的。首先，新产品有新产品的好处。新产品在设计上，还是有基础的。并且，随着整个行业的质量管理水平的提高，新产品在初始设计的时候，某些设计环节考虑得会更充分一些，因此在设计上本身固有的可靠性也就会得到相应的保证。”
而事实也果真如预期那般完美，这也让孙泽洲和他的团队深深松了口气。
从“嫦娥一号”到“嫦娥三号”
作为探测器系统总设计师，43岁的孙泽洲显然还是一位年轻的科学家，但是和“嫦娥”在一起的日子却已经有了13载。
1992年，这个从南京航天大学电子工程专业毕业东北大男孩走进了中国空间技术研究院。年轻的他在接受采访时稚嫩地说，“小时候听老师讲起院士、科学家们的事迹，特别佩服他们，崇拜他们。没想到长大后，自己能够有幸和院士、科学家们一起奋斗，就感到一种发自内心的光荣。”谁也不曾想到，这个勤奋好学的大男孩只用了7年时间，就成为“资源1号”02星总体副主任设计师，分管测控和载荷，参与了卫星在巴西的测试，并负责飞控工作，那一年，他还未满30岁。
2000年的时候，“嫦娥”进入了为期三年的可行性论证阶段。在当时，不少专家经过讨论，绝大多数认可利用现有资源研制“嫦娥”。毕竟我国当年还没有正规的升空站，如果有的话探月工程就会容易很多。而利用现有的近地卫星研制资源和发射系统，意味着更大程度上的资源节省与合理利用，但这也给各个分系统的工作提出了很多难题。 此后，孙泽洲开始参与“嫦娥”的前期论证，负责星载测控论证工作。当“嫦娥”工程方案基本确定转入预发展阶段时，由于技术水平高超和协调能力出色，他被委派负责总体工作。“也正是因为这一年的工作，让我对‘嫦娥’有了更为系统和全面的了解。”孙泽洲说。
2004年，“嫦娥”研制队伍正式成立，孙泽洲被任命为副总设计师，协助总设计师叶培建负责总体工作，分管测控与数传、天线、机构与结构、热控、数管、供配电6个分系统。那时候，孙泽洲的压力很大。领导跟他分配任务的时候，心里特别没底。毕竟在过去研制资源一号卫星，有不少经验丰富的老同志指导着他干；“嫦娥”跟以前研制的卫星区别比较大这支研制队伍以年轻人为主，大家的经验都比较浅。
“整个‘嫦娥一号’卫星从立项，开始研制大概三年多的时间，这三年多的时间实际有三个阶段，但主要有两个，初样研制和正样研制，在这两个阶段我们也遇到很多困难，毕竟‘嫦娥’卫星是一个新的卫星，去完成一项咱们原来没做过的任务，所以会面临很多困难，应该说很多，就像在初样阶段，当时对于月食这个问题，卫星在一年寿命期间会遇到两次月食，因为在一开始方案论证阶段没有注意到这个问题，后来初样有了，要想办法解决它，对当时的我们来讲压力很大，怕对大方案有影响，这样后果就很严重了。”孙泽洲回忆说。
因为任务很新，大家都在摸索中前进，往往一个新方案提出来，就难免受到质疑。孙泽洲作为副总师，从总体的优化需求出发，对各个分系统的研制工作进行监督和协调。各个分系统的设计方案，由分系统的主任设计师负责制定完成，至于内部本身专业性很强的，主要是内部专家把关。而在前期摸索、设计的过程中，孙泽洲都会组织大家一起讨论，在智慧的碰撞中前进。在孙泽洲的带领下，大家在交流上，互相支持上做得很好。每个人能都尽可能地去了解系统环境，并尽可能地让别人认同这种了解，从而使很多棘手的问题得到了解决。
在整个研制过程中，孙泽洲一直注重借鉴国外的经验，结合“嫦娥”自身的特性进行分析。由于相关的数据不足，在设计时，孙泽洲提出了两点理念，一是要尽量降低模型的不确定性对系统的影响，二是要尽量地去认知环境。他要求大家“把实验做充分了，把环境认知对了，把整个工作过程验证好了”，像学生把知识牢牢地建构在脑海中一样，就不愁考试时拿不到高分。
