【琴嶼人物】我給火星探測(cè)器當(dāng)“傘兵”
向每一名科技工作者致敬
在繩子上打一個(gè)結(jié)
或者把繩子的一頭縫合成一個(gè)扣
在大力拉伸時(shí)
繩子會(huì)從哪里先斷開?
35歲的張麗東怎么也不會(huì)想到,自己有一天會(huì)和火星發(fā)生某種聯(lián)系。
以前火星似乎遙不可及,只出現(xiàn)在一些科幻電影里,現(xiàn)在卻常出現(xiàn)在自己的夢(mèng)里,還有自己經(jīng)常講述的繩索的故事里……
01
這段繩索,靜靜地躺在單位展示廳的展柜里,亮晶晶的白色看上去有蠶絲的質(zhì)感,如果不看說明,誰也不會(huì)想到它竟會(huì)與火星探測(cè)有關(guān)。
繩索標(biāo)注的名稱是“天問一號(hào)彈性繩索”,“規(guī)格:58mm用于著陸器陸地模擬耐沖擊試驗(yàn)”。
它的誕生,有一個(gè)傳奇般的經(jīng)歷……
2016年12月底,位于青島市的一家名為海麗雅的繩索研發(fā)企業(yè),接到了一個(gè)特殊的訂單:為“天問一號(hào)”探測(cè)器提供特種彈性繩索裝備,用于著陸器耐沖擊試驗(yàn)。
有著為蛟龍?zhí)栔圃焯胤N繩等經(jīng)驗(yàn)的海麗雅,雖然對(duì)這一任務(wù)很有信心,但仍然感到壓力山大,畢竟這又是公司技術(shù)研發(fā)的一項(xiàng)空白,“能不能成功”考驗(yàn)著公司的每一個(gè)人。
“火星繩”要面臨的考驗(yàn)是:在著陸過程中,減速傘打開的一瞬間和探測(cè)器著陸的一瞬間,對(duì)傘繩的沖擊力非常大,傳統(tǒng)繩索插接方式一旦耐受不住沖擊力,就會(huì)產(chǎn)生斷裂,探測(cè)器也將無法完成后續(xù)任務(wù)。
著陸器進(jìn)入火星大氣層的速度極高,超高速摩擦將產(chǎn)生上千攝氏度高溫,這對(duì)降落傘繩提出了極高要求,要確保探測(cè)器著陸階段的降落傘減速環(huán)節(jié)萬無一失。
02
接單!
海麗雅集團(tuán)迅速組建了骨干團(tuán)隊(duì),技術(shù)中心副主任張麗東是其中重要成員之一。
張麗東大學(xué)的專業(yè)就是高分子材料,進(jìn)入海麗雅研發(fā)繩索正是學(xué)以致用。
不過在普通人的印象中,很難將繩索與一些高科技項(xiàng)目聯(lián)系起來,身邊經(jīng)常會(huì)有朋友問:”就是繩子,有什么好研究的?“面對(duì)這種問題他總是淡淡一笑。
但這項(xiàng)艱巨的任務(wù)卻讓團(tuán)隊(duì)愁眉不展,大家難得露出點(diǎn)笑容。
七八個(gè)人參與這個(gè)項(xiàng)目,試驗(yàn)首先從挑選材料開始,要根據(jù)設(shè)計(jì)的強(qiáng)力、彈性等,從200多種材料里選擇合適的,有的材料強(qiáng)度夠但拉力小,有的材料正好相反,還有的材料強(qiáng)度和拉力都合適,但卻比重較大……
光是選擇材料就花費(fèi)了四五個(gè)月。
選出合適材料,還要經(jīng)過繩索后整理工藝等進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。有時(shí)感覺這次肯定能過關(guān),但往往經(jīng)對(duì)方試驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)還是“有瑕疵”。
常常遭遇“退貨”,大家都是毫無怨言。
張麗東說,“每人都很明白,航天對(duì)產(chǎn)品的合格率和成功率沒有99.9%,只有100%,必須達(dá)到完美!”
