编者按: “嫦娥奔月”是中华民族久远的梦想。从“嫦娥工程”2004年立项至今仅3年多,我国广大科技工作者就以自己的勤劳、智慧和严谨让“嫦娥奔月”从梦想变成现实,其投入之少,见效之快,水平之高,都是世界罕见的。
我国首次探月工程的圆满成功,标志着我国已经独立自主地全面掌握了绕月飞行技术,这是继人造地球卫星、载人航天取得成功之后我国航天事业发展又一座新的里程碑。
“嫦娥奔月”是怎么实现的?今天,绕月探测工程总指挥栾恩杰、绕月探测工程总设计师孙家栋联合为本报撰文,为我们讲述探月工程的不平凡之路。
月球探测是我国首次开展对地球以外天体的直接探测,是创新性的重大工程,较之以往的人造地球卫星和航天飞行技术跨度很大,是我们从未涉及的全新领域,极具创新性、挑战性和风险性。
怎样在我国现有的技术水平和有限的经费条件下,实施复杂的多学科、高技术集成的创新工程?怎样选择正确的技术路线使科学目标通过工程的实施变成现实?这是我们在探月工程伊始首先要回答的问题。
技术路线:立足最成熟的技术
探月工程是世界高科技领域的前沿项目,要想把握主动权只有依靠自主创新。中国航天已经有了50多年的技术、经验、人才和基础设施的丰厚积累,我们完全有条件充分继承和利用现有的技术和能力,在此基础上集中兵力攻克关键技术,化战略上的劣势为战术上的优势;再以战术上的成功,稳操战略全局的胜券。
从这个前提出发,我们反复梳理、分析了现有的资源和能力,确定了一条被实践证明是十分正确的技术路线,简单地说,就是用最成熟的技术、最可靠的性能和最低的成本,实现原始创新和集成式创新,完成中国首次月球探测任务。
绕月工程中探测卫星、运载火箭、发射场、测量控制、地面应用等五大系统的组成,在这五大系统的方案确定中充分体现了这条技术路线。
嫦娥一号卫星的平台,选择了我国东方红三号通信卫星的公用平台,当时该平台成功地用于7颗国产通信卫星。运载火箭选择了长征三号甲火箭,到探月工程立项时,火箭发射了8次。发射场选择了西昌卫星发射中心,从1984年1月起,该中心发射国内外卫星35次,已是技术、设施、经验都十分成熟的发射场。测控任务则由航天测控网和天文观测网联合承担,二者配合可以满足嫦娥一号卫星的测控要求。地面应用系统是个全新的系统,我们提出了“有限目标,有所创新,以图为主,兼顾其他”的主导思想。
经过权衡以后提出的这条技术路线,立足于降低风险和工程的可靠,在各系统的适应性改进中大力推进集成创新和原始创新,突破并掌握了一大批具有自主知识产权的核心技术和关键技术,把深空探测的主动权牢牢地掌握在自己手里,其中许多成果达到了国际先进水平。
组织协调:绕月探测领导小组决策指挥
探月工程有着完整严密的体系,通过这套体系的工程化运行,把系统总体的研制要求和技术指标,逐步分解为成千上万个任务参与者的具体工作,大家目标清晰、步调一致,众人的工作成果最终支撑了工程整体目标的实现。
绕月工程领导小组作为决策机构负责工程全局、重大阶段和重大问题的决策,是工程协调稳步推进的有力保证。
领导小组下设“两总”系统,即工程总指挥和工程总设计师,形成统一、协调的指挥体系。月球探测工程中心作为领导小组办公室,负责落实领导小组决策。
五大分系统是探月工程技术层面的执行机构,各系统也设立总指挥和总设计师,向上一级“两总”负责。
为工程服务的技术体系、计划体系、质量体系、人才体系等等,都依各自在工程整体中的功能而无痕地嵌入工程大系统。随着工程的运行,各个体系有机地融合于大系统中产生作用。
全国共有200多个研究院(所)、基地、高等院校、工厂,1万余人直接承担了工程的研制、建设、试验等任务。
完善配套的工程体系及体系的工程化运行,有效地保证了探月工程首发任务高标准、高质量、高效率地完成。
文化建设:“五句话理念”和“四大作风”
探月工程是一个多层次的、动态的、开放的且互为联系的工程系统,各系统相互关联、相互作用,任何一个微小层面的不协调都可能影响整个工程的成败。
