为“嫦娥奔月”提供最可靠的加速度测量

中国航天科工三院33所加速度计组合助力“嫦娥”探测器“奔月”

“瞧咱这对姐妹花，姐姐表现好，妹妹更棒！”这两天，如果你听到中国航天科工三院33所加速度计组合研制团队（以下简称研制团队）的设计师小黄和别人这么聊天，可千万别误以为这是在夸孩子。他说的是刚刚完成飞天壮举的嫦娥四号用的加速度计组合。

在他和团队成员眼中，那两个其貌不扬的黑盒子就是让人忍不住大赞一番的“姐妹花”。“姐姐”2013年跟随嫦娥三号成功落月，“深居简出”的“妹妹”这次终于大显身手，为嫦娥四号的成功着陆保驾护航。

“从2008年年底开始研制，到2018年年底收获成功，这10年的付出没有白费。”这是研制团队人员共同的心声。

为嫦娥提供最可靠的加速度测量

1月11日下午，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器工作正常，在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍……标志着嫦娥四号任务圆满成功。至此，中国探月工程取得“五战五捷”。鲜为人知的是，在搭载“玉兔”飞向月宫的嫦娥四号上，有着这样一个关键的“组合”——高精度加速度计组合（以下简称组合），它一路承担保驾护航的重要使命，在此次探月任务中以完美的表现再立新功。

此次安装于嫦娥四号上的组合来自中国航天科工三院33所，其核心部件石英挠性加速度计可谓功勋神器，以国内首屈一指的产品性能，先后助力神舟系列飞船的11次飞行任务和嫦娥三号的飞行任务，连战连捷。

在此次飞行任务中，该组合主要承担三大使命，分别用于在地月转移变轨控制、环月轨道保持控制和动力下降三大阶段测量整器飞行的加速度，从而控制整器的速度变化，以实现精确的变轨控制和平稳、准确的着陆控制。

相比嫦娥三号用的组合“姐姐”，此次上天的产品“妹妹”在轨飞行时间更长，为了能够给嫦娥四号的飞行提供接近100%的可靠表现，研制团队大胆尝试，采用了独特的冗余设计方案。该方案的复杂性一度给研制工作带来了极大的挑战，但凭借着33所在惯性技术领域50余年的技术积淀和研制团队的不懈努力，一系列创新成果相继得到应用，使得各种问题最终都迎刃而解。

另外，研制团队还有一项创举，那就是根据需要打破了单位内部已经明确的专业界限，为核心器件加速度计打造了一个“杂交版”的配套电路，使得多个测量单元从“一大家子”变成“分家单过”，即使某一个出了状况，也不会影响到其他几个，从而大大提高了可靠性。此外，研制团队还在外型设计、标定方法设计等方面作了大量开创性的工作，使得一个在成本、体积、重量、功耗方面都具有极大优势的产品最终成为了嫦娥四号值得信赖的组成部分。

十年守护只为“嫦娥奔月”

2008年年底，正当大家忙着为各项任务扫尾的时候，一纸任务书放在了中国航天科工三院33所主任设计师老莫的桌上——要为月球着陆器配套研制加速度计组合。

当看到任务书上的明确要求时，在场人员无不既兴奋又紧张。“这是一个只有理论，却至今没人敢去触碰的工程方案，因为太复杂了，实现起来难度极大！”该所加速度计组合技术总负责人朱总深感问题的棘手。

可硬骨头毕竟得啃。团队在“两总”（总指挥和总师）的带领下，大胆革新思路，一系列新的尝试收到了奇效。10年以后，已经担任该项目总指挥的老莫回想当时的景象时表示：团队士气高昂，充满必胜的信念。

曾经在“神舟八号”任务中承担标定方法设计的小黄再次被征调担当主力，这次他将面临更加难缠的标定方法设计。“这个产品实在是特殊，根本没有可供借鉴的先例。”小黄决定自行设计标定方法，在经过深入的思考和反复的尝试后，他终于克服了难题，成功找到了解决方法，仅这一种方法就申请了4项专利。

随着团队的调整，“神舟八号”以来各型飞船用高精度加速度计组合设计师小于加入进来，担任主任设计师；拥有多年工程技术经验并以认真细致著称的小张加入进来，负责众多繁杂的测试验证；工程设计多面手小谢加入进来，负责可靠性设计……团队的技术实力不断增强，这都在产品上反映得淋漓尽致，不仅能满足可靠性设计要求，而且在成本、体积、重量、功耗方面都具有极大的优势。

如果一定要问研制进程中哪个阶段最痛苦，大家会毫不犹豫地说：两次大改，尤其是第一次。

第一次大改发生在设计初期。按照常规设计思路装配出的产品让小黄看着很闹心——蜘蛛网一样的线束窝在各个测试单元之间。而且，只要电源模块、转换电路、温控电路任意一个出问题，加速度计有可能就被“株连”了，虽然这种概率很低，但毕竟不够合理。能不能改一下？

这种想法得到了朱总的极力赞成，这位一向身先士卒的女总师亲自协调各个早已界限清晰的专业，硬是“杂交”出了一个集电源、转换、温控三者于一体的电路来，并且，给原来的“一大家子”分了家，各只加速度计分别配一块电路，这样一来，加速度计组合件就能够完成任务要求，产品可靠度预计大幅提高，并在历经多次验证之后也终于换来了正样件的顺利投产。

“甭管怎么说，我们家的‘姐妹花’总算不辱使命，相继成就了嫦娥三号、四号落月的历史一刻，所以，一切都是值得的，这也让我们对嫦娥着陆器后续的研制任务更有信心。”小黄目光中透着坚定。