最终，我国的首颗绕月人造卫星“嫦娥一号”于2007年10月24日18时05分在西昌卫星发射中心升空，先环绕地球转了5天，经过几次变轨进入地月转移轨道后，才奔向月球，从出发到进入月球工作轨道一共用了14天时间。
“感觉整个飞行过程，我们如同在梦中，虽然是在做这个，但是感觉像表演，很顺利，大家都很高兴，这是跟团队中每一个人辛苦地工作是分不开的。即使成功了，对于每项工作还是必须认真下去，需要很冷静地面对后续的工作。”孙泽洲说。
从“嫦娥一号”到“嫦娥三号”，孙泽洲又花费了好几年的心血，但是在这其中，一直离不开一个人的帮助，这个人就是中国航天器研制的学科带头人之一，中国绕月探测工程、卫星系统总指挥兼总设计师叶培建，“叶总对我来讲，就是良师益友，工作上，他像老师一样帮助我，指导我，把握大的方向；生活上，叶总就像父辈，像知心朋友一样，关心每一个人的生活。叶总有统帅的风范，把握大局，能够在比较复杂的因素中找出最重要的因素，果断决策，我觉得这一点确实是相当不容易，很幸运，人生的道路上有这样的导师。”
关于未来，孙泽洲说：“‘嫦娥’的里程碑意义，让每一个为它添砖加瓦的人都感到光荣。但航天是一个系统工程，个人不代表团队。大家志同道合是基础，然后就要扮演好各自的角色，加强凝聚力。以后的每一天都要以平常心朴素面对。”
责任编辑 吴军涛
“这个过程时间只有十几分钟，就是靠着陆器的自导导航与控制飞行系统，它来完成这个自主的控制。一旦我们开始15公里往下走了，那我们就必须把这个路一直走到要落到月面，很多关键的环节都是一次性都是唯一的，就是开弓没有回头箭。”“嫦娥三号”探测器系统总设计师孙泽洲说。
11分钟之后，“嫦娥三号”探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆，这也标志我国成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。这11分钟，对于普通人来说，是极为短暂的，但是对于孙泽洲和他的团队来说，这是漫长的，一分钟似一年，所以当所有人拍手欢呼的时候，电视机里的孙泽洲以手捂脸，但是短短的几秒钟之后，他就红着眼圈又回到正常的工作状态。
毫无疑问，“嫦娥三号”成功落月给中国探索外太空计划注入了新的强心剂。对此，美联社的报道称：中国“嫦娥三号”登月成功，是人类近40年来首次使用探测器实现月球软着陆，中国也成为继美国和苏联之后第三个实现月球软着陆的国家。中国的太空计划让中国引以为豪，尽管中国的太空技术和经验还落后于美国和俄罗斯，但中国的太空计划在较短的时间内，已经取得了有条不紊的进展，未来10到20年内中国将成为美国和俄罗斯在太空领域的竞争者，而且某些方面可能会超过美国和俄罗斯……
“玉兔”不像兔子跑得快
嫦娥三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，“嫦娥三号”由着陆器和巡视探测器组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。
12月2日1时30分，西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭托举着“嫦娥三号”探测器成功进入地月转移轨道。
巡视探测器，大家都喜欢称其为月球车，而中国取名“玉兔号”。设计质量140千克，以太阳能为能源，能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境。月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力，并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。
