“天問一號”著陸火星，背后有他們的付出
2021年5月15日，“天問一號”探測器成功著陸火星！
5月15日，執(zhí)行我國首次火星探測任務的“天問一號”探測器在火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)著陸，在火星上首次留下中國印跡，邁出了我國星際探測征程的重要一步。后續(xù)，祝融號火星車將依次開展對著陸點全局成像、自檢駛離著陸平臺并開展巡視探測。
火星探測器應急信標裝置研制團隊負責人、副總設計師、南京航空航天大學航天學院副院長王寅走出北京航天指揮控制中心的觀測現場時仍難掩激動和喜悅：“心情非常激動！在探測器著陸的時候，所有人都鼓掌擁抱！
中國首創(chuàng)“會打電話的黑匣子”
王寅所帶領的團隊研制的應急信標裝置能在“天問一號” 探測器非預期著陸時傳輸數據，就像是個“會打電話的黑匣子”。
王寅介紹說：“火星探測器信標裝置是世界上首個航天器應用的應急通信載荷，它的主要功能和飛機上的黑匣子相似，但是又有所區(qū)別。飛機上的黑匣子不能主動傳輸數據，只能發(fā)送一個定位的信號，用于被搜索。而信標裝置可以發(fā)送一些關鍵的數據和信號，被火星的環(huán)繞器接收，解讀其中的關鍵數據�！�
應急信標裝置要在“天問一號”著陸火星時抵抗高強度的沖擊，要能在火星零下一百三十度的環(huán)境下生存好幾天，在體積盡可能小的同時還要保持通信暢通，這是中國獨創(chuàng)的設計。
王寅說：“這是對研制團隊極大的技術挑戰(zhàn)。信標裝置測控系統(tǒng)的模塊和同類型的產品相比，重量上要求減小20倍以上。在這樣一個極小的空間里面，我們的東西做得越小就越難。這是一個結構、尺寸、材料相互組合和優(yōu)化的創(chuàng)新過程。結構的組成和配比就像炒菜一樣，鹽要放多少，油要放多少，調味品放得不同，做出來的味道也不一樣，信標也是。材料的特性選擇不同，材料的尺寸不同，最后它對于沖擊的吸收能力也是不一樣的。另外，保溫和抗沖擊是兩個相反的需求。要想保溫，材料就要比較柔軟，就像羽絨服一樣，非常軟但是不能抗沖擊。要想抗沖擊就需要堅硬的材料，但保溫性能就比較差。怎樣在這兩種需求中找到平衡點，是一件非常困難的事情�！�
在南航航天學院的實驗室里，記者見到了應急信標裝置的試驗件。它不到4公斤，像個精致的小保溫桶，在成型之前，經歷了無數次的更新迭代。
因為信念
電子系統(tǒng)是應急信標裝置的中樞神經，不能出一絲差錯。南京航空航天大學航天學院副教授王小濤就是負責這個“中樞神經系統(tǒng)”的主任設計師。從剛接到任務時的無所適從，到經過一次次失敗，終于在火柴盒大小的主板上實現了既定任務，王小濤說，他身上的這種韌勁是受到了火星探測器系統(tǒng)總指揮、總設計師顧問、南航航天學院院長葉培建院士的影響：
“我認為葉院士的信念比我們強大得多。19年初，他在我們整個火星項目團隊開的一個會上說了一句話，對我的影響非常深。當時開會的時候各個單機都是有些問題的，我在那兒聽的感覺也不是很好，就是要失敗的感覺。但是他最后說了一句話，特別強調的就是‘我們年初的時候一定要堅定信念，就是我們一定要成功。這樣，經過這一年的努力，我們才一定能成功�！�
要在不到兩年的時間里完成一個沒有可借鑒先例、一切從零開始的超高難度任務，看似不可能，但葉院士打下的這劑強心針讓這支平均年齡三十歲出頭的年輕團隊在面對困難，甚至是危險時仍然義無反顧。
高速沖擊實驗要用火炮發(fā)射信標，來模擬火星探測器異常著陸時的速度，保證信標在高速沖擊下內部結構不散架，安全完成信息傳輸任務。團隊負責人王寅說：“這個實驗整整做了一個月。炮管的口徑和信標的尺寸不匹配，為了解決這個問題，最后我們給信標做了一個外殼，再通過火炮發(fā)射出去。在離開火炮炮管以后，外殼和信標能夠脫離�！�
張子建透露，曾經有一次高速沖擊實驗著實讓他后怕，一直沒敢說出來：“當時要近距離拍攝，大家找了一個紙箱子在高速相機前擋著。有一次有個碎石一樣的東西反彈，打到相機支架的鎖扣上，一下子就把鎖扣打沒了。但是你還必須在那兒摁開關，它只記錄幾秒鐘的時間。害怕，真害怕呀！還是我上的，因為我負責。家里人都不知道，只有做實驗的那幾個人知道。”
決不帶著問題上天
離探測器轉運到海南的文昌航天發(fā)射場只有兩周左右的時間，絕大多數的測試都已經完成，就在應急信標裝置即將交付時，王寅面臨了一個重大抉擇。
王寅說：“在信標正式交付前，最后的幾次綜合測試時，還是在通信上發(fā)現了一個小的問題，就是傳輸的數據并不是很完整。由于數據是重復發(fā)送的，并不影響它的使用。當時想到的是，既然數據傳輸不完整，那么一定存在問題，不能夠帶著問題上天。但是如果推倒重來，那么后面還需要再次補充測試，留給我們的時間非常少。這在當時是一個非常困難的決定，最后還是決定把信標取回來重新檢測，把問題找出來。”
出現問題的是王小濤負責的電路系統(tǒng)。王小濤說：“當時我們連夜到北京去，到了賓館接近12點了，但是大家都沒有休息，直接動手去連接調試。結果測了一天一夜，總覺著它沒有問題，但是后來繼續(xù)測就發(fā)現和正常的不太一樣了�；氐侥暇┖罄^續(xù)變化條件反復測，每天都要測好多遍，最終找到了電磁兼容的一個關鍵地方。后來我們把通信的協(xié)議稍微修改了一下，就再也沒有出現問題了。當時感覺要趕不上這個趟了，大家確實很焦慮，時間太緊張了�！�
我愛我家，更愛國家
接手火星探測器項目就像登上了一列高速運行的火車，沒有到站就不會停下。當國家的特殊任務與個人的特殊時期產生沖突的時候，“小我”自動融入了“大我”。張子建的孩子出生時，他只看了一眼就匆匆離開。
他說：“在論方案正沒有頭緒的時候，我家這個小朋友出生了。凌晨4點去的醫(yī)院，第二天早上7點29分出生的。我是9點趕的火車，確實就看了一眼。沒辦法，其實那時候心里也著急，但那次是論方案，挺重要的，我負責的東西多，必須得去。老人都來了。不過我媳婦這人也挺大義的，心理上肯定是有些委屈，但是也理解�！�
應急信標裝置要滿足質量輕、強度高的航天性能要求，張子建試過了無數材料，但還是走進了死胡同。就在他一籌莫展時，同為大學教師的愛人給了他極大的幫助。張子建說：“我愛人董老師當時正好帶著學生在做一個重復式的吸能的材料，她用的是樹脂的。然后我說，這個材料不就正好嗎？既滿足了我們要求的力學性能，同時又滿足了重量性能，還是一個異性能，就是在這個方向上滿足強度，這個方向上吸能。最終去火星的就是她設計的這個結構材料。”
