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我给火星探测器当“伞兵”

2021-06-02 14:13 琴屿人物  

“向每一名科技工作者致敬”

在绳子上打一个结

或者把绳子的一头缝合成一个扣

在大力拉伸时

绳子会从哪里先断开?

35岁的张丽东怎么也不会想到,自己有一天会和火星发生某种联系。

以前火星似乎遥不可及,只出现在一些科幻电影里,现在却常出现在自己的梦里,还有自己经常讲述的绳索的故事里……

01

这段绳索,静静地躺在单位展示厅的展柜里,亮晶晶的白色看上去有蚕丝的质感,如果不看说明,谁也不会想到它竟会与火星探测有关。

绳索标注的名称是“天问一号弹性绳索”,“规格:58mm 用于着陆器陆地模拟耐冲击试验”。

它的诞生,有一个传奇般的经历……

2016年12月底,位于青岛市的一家名为海丽雅的绳索研发企业,接到了一个特殊的订单:为“天问一号”探测器提供特种弹性绳索装备,用于着陆器耐冲击试验。

有着为蛟龙号制造特种绳等经验的海丽雅,虽然对这一任务很有信心,但仍然感到压力山大,毕竟这又是公司技术研发的一项空白,“能不能成功”考验着公司的每一个人。

“火星绳”要面临的考验是:在着陆过程中,减速伞打开的一瞬间和探测器着陆的一瞬间,对伞绳的冲击力非常大,传统绳索插接方式一旦耐受不住冲击力,就会产生断裂,探测器也将无法完成后续任务。

着陆器进入火星大气层的速度极高,超高速摩擦将产生上千摄氏度高温,这对降落伞绳提出了极高要求,要确保探测器着陆阶段的降落伞减速环节万无一失。

02

接单!

海丽雅集团迅速组建了骨干团队,技术中心副主任张丽东是其中重要成员之一。

张丽东大学的专业就是高分子材料,进入海丽雅研发绳索正是学以致用。

不过在普通人的印象中,很难将绳索与一些高科技项目联系起来,身边经常会有朋友问:”就是绳子,有什么好研究的?“面对这种问题他总是淡淡一笑。

但这项艰巨的任务却让团队愁眉不展,大家难得露出点笑容。

七八个人参与这个项目,试验首先从挑选材料开始,要根据设计的强力、弹性等,从200多种材料里选择合适的,有的材料强度够但拉力小,有的材料正好相反,还有的材料强度和拉力都合适,但却比重较大……

光是选择材料就花费了四五个月。

选出合适材料,还要经过绳索后整理工艺等进行反复试验。有时感觉这次肯定能过关,但往往经对方试验之后发现还是“有瑕疵”。

常常遭遇“退货”,大家都是毫无怨言。

张丽东说,“每人都很明白,航天对产品的合格率和成功率没有99.9%,只有100%,必须达到完美!”

03

你最崩溃的瞬间是什么?

面对这个问题,张丽东笑着说:”其实过程中几乎全程崩溃,每一次的小成功带来的喜悦很快会消失,直到最后一次成功了才感觉解脱了!“

回忆起那段研发的日子,张丽东表示,加班是家常便饭,通宵工作也是常有的事,毕竟时间紧任务重,再苦再累在“为国争光”面前也不值一提,大家都抱着“豁上了”的想法投入研发。

那两年几乎没陪对象逛过街,也没陪孩子出去玩过,每次的回复都是“以后补上”。

试验成功以后,研发团队还有车间的十一二个人,大家出去“扎扎实实”地喝了一顿,大家都说,那是两年来吃得最香的一顿饭。

妻子也向张丽东表示了祝贺,但为防止他“翘尾巴”说得很含蓄:”真是想不到,绳子居然也能和国家大事联系起来。“

04

等待。成功之后忐忑的等待。持续长达近十个月的等待。

虽然绳索研发试验成功,伞绳与伞以及探测器链接的连接技术也不会出现问题,但天上没传来“成功”两个字,理论上还是存在不确定性。

2020年7月23日,“天问一号”发射升空,成功进入预定轨道,大家便开始了等待。

每个人都说“没事,不用担心”,但每个人的心都半悬着,这种紧张只存在于心里的小角落,表面上都若无其事。

2021年5月份,离着陆的日子越来越近了,这种等待终于要熬出头了,但熬煎也随之而来:

探测器从130多公里的高空进入火星大气,时速高达每秒5.9公里,要在短短7分钟的时间内,将速度降至零才能实现安全着陆。这也是所有火星探测任务中技术难度最大、失败概率最高的关键时刻,被称为“黑色7分钟”。

如果万一出现点问题,会不会是因为绳索连接技术呢?