“玉兔”在地面的动作主要由地面对它进行遥控操作，但“玉兔”自己具有自主导航、避障的功能。别以为“玉兔”真像兔子一样跑得快。这是它的任务决定的。首先要“看路”，月球上没人帮忙把路修好；其次要跟地面传输信息；还要按照工程目标和科学目标展开工作。检验它的不是速度，而是越障能力。地面实验走10公里没问题，在月球上要看实际情况了。
“身为探测器系统总设计师，能解释一下‘嫦娥三号’具体任务是什么吗？”
“整个‘嫦娥三号’探测器由着陆器和巡视器两部分组成，主要任务是两个：实施月面软着陆和实施在月面的巡视勘察运载火箭先将探测器运送到地月转移轨道。在这个过程中，需要进行1到3次中途修正。随后，探测器进行近月制动进入圆形轨道，并进一步调整为椭圆轨道，为后续动力下降段提供准备。此后，探测器将在飞行4、5天后，在近月点15公里处开始进入动力下降。下降过程持续12分钟左右，并最终实现‘嫦娥三号’探测器的月面软着陆。探测器包括着陆器和巡视器（月球车）。着陆后，探测器将择机释放月球车，着陆器开展就位探测，月球车开展巡视勘察。概括来说，任务成功的标志是：探测器安全着陆月面，巡视器成功转移到月面并行驶，着陆器和巡视器完成互拍并获得图像，即‘落下去，走起来’”。
虽然对于“嫦娥三号”完成任务的能力颇有信心，但是这一路上，还是有很多风险，在着陆器上，他们坚持创新，着陆器自主导航与控制。软着陆过程仅十几分钟，但决定着任务成败。核心的导航敏感器都是新研的，导航算法、软件都是自主创新完成设计的；着陆器推进剂方面，研制了我国在航天器上首次使用的变推力发动机。这是“嫦娥三号”最具代表性的部件之一；着陆缓冲机构，接近月面时发动机关机，是一个自由落体的过程。着陆能量要靠着陆缓冲机构吸收，从而保证整个探测器着陆的稳定性。但是产品状态比较新，设备和产品本身质量风险性相对成熟产品高，而最让人担心的是月球环境、地形地貌的不确定性，这也是“嫦娥三号”最大的风险。
早在“嫦娥三号”探测器成功进入地月转移轨道的当天，孙泽洲就表示：“虽然风险大，但我们还是有信心的。首先，新产品有新产品的好处。新产品在设计上，还是有基础的。并且，随着整个行业的质量管理水平的提高，新产品在初始设计的时候，某些设计环节考虑得会更充分一些，因此在设计上本身固有的可靠性也就会得到相应的保证。”
而事实也果真如预期那般完美，这也让孙泽洲和他的团队深深松了口气。
从“嫦娥一号”到“嫦娥三号”
作为探测器系统总设计师，43岁的孙泽洲显然还是一位年轻的科学家，但是和“嫦娥”在一起的日子却已经有了13载。
1992年，这个从南京航天大学电子工程专业毕业东北大男孩走进了中国空间技术研究院。年轻的他在接受采访时稚嫩地说，“小时候听老师讲起院士、科学家们的事迹，特别佩服他们，崇拜他们。没想到长大后，自己能够有幸和院士、科学家们一起奋斗，就感到一种发自内心的光荣。”谁也不曾想到，这个勤奋好学的大男孩只用了7年时间，就成为“资源1号”02星总体副主任设计师，分管测控和载荷，参与了卫星在巴西的测试，并负责飞控工作，那一年，他还未满30岁。
2000年的时候，“嫦娥”进入了为期三年的可行性论证阶段。在当时，不少专家经过讨论，绝大多数认可利用现有资源研制“嫦娥”。毕竟我国当年还没有正规的升空站，如果有的话探月工程就会容易很多。而利用现有的近地卫星研制资源和发射系统，意味着更大程度上的资源节省与合理利用，但这也给各个分系统的工作提出了很多难题。 此后，孙泽洲开始参与“嫦娥”的前期论证，负责星载测控论证工作。当“嫦娥”工程方案基本确定转入预发展阶段时，由于技术水平高超和协调能力出色，他被委派负责总体工作。“也正是因为这一年的工作，让我对‘嫦娥’有了更为系统和全面的了解。”孙泽洲说。
