“花小钱办大事”，精打细算铺就嫦娥五号探月之路_风闻
科工力量-观察者网原创视频栏目-欢迎关注“科工力量”微博、微信公众号2020-12-07 10:01
// 作者 | 陈辰
“风雷动，旌旗奋，是人寰。三十八年过去，弹指一挥间。可上九天揽月，可下五洋捉鳖，谈笑凯歌还。世上无难事，只要肯登攀。”
毛泽东——《水调歌头·重上井冈山》
自嫦娥五号发射升空后，中国探月工程正在紧锣密鼓进行，目前已进入月球采样返回地球的状态。
12月2日22时，经过约19小时月面工作，嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样。这是我国首次实现地外天体的采样与封装。
12月3日23时10分，嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟，成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。
在完成采样任务上升起飞前，嫦娥五号着陆器携带的一面五星红旗在月面成功展开。这是我国在月球表面首次实现国旗“独立展示”。
另外，如果加上嫦娥三号与玉兔号月球车互拍实现国旗首次亮相月球，以及嫦娥四号首次将国旗带向月背后，中国国旗已在月球表面展示三次。
但是，与嫦娥三号、嫦娥四号以及玉兔月球车上的国旗采用喷涂方式不同，嫦娥五号探测器“闪亮登场”的国旗，是一面真正的“织物版”旗帜。
国旗代表一个国家的尊严和荣誉，中国航天人无疑正将国家荣誉在月球上不断升维。而在这背后，有着一系列艰苦卓绝的付出与奉献故事。
01
旗开得胜
经过数年攻关、各地辗转，当看到国旗在月球上实现从“静若处子”到“动若脱兔”时，航天科工所属航天三江红峰公司主管工艺师黄敏既激动自豪，也深知其中不易。
对他们来说，这次研制月面国旗展示系统不仅一切都是从零开始，而且面临着一系列巨大的技术难题，比如国旗材料、颜色、重量、火工品、扭簧及展示形式等等。
然而，在国家利益面前，一向要强不服输的黄敏没有退缩。
**嫦娥五号的国旗展示系统主要由月面国旗、压紧释放装置、展开机构三部分组成。**其中红峰公司主要承担展开机构机加件的加工制作。
根据工程组制定的方案，**国旗展示系统的终极任务是“旗开得胜”，即国旗能顺利展开，并且打开之后不变形。**具体而言，整套系统在折叠状态下长约半米多，随嫦娥五号着陆月球后接收指令解锁打开。
但国旗登月的前提是：系统足够轻，几十个零件想方设法“变苗条”。
在时间节点紧急、没有任何产品借鉴情况下，黄敏只能一个个“想破脑袋”去做。
比如国旗的“旗杆”顶端有一个空心球，重量要小到极致。黄敏把脑门拍疼时，突然从女儿那个浑然一体的扭蛋玩具获得灵感。
不过，**在空心球中间的合成部分加工螺纹，难度相当于在头发丝上做微雕。**由于需要经过大量的精细计算，黄敏立即找到公司车工沟通，商讨设计制作的各种问题。
在缺乏此类加工经验情况下，黄敏心里也没多少把握。但没想到，这个零件后来竟然制作成功了，不仅顺利通过多项测试考验，而且获得了发明专利。
此外，在火箭发射、探测器运行过程中，要确保国旗“安全”也是一个巨大难题。
**“那是国家的脸面，我们必须要保证它一尘不染。”**而要确保“旗杆”耐异常温度，基座“零变形”、旗面“无污染”，黄敏认为，密封圈至关重要。
于是，她与设计师对产品结构进行优化，经过反复试验成功解决了问题。
但地球上的试验解决了，月球上的怎么办？黄敏接着又设计出一套试验装置来模拟月球重力，成功验证了系统在月球时的展开情况。