03
你最崩潰的瞬間是什么?
面對(duì)這個(gè)問題,張麗東笑著說:”其實(shí)過程中幾乎全程崩潰,每一次的小成功帶來的喜悅很快會(huì)消失,直到最后一次成功了才感覺解脫了!“
回憶起那段研發(fā)的日子,張麗東表示,加班是家常便飯,通宵工作也是常有的事,畢竟時(shí)間緊任務(wù)重,再苦再累在“為國(guó)爭(zhēng)光”面前也不值一提,大家都抱著“豁上了”的想法投入研發(fā)。
那兩年幾乎沒陪對(duì)象逛過街,也沒陪孩子出去玩過,每次的回復(fù)都是“以后補(bǔ)上”。
試驗(yàn)成功以后,研發(fā)團(tuán)隊(duì)還有車間的十一二個(gè)人,大家出去“扎扎實(shí)實(shí)”地喝了一頓,大家都說,那是兩年來吃得最香的一頓飯。
妻子也向張麗東表示了祝賀,但為防止他“翹尾巴”說得很含蓄:”真是想不到,繩子居然也能和國(guó)家大事聯(lián)系起來。“
04
等待。成功之后忐忑的等待。持續(xù)長(zhǎng)達(dá)近十個(gè)月的等待。
雖然繩索研發(fā)試驗(yàn)成功,傘繩與傘以及探測(cè)器鏈接的連接技術(shù)也不會(huì)出現(xiàn)問題,但天上沒傳來“成功”兩個(gè)字,理論上還是存在不確定性。
2020年7月23日,“天問一號(hào)”發(fā)射升空,成功進(jìn)入預(yù)定軌道,大家便開始了等待。
每個(gè)人都說“沒事,不用擔(dān)心”,但每個(gè)人的心都半懸著,這種緊張只存在于心里的小角落,表面上都若無其事。
2021年5月份,離著陸的日子越來越近了,這種等待終于要熬出頭了,但熬煎也隨之而來:
探測(cè)器從130多公里的高空進(jìn)入火星大氣,時(shí)速高達(dá)每秒5.9公里,要在短短7分鐘的時(shí)間內(nèi),將速度降至零才能實(shí)現(xiàn)安全著陸。這也是所有火星探測(cè)任務(wù)中技術(shù)難度最大、失敗概率最高的關(guān)鍵時(shí)刻,被稱為“黑色7分鐘”。
如果萬一出現(xiàn)點(diǎn)問題,會(huì)不會(huì)是因?yàn)槔K索連接技術(shù)呢?
火星是很多探測(cè)器的墳場(chǎng),也就是說它失敗率實(shí)在是太高了。
央視《面對(duì)面》節(jié)目曾專門做過一期節(jié)目,采訪了“天問一號(hào)”總設(shè)計(jì)師孫澤洲。
孫澤洲在節(jié)目里談到:專門為著陸失敗做了準(zhǔn)備。這次著陸系統(tǒng)還帶了一個(gè)信標(biāo)裝置,類似于飛機(jī)的黑匣子,我們考慮到如果沒有真正平穩(wěn)著陸到火星表面,比如撞擊的話,我們?cè)谝欢ǔ潭壬弦部梢钥窟@個(gè)信標(biāo)把進(jìn)入過程中關(guān)鍵的記錄數(shù)據(jù)傳回地面,便于我們對(duì)過程中的原因進(jìn)行分析。
2021年5月15日,好消息終于傳來:“天問一號(hào)”探測(cè)器在火星順利著陸,在火星上首次留下中國(guó)印跡,邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步!
成功了!