火星是很多探测器的坟场,也就是说它失败率实在是太高了。

央视《面对面》节目曾专门做过一期节目,采访了“天问一号”总设计师孙泽洲。

孙泽洲在节目里谈到:专门为着陆失败做了准备。这次着陆系统还带了一个信标装置,类似于飞机的黑匣子,我们考虑到如果没有真正平稳着陆到火星表面,比如撞击的话,我们在一定程度上也可以靠这个信标把进入过程中关键的记录数据传回地面,便于我们对过程中的原因进行分析。

2021年5月15日,好消息终于传来:“天问一号”探测器在火星顺利着陆,在火星上首次留下中国印迹,迈出了我国星际探测征程的重要一步!

成功了!

那一天,张丽东和团队成员们彻底放心了,喜悦的笑容一直挂在大家脸上……

05

在“天问一号”项目中,海丽雅是为“天问一号”提供着陆伞绳连接技术、特种弹性绳索装备(用于着陆器耐冲击试验),这两项技术都是探测器进入火星后安全着陆的核心环节。

绳索插接技术经过了上万次试验,这项技术可以通俗理解为“自锁技术”,当受到的冲击越大绳索的牢固度也越大,所以能最大限度确保绳缆在穿过“黑色七分钟”后能安然无恙。

文章开头的问题还记得吗?在绳子上打一个结,或者把绳子的一头缝合成一个扣,在大力拉伸时,绳子会从哪里先断开?

张丽东给出的答案是:从打结处、缝合处。

“自锁技术”的厉害之处就是解决了“连接处是薄弱点”的问题。到底是怎么解决的?张丽东的答案是:

保密!

06

上图是张丽东微信的头像,朋友们经常问他:这是不是个火星人?手里拿着的是一把弓箭吗?

在朋友们眼中,张丽东变成了一个“火星人”,还有人说他是火星探测器的“伞兵”。

至于头像到底什么含义,张丽东说,其实就是“张”字。不过也真是挺像“火星人”的,就让它代表一种神秘和未知吧,自己的任务就是为我们国家探索更多的神秘和未知,而做出自己应有的贡献。

令张丽东自豪的是,因为这次研发“火星绳”的事,女儿对自己平添了许多崇拜,常对同学说:我爸爸是个科学家。

记者手记

近几年,青岛企业海丽雅不断因科技新产品走进青岛人的视线。青岛海丽雅始建于1922年,由生产女士扎头绳起家,如今已发展成为以特种绳缆、应急自救产品研发生产等为主体的国家高新技术企业。作为先后为中国海洋科考船“大洋一号”“科学”号、“雪龙”号、载人潜水器“蛟龙”号、大型飞船返回舱等国家重大科研项目定向研发特种绳缆的企业。

就火星探测而言,其中的科技含量不言而喻,这是我国综合科研实力的有力证明,凝聚了无数卓越的科研成果,海丽雅只是“庞大机器”中的一个“齿轮”。

据报道,在青岛,还有科研机构贡献了”火星力量“。青岛科技大学作为参与火星探测任务的单位,为“天问一号”探测器精准、安全地着陆提供技术护航。

张丽东们的科研之路,是无数科研工作者心怀国家、忘我工作的真实写照。

刚刚过去的5月30日,是第五个全国科技工作者日。

“海斗一号”完成万米海试,“奋斗者”号成功坐底,北斗卫星导航系统全面开通,“长征五号”遥三运载火箭成功发射,“神威·太湖之光”超级计算机首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟……

我国科技实力正在从量的积累迈向质的飞跃、从点的突破迈向系统能力提升。创新成就的背后是广大科技工作者不惧艰辛、攻坚克难的努力。

向所有的科技工作者致敬!

回看“天问一号”登陆火星 

视频来源:中国航天科技集团五院、八院联合制作

来源:琴屿人物(qinyurensu)

责任编辑:程雪涵

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