对于航天人来说，一旦有紧急情况，必须整装待发。
有一次黄敏正在加班，但接到电话后连夜赶到武汉，然后又在连续三天中，争分夺秒、跨越几千里，没好好吃一顿饭，只为“盯梢”零部件达标和加快进程。
02
披星戴月
从2011年立项论证开始，航天科技集团八院嫦娥五号探测器系统轨道器总体副主任设计师禹志，经历了制定方案、研制初样、生产正样，一直到进入发射场后所有阶段的研制工作。
在这个过程中，看着嫦娥五号探测器从无到有，从报告变成图纸再成为实物，禹志心中充盈喜悦。
11月17日，是器箭组合体转运的重要日子。经历了7年研制、3年贮存，嫦娥五号即将发射时，禹志说，“那种心情就像女儿出嫁一般。”
其实禹志确实有一个聪明漂亮的女儿，不过才6岁。这次他在基地连续工作了140多天，期间女儿多次问：爸爸在发射场做什么，什么时候回来？
**“爸爸正在修建一架通往月球的天梯，等通过这座天梯，把月球上的土带回地球的时候，爸爸也就回家了。”**禹志这样回答。
在嫦娥五号的“四件套”中，禹志负责的轨道器就像一辆太空“摆渡车”，其运转关系到嫦娥五号任务全部11个阶段中的8个阶段，即探测器月球自动采样的往返全运输过程。
为圆满完成任务，嫦娥五号的轨道器必须实现**“重量轻，连得紧，分得开，抓得住，转得过，回得来”**。
由于这个型号比较特殊，国内相关机构便合力攻坚：北京航天五院负责抓总研制，上海方面负责完成总装和测试，然后再运往北京参加试验。
因此，禹志和同事们经常在上海、北京两地来回奔波，有时在北京参加试验，一待就是三五个月。
回到上海后，同样也时常有大量工作要紧急处理，于是加班加点、披星戴月成了他们的“家常便饭”。不少同事年纪轻轻就满头白发，被笑称为型号研制“操碎了心”。
新冠疫情给工程带来了很大挑战，交通、工作进度等方面都受到了严重影响。
为保证项目正常运转，即便在疫情最严重时，禹志和同事们仍坚持多次乘坐班车赶往北京，一坐就是18个小时，一待至少一周。
今年6月，正值工程繁忙阶段，北京疫情突然严重。但禹志等人组织精兵强将20余人逆行而上，最终保证了型号顺利出厂。
紧接着，试验队全体队员又在发射场连续奋战140余天，完成了轨道器的全部设置，组成“四器”组合体并与运载火箭完成了对接。经过各项测试，轨道器状态良好。
03
负重前行
在海南文昌航天发射场，发射平台上“中国探月工程”的标志图案，充满东方意韵，格外吸引目光。有记者问：这是谁的脚印？
“这是我们中国航天人的脚印啊！”笑容甜美的孙振莲自豪地说。作为长征五号火箭发射支持系统型号主管，33岁的她和小伙伴们一直奔跑“在路上”。
此前，长征五号系列火箭的地面设备一次配套、多次使用，发射后需要时间进行检修和更新工作。比如遥一、遥二火箭的恢复周期都是90多天。
但由于文昌发射场今年执行3次发射任务，这次任务流程2个月，留给地面恢复的周期只有1个多月。
按照之前的经验，将时间缩短两个月，几乎是不可能的任务。
不对，在航天人的词典中，没有“不可能”。孙振莲坚定信念：必须提升地面发射支持系统短期快速恢复能力，探索出一套流程优化的模式。
于是，她带领队伍按照发射场技术流程，结合地面发射支持系统产品及海南极端天气特点，把工作项目、资源、人员细化到小时，最终将恢复周期压缩为35天。
受疫情影响，今年工程推进期间资源、人员协调难度加大。于是，火箭地面恢复团队经过千方百计努力，终于在发射前把全部资源协调到现场。
在长征五号成功发射的第二天，副总师贺建华就组织团队开始进行设备恢复工作。全体工作人员迎难而上、全力以赴，克服了多重困难。
