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，以實現精確的變軌控制和平穩、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，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，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舉，那就是根據需要打破了單位內部已經明確的專業界限，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。

第一次大改發生在設計初期。按照常規設計思路裝配出的產品讓小黃看著很鬧心——蜘蛛網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調各個早已界限清晰的專業，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的研制任務更有信心。”小黃目光中透著堅定。