作為南航的骨干教師，王小濤在承擔應急信標裝置任務的同時，教學任務也咬牙扛了下來。為此，他只能犧牲休息時間，見縫插針地平衡兩邊的工作。新冠肺炎疫情期間要上網課，原先在黑板上寫的內容都要搬到幻燈片上來，相當于翻新了一遍課程。而擔心要出差，王小濤又錄制了一部分課程。為了保證錄音效果，他經常在夜里12點以后備課，到2點前后才能睡覺，第二天早上8點又準點出現在學校。
搞好后勤，帶好孩子，愛人常蓉蓉是王小濤的堅強后盾，她覺得能默默支持國家如此重大的項目也是一種光榮。女兒對爸爸也很崇拜，有一次學校要求小朋友們在班上讀一篇新聞，孩子就把爸爸做項目被報道的一篇新聞拿過去念，覺得特別自豪。
干驚天動地事
做薪火相傳人
王寅
團隊體現了愛國和奉獻精神
既然我們有機會參與到火星探測的任務當中，對我們來說既是榮譽也是一種責任，遇到了困難，不允許退縮。
王小濤
大家特別能吃苦，特別能戰(zhàn)斗
雖然一路磕磕絆絆，但是也伴隨著成長。特別地感激，畢竟這么多人付出了這么多的努力。這些都是人生特別寶貴的財富。
張子建
培養(yǎng)人才的過程更重要
讓學生在這個過程中得到培養(yǎng)和鍛煉，把這個狀態(tài)帶到新的單位，給國家輸送了人才。這樣一代一代地傳承下去，就形成了一個良性循環(huán)。
南航科研團隊的人才建設也是我國航天事業(yè)不斷發(fā)展的一個縮影，中國科學院國家空間科學中心“天問一號”有效載荷總設計師朱巖認為，航天事業(yè)靠的就是一種傳承：“技術是可以通過學習增長的，精神動力可能更重要。我才到空間中心的時候，我的導師，嫦娥一號有效載荷總師孫輝先老師當時就說過，航天界的一個普遍的說法，‘航天就是以成敗論英雄’。所以我們做事情都是如臨深淵、如履薄冰。搞航天工程和一般的科學實驗不一樣，科學實驗你做100次，有一次成功，那可能你就會有重大發(fā)現。但航天，可能你在地面實驗成功了99次，最后一次在天上失敗了，你的任務就失敗了。整個過程需要大家有高度的責任心�！�
在新的歷史方位下，航天精神正煥發(fā)出新的生機。中國空間科學學會理事長、科學家吳季說：“深空探測我們盡量選擇第一次，要去別人沒去過的地方。比如我們落月，嫦娥四號落在背面，人類第一次�；鹦鞘翘栂底罱咏厍虻囊活w行星，人類對它的研究也不夠，中國人從來也沒去過。但是我們去要跟別人不一樣，我們三步并一步走。第二個方面我們希望科學產出最大化，去的第一次的地方要有很好的目標，要有新的發(fā)現，從公益的角度來講，不光給中國人，還要給整個人類的知識帶來一些新的貢獻。”
記者手記
在采訪時，南航航天學院的王寅總師說團隊成員都是普通人，都有各自的煩惱，但在國家利益面前，每個人都選擇了犧牲個人利益。五一假期別人休閑娛樂，而王小濤教授卻覺得這是最好的科研時間。張子建教授表示要盡量多陪兒子時，用了“建立感情”這樣的字眼。中國科學院國家空間科學中心的朱巖總師清楚地記得110天這個數字，這是去年疫情期間他帶領的團隊在文昌航天發(fā)射場封閉測試的日子。
沒有隨隨便便的成功，只有踏踏實實的努力。愛國主義鑄魂、無私奉獻培根、嚴慎細實立基、自力更生為本……航天精神不是一句口號，是幾代中國航天人用行動集體書寫的強國信念！科學家吳季先生說得好，深空探測就是要去別人沒去過的地方。中國人走自己的路，終將走出大國自信，走向偉大復興�。ㄍㄓ崋T 林溪 周長城）