其中，很多工作只能在室外进行，而海南时常出现烈日、台风和暴雨。为了拼进度，防热涂层修复人员在不影响其他系统工作的前提下，白天插空干，晚上连续加班干。
在室内开展恢复工作，更是给团队带来了极大挑战。
当发射场501厂房停电检修时，由于没有空调，厂房温度近40度，湿度超过90%。一个个工作人员的衣服都湿透了，甚至被盐浸得白花花一片。
此外，孙振莲透露，支承臂主管设计人员徐铮患有肾结石，受疫情影响没人能及时替换。他靠着吃止痛片扛过了一次次病情发作，直到完成工作才去医院就诊。
目前，在极短时间内，发射支持系统的队员们完成了规定项目的恢复更换工作。其中很多人已在靶场待了10个多月，没有回过家。
孙振莲认为，在这个和平年代，爱岗敬业就是航天人家国情怀的最好体现，每个平凡人的努力也能变成推动国家进步的力量。
04
生死坚守
“魂牵梦绕，醒着、睡着脑子里都是火箭”。作为我国唯一一位参与所有现役捆绑型运载火箭研制全过程的特级技能人才，59岁的崔蕴参与总装过的火箭已有70多发。
然而，面对直径大了近一倍、95％都是新技术的长征五号火箭，过去总装传统火箭所采用的工具和装配方式已经完全不能满足需求。
整体上，长征五号火箭箭体上有5万多个零部件，螺钉数目更是巨大，而且品种繁多、装配要求不一，任何一个微小的安装失误都可能导致火箭发射失败。
例如，长征五号的燃料储箱体积增大，贮箱壁使用了全新的工艺和材料，壁厚最薄的地方只有2毫米。
如果把一个贮箱等比缩小到鸡蛋大小，其厚度只有鸡蛋壳的十万分之四。在装配时严禁触碰，无疑大大增加了装配难度。
另一方面，总装大直径火箭，国内也没有任何经验可以借鉴，无异于摸着石头过河。
就在科研人员一筹莫展时，崔蕴凭借几十年来对火箭各系统的性能了解和知识积累，提出所有人都意想不到的办法：“只有旋转才能解决这个问题。”
不过，想要让一个重达20吨的庞然大物“滚转”起来，着实困难。
整整两个月时间，崔蕴带领团队经过上百次实验，无数次修改图纸和方案，才最终攻克大直径火箭装配的关键难题。
此后，技术人员在地面就可以进行各项装配工序，而且升级的装配技术实现多人多点同时操作。这推动总装工作效率提高了两到三倍。
通过技术和管理上的大胆创新，崔蕴带领团队有效保证了长征五号火箭的出厂时间节点，使嫦娥五号得以顺利升空。
然而，从事火箭制造30多年，崔蕴也曾数次与死神擦肩而过。
比如1990年7月，我国首枚“长二捆”火箭准备在西昌发射。就在千钧一发之际，火箭四个助推器的氧化剂输送管路上的密封圈忽然出现泄漏，崔蕴义无反顾地冲进抢险现场。
在红色“毒气”（四氧化二氮）弥漫下，他仍在舱内连续工作近一个小时，之后被送到医院时肺部已75％烧伤、生命垂危。医生用10倍于常人的解毒剂量、多次抢救，才让崔蕴活了过来。
在“长二捆”火箭成功发射当天，带着氧气瓶的崔蕴被护士抬到医院楼顶。听着火箭发射的轰鸣声，他的眼泪止不住地往下掉。这眼泪，或许也为他一名壮烈牺牲的亲密队友。
05
精打细算
由于有长征系列火箭的“摆渡”，嫦娥系列月球探测器才实现了一步一个“脚印”。而这都有赖于中国航天科研战线的自主创新。
但在浩大的探月工程面前，人们不免会想到，这势必花了不少钱。可事实是如此吗？
国家航天局探月与航天工程中心主管王正伟曾表示，“从零开始做起的嫦娥一号工程，仅花了北京一两公里地铁的价格。嫦娥四号花的跟修一公里地铁差不多。”
王正伟主要负责项目的财务和工程审计工作。虽然他没有透露具体价格，但以北京16号线为例，2016年开建，每公里造价12亿元。