要想统一千军万马探月工程大军的步伐,首先要统一思想,而思想统一的实质是文化的认同。我们在工程中始终不渝地推行五句话理念:“成功是硬道理”、“使命高于一切,责任重于泰山”、“团结协作是成功的保证”、“细节决定成败”、“全过程零缺陷”;始终不渝地坚持发扬四大作风:工作指标不降,反复检查不烦,出了问题不推,手头工作不拖;始终不渝地贯彻执行四条质量要求:加强基础建设,突破关键技术,严格全过程管理,确保完成任务。
文化认同释放的能量是显现的、巨大的。在我们的队伍里,每个人都为共同目标而奋斗,每个人都为整个工程做贡献,每个人的节奏都与工程的步调相一致。
工程主线:嫦娥一号卫星
在研制阶段,我们综合探月工程的特点,确定把嫦娥一号卫星的研制作为工程的主线,各个系统都围绕这条主线开展工作,和主线对接。
运载火箭是成熟的火箭,没有模样、初样这些研制阶段,但是它必须按照卫星的研制进度开展自身的工作,参与卫星各个阶段的试验;星上有效载荷的研制,要按卫星的进度交付、安装、测试;测发控系统也要以卫星的进度,安排相应的各项技术完善和阶段性的评定。在发射阶段,我们又确立以飞控系统为主线,一切按飞行控制既定的程序进行,一旦出现意外,则执行既定的预案。由于抓住了主线,千头万绪的复杂协调变得简明顺捷。卫星做到了精确变轨,在地月转移轨道上,减少了变轨次数,节省了燃料;飞控系统把轨道控制精度由1.7%提高到3%。,实现了对距地40万千米飞行器的精密控制,事先拟定的应急预案,一条也没用上。
工程节奏:五大系统就像节拍明快的乐曲
探月工程各系统发扬“有困难共同克服,有问题共同商量,有余量共同掌握,有风险共同承!钡木,积极开展技术、管理、进度等方面的交底和握手协作。在明晰的行为规范下,航天测控网和天文观测网一起为卫星远距离测控提供了精确的数据;各系统通力合作,为飞行控制等重大事件制定了详细的方案。
我们在探月工程中准确把握工程发展的节奏和脉络,把前一步作为后一步的基础,使后一步延伸前一步的成果,一浪接一浪地向工程的最终目标推近。探月工程历经四年,每年一个阶段,就像节拍明快的乐曲,奏响了节节高的成功凯歌。
通过卓有成效的协调,探月工程队伍“万众一星”高举中华牌,形成了既有独立意志,又有统一领导;既有分兵作战,又有协同攻关;既有局部独立、闭合,又有整体融合、开放的和谐局面。
工程管理:“过程跟踪”、“节点控制”和“里程碑考核”
在探月工程运行中,工程的管理必须是跟踪的、动态的。领导者要在千变万化的情态下掌握真实的信息、进行科学的判断,作出正确的决策,离不开三条要津:“过程跟踪”、“节点控制”和“里程碑考核”。
遇到问题,我们反对当“回头干部”(汇报时回头问下级),经常去一线了解情况。近4年时间里,我们跑遍了承担任务的各个主要单位,避免了技术官僚的倾向。
节点控制,相当于学生的阶段考试。每个分系统完成后,都要全面审定它的指标和质量情况,达标者放行,未达标者要“补考”。工程就是以这些量变的积累达到质变的飞跃。
里程碑考核,指的是前一阶段向后一阶段升级时进行的考核,考核的是它对整个工程目标接近的程度。
“过程跟踪”、“节点控制”和“里程碑考核”并不仅仅是工程最高管理者的事,它们已渗进了各级管理者的工作日程。探月工程依靠各级动态的、跟踪的、主动的管理,做到了最大限度地消除各种隐患。
质量建造:指标有依据、设计有规范、验证有标准、过程零缺陷
质量是设计进去、生产出来、验证表现、运行实现的。在探月工程中我们构建了“质量建造”体系,并贯彻到工程实践中,突破并掌握了一大批具有自主知识产权的核心技术和关键技术,保证了产品和系统的高质量高可靠。
“质量建造”最基本的要素就是指标有依据、设计有规范、验证有标准,必须做到全过程零缺陷。
“质量建造”离不开高素质的人才队伍。在探月工程中,老一代航天科技工作者精心指导工程的顶层规划和设计,中青年业务骨干勇挑重担,涌现了一大批年轻有为的深空探测技术人才、科学人才和重大工程的管理人才。
“质量建造”不能喊在嘴上、贴在墙上、写在文件上,而要落实在行动上。我们还开展了大量质量“举一反三”的活动,经常对照发生在别的单位、别人身上的问题,检查自己的不足,借助外力苦练内功,做到了变事后处理为事前预防,变被动整治为主动改进。
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