2004年，“嫦娥”研制队伍正式成立，孙泽洲被任命为副总设计师，协助总设计师叶培建负责总体工作，分管测控与数传、天线、机构与结构、热控、数管、供配电6个分系统。那时候，孙泽洲的压力很大。领导跟他分配任务的时候，心里特别没底。毕竟在过去研制资源一号卫星，有不少经验丰富的老同志指导着他干；“嫦娥”跟以前研制的卫星区别比较大这支研制队伍以年轻人为主，大家的经验都比较浅。
“整个‘嫦娥一号’卫星从立项，开始研制大概三年多的时间，这三年多的时间实际有三个阶段，但主要有两个，初样研制和正样研制，在这两个阶段我们也遇到很多困难，毕竟‘嫦娥’卫星是一个新的卫星，去完成一项咱们原来没做过的任务，所以会面临很多困难，应该说很多，就像在初样阶段，当时对于月食这个问题，卫星在一年寿命期间会遇到两次月食，因为在一开始方案论证阶段没有注意到这个问题，后来初样有了，要想办法解决它，对当时的我们来讲压力很大，怕对大方案有影响，这样后果就很严重了。”孙泽洲回忆说。
因为任务很新，大家都在摸索中前进，往往一个新方案提出来，就难免受到质疑。孙泽洲作为副总师，从总体的优化需求出发，对各个分系统的研制工作进行监督和协调。各个分系统的设计方案，由分系统的主任设计师负责制定完成，至于内部本身专业性很强的，主要是内部专家把关。而在前期摸索、设计的过程中，孙泽洲都会组织大家一起讨论，在智慧的碰撞中前进。在孙泽洲的带领下，大家在交流上，互相支持上做得很好。每个人能都尽可能地去了解系统环境，并尽可能地让别人认同这种了解，从而使很多棘手的问题得到了解决。
在整个研制过程中，孙泽洲一直注重借鉴国外的经验，结合“嫦娥”自身的特性进行分析。由于相关的数据不足，在设计时，孙泽洲提出了两点理念，一是要尽量降低模型的不确定性对系统的影响，二是要尽量地去认知环境。他要求大家“把实验做充分了，把环境认知对了，把整个工作过程验证好了”，像学生把知识牢牢地建构在脑海中一样，就不愁考试时拿不到高分。
最终，我国的首颗绕月人造卫星“嫦娥一号”于2007年10月24日18时05分在西昌卫星发射中心升空，先环绕地球转了5天，经过几次变轨进入地月转移轨道后，才奔向月球，从出发到进入月球工作轨道一共用了14天时间。
“感觉整个飞行过程，我们如同在梦中，虽然是在做这个，但是感觉像表演，很顺利，大家都很高兴，这是跟团队中每一个人辛苦地工作是分不开的。即使成功了，对于每项工作还是必须认真下去，需要很冷静地面对后续的工作。”孙泽洲说。
从“嫦娥一号”到“嫦娥三号”，孙泽洲又花费了好几年的心血，但是在这其中，一直离不开一个人的帮助，这个人就是中国航天器研制的学科带头人之一，中国绕月探测工程、卫星系统总指挥兼总设计师叶培建，“叶总对我来讲，就是良师益友，工作上，他像老师一样帮助我，指导我，把握大的方向；生活上，叶总就像父辈，像知心朋友一样，关心每一个人的生活。叶总有统帅的风范，把握大局，能够在比较复杂的因素中找出最重要的因素，果断决策，我觉得这一点确实是相当不容易，很幸运，人生的道路上有这样的导师。”
关于未来，孙泽洲说：“‘嫦娥’的里程碑意义，让每一个为它添砖加瓦的人都感到光荣。但航天是一个系统工程，个人不代表团队。大家志同道合是基础，然后就要扮演好各自的角色，加强凝聚力。以后的每一天都要以平常心朴素面对。”
责任编辑 吴军涛