由此大致推断，嫦娥四号的投入成本约在12亿上下。鉴于嫦娥五号的复杂程度提升不小，投入费用也将相应增加。
显而易见，与国外动辄数亿美元的探测器相比，嫦娥工程的性价比极高，再次彰显出“花小钱办大事”的中国特色。
而在关于嫦娥工程的少有发言中，王正伟不离嘴的词就是“精打细算”。
虽然他体型微胖、脸上还比较“青春”，但头发已现斑白，同时装束非常简朴，衣服素色、手上无任何饰品。
在项目经费管理方面，王正伟强调，“我们注重节约成本，通过科学计算、科学管理，把每一分钱都花在刀刃上，并通过技术创新谋求效益最大化。”
比如，为保证探月工程进展顺利，嫦娥一号备份二号，嫦娥三号备份四号。按照常规，嫦娥一号和三号发射成功后，如果备份不用就只能放进库房。
但为了避免资源浪费，中国航天对嫦娥二号和四号进行重新论证、调整任务目标，在总经费不超支情况下圆满完成了任务，并获得丰硕成果。
举个例子，2014年，嫦娥三号圆满完成任务后，国防科工局牵头组织开展了嫦娥四号任务实施方案调整的论证工作，最终确定月球背面软着陆和巡视探测的总体方案。
另外，嫦娥5T，即嫦娥五号探路的再入返回试验器，在立项时计划做两次飞行试验，结果一次搞定。
后来经过工程总体充分论证，工程领导小组慎重决策：不再进行第二次试验。于是，节省下来的经费用到后续任务中，有效提高了经费使用效率。
王正伟表示，探月工程是体现中国力量的一件大事，但并不意味着在经费使用上粗放无度。送嫦娥上天、采月壤返回，我们时刻谨记着：以“精打细算”铺就探月之路。
06
满天星火
在中国探月这项万众瞩目的任务中，除了“旗开得胜”的黄敏，“披星戴月”的禹志，“负重前行”的孙振莲，“生死坚守”的崔蕴，“精打细算”的王正伟，其实还有一众科研工作者在默默耕耘。
或许他们很多人互不相识、天各一方，但都在为中国自古就有的月球梦，而共同艰苦奋斗、大力协同及勇攀高峰。
历经长途跋涉，这些中国航天人风尘仆仆地走来，在征服星辰大海的路上，留下了一串长长的脚印。
参与为嫦娥五号探测器打造“心脏”的兰晓辉，是上世纪80年代的大学生。那时“梦想”这个词还不流行，他们都怀着“为国家做点事”的朴素理想。
1985年，火箭专家龙乐豪带领团队，提出了新一代“大火箭”的构想。这个大火箭，后来被命名为长征五号火箭，也就是现在的“胖五”。
后来，龙乐豪成为了中国首次探月工程的设计、见证和参与者。11月24日，白发苍苍的他再次来到文昌航天发射场，为“胖五”和“嫦娥”加油。
对中国航天人来说，时间在流逝，也在历史见证中传承。
比如在发射场厂房办公室，一名白发苍苍的院士问道：“小伙子，马上发射了，心情紧张吗？”“我们有信心，我们准备好了！”
1985年出生的发射场工程师于鹏，是为“胖五”点火的“金手指”。在他和同事们努力下，这次嫦娥五号发射任务的测试流程，比之前缩短了整整2天。
此外，在文昌发射场指控大厅，“80后”胡旭东指挥着本次任务数百个岗位的上千名工作人员。他自嘲地说：“我应该算这整个大厅里年龄比较大的了。
如今，被中国航天人戏称为“父子配、祖孙配”的人才梯次配置结构已经重组。
他们中既有德高望重的科技大家，技艺精湛的技能大师，也有一大批朝气蓬勃的青年骨干。
回溯过往，中国的探月故事，是由几代航天人所共同书写，并且汇编成中华民族的奔月新传奇。而在这背后，离不开满天星火般的航天人用自己的方式默默托举。
这次奔月的长征五号+嫦娥五号，寓意“十分完美”。对此，孙振莲还说出一句铿锵的话，“航天文化最终沉淀为航天人的集体人格，而中国航天人走出的路，也将会成为中华民族要走的路。”