那一天,張麗東和團(tuán)隊(duì)成員們徹底放心了,喜悅的笑容一直掛在大家臉上……
05
在“天問一號(hào)”項(xiàng)目中,海麗雅是為“天問一號(hào)”提供著陸傘繩連接技術(shù)、特種彈性繩索裝備(用于著陸器耐沖擊試驗(yàn)),這兩項(xiàng)技術(shù)都是探測(cè)器進(jìn)入火星后安全著陸的核心環(huán)節(jié)。
繩索插接技術(shù)經(jīng)過了上萬次試驗(yàn),這項(xiàng)技術(shù)可以通俗理解為“自鎖技術(shù)”,當(dāng)受到的沖擊越大繩索的牢固度也越大,所以能最大限度確保繩纜在穿過“黑色七分鐘”后能安然無恙。
文章開頭的問題還記得嗎?在繩子上打一個(gè)結(jié),或者把繩子的一頭縫合成一個(gè)扣,在大力拉伸時(shí),繩子會(huì)從哪里先斷開?
張麗東給出的答案是:從打結(jié)處、縫合處。
“自鎖技術(shù)”的厲害之處就是解決了“連接處是薄弱點(diǎn)”的問題。到底是怎么解決的?張麗東的答案是:
保密!
06
上圖是張麗東微信的頭像,朋友們經(jīng)常問他:這是不是個(gè)火星人?手里拿著的是一把弓箭嗎?
在朋友們眼中,張麗東變成了一個(gè)“火星人”,還有人說他是火星探測(cè)器的“傘兵”。
至于頭像到底什么含義,張麗東說,其實(shí)就是“張”字。不過也真是挺像“火星人”的,就讓它代表一種神秘和未知吧,自己的任務(wù)就是為我們國(guó)家探索更多的神秘和未知,而做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
令張麗東自豪的是,因?yàn)檫@次研發(fā)“火星繩”的事,女兒對(duì)自己平添了許多崇拜,常對(duì)同學(xué)說:我爸爸是個(gè)科學(xué)家。
記者手記
近幾年,青島企業(yè)海麗雅不斷因科技新產(chǎn)品走進(jìn)青島人的視線。青島海麗雅始建于1922年,由生產(chǎn)女士扎頭繩起家,如今已發(fā)展成為以特種繩纜、應(yīng)急自救產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)等為主體的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。作為先后為中國(guó)海洋科考船“大洋一號(hào)”“科學(xué)”號(hào)、“雪龍”號(hào)、載人潛水器“蛟龍”號(hào)、大型飛船返回艙等國(guó)家重大科研項(xiàng)目定向研發(fā)特種繩纜的企業(yè)。
就火星探測(cè)而言,其中的科技含量不言而喻,這是我國(guó)綜合科研實(shí)力的有力證明,凝聚了無數(shù)卓越的科研成果,海麗雅只是“龐大機(jī)器”中的一個(gè)“齒輪”。
據(jù)報(bào)道,在青島,還有科研機(jī)構(gòu)貢獻(xiàn)了”火星力量“。青島科技大學(xué)作為參與火星探測(cè)任務(wù)的單位,為“天問一號(hào)”探測(cè)器精準(zhǔn)、安全地著陸提供技術(shù)護(hù)航。
張麗東們的科研之路,是無數(shù)科研工作者心懷國(guó)家、忘我工作的真實(shí)寫照。
剛剛過去的5月30日,是第五個(gè)全國(guó)科技工作者日。
“海斗一號(hào)”完成萬米海試,“奮斗者”號(hào)成功坐底,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面開通,“長(zhǎng)征五號(hào)”遙三運(yùn)載火箭成功發(fā)射,“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)首次實(shí)現(xiàn)千萬核心并行第一性原理計(jì)算模擬……
我國(guó)科技實(shí)力正在從量的積累邁向質(zhì)的飛躍、從點(diǎn)的突破邁向系統(tǒng)能力提升。創(chuàng)新成就的背后是廣大科技工作者不懼艱辛、攻堅(jiān)克難的努力。
向所有的科技工作者致敬!