“天問一號”探測器重約5噸，由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，共搭載13種有效載荷，帶著“環(huán)繞、著陸、巡視”三項使命奔向火星。在長達9個多月的時間里，火星環(huán)繞器將扮演“太空出租車”、“芭蕾舞伴”等角色，為將著陸器這個“特殊乘客”安全準(zhǔn)時送達火星，它練就了強大的“展開”本領(lǐng)。

從“0”到“1”的淬煉

2017年1月5日23時18分，伴隨著通信技術(shù)試驗衛(wèi)星二號太陽翼在軌成功展開，上海航天八院812所承擔(dān)的衛(wèi)星太陽翼水平展開試驗技術(shù)首次實現(xiàn)在軌成功驗證。成功的背后，正是812所多年來致力于空間機構(gòu)裝配、展開、測試技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)，具備了太陽翼、天線、伸展臂等典型機構(gòu)產(chǎn)品的整星級裝配、展開、測試的軟硬件技術(shù)和能力。

時間倒回到2013年6月，當(dāng)時國內(nèi)尚沒有太陽翼在軌水平展開試驗成功的案例。“年輕人要保持對技術(shù)的敏感性，若能把平時吃飯、休息的時間都用到思考技術(shù)問題上，那么技術(shù)突破就快了”，812所總工藝師李志慧經(jīng)常鼓勵年輕的后輩們。

初生牛犢不怕虎，面對未知領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和全新試驗方法帶來的技術(shù)風(fēng)險，812所年輕的研發(fā)團隊查閱了檔案室內(nèi)所有與太陽翼設(shè)計、裝配、展開、測試的設(shè)計、工藝、工裝圖紙等文件資料，走訪了國內(nèi)多位從事機構(gòu)展開測試的高校專家，對國內(nèi)外現(xiàn)有展開測試方法逐項進行研究論證，編制了數(shù)十份方案論證報告、仿真計算報告，逐步掌握了該技術(shù)的研究脈絡(luò)。

在進行初樣星整星級試驗時，團隊發(fā)現(xiàn)前后兩次展開試驗時間差異較大，而且某一側(cè)的太陽翼鉸鏈無法有效鎖定。“新技術(shù)研究不可能是一帆風(fēng)順的，從哪里倒下，就從哪里爬起來”，型號兩總的鼓勵給了研究人員極大的支持。經(jīng)過反復(fù)觀看對比論證，團隊發(fā)現(xiàn)機構(gòu)初始懸掛高度過高、懸掛質(zhì)量質(zhì)心偏差過大、導(dǎo)軌摩擦力過大是導(dǎo)致試驗問題的關(guān)鍵。

最難啃的骨頭還是單點配平精度對太陽翼鎖定性能的影響，團隊采用控制變量法對15個關(guān)鍵參數(shù)進行量化控制，先后開展了300余次的摸底試驗，一次又一次地推倒重來，一次又一次地自我否定，經(jīng)過數(shù)十輪對方案的反復(fù)迭代，終于摸索出了一種“采用多點、多自由度配重懸掛”的方法，有效解決了配平精度對太陽翼鎖定性能的影響，將重力平衡精度控制在幾克級，相比傳統(tǒng)的展開方式，精度提高了幾十克級，更加真實地模擬衛(wèi)星在軌展開過程，在空間機構(gòu)展開測試領(lǐng)域取得了突破性進展，為接下來承擔(dān)火星環(huán)繞器的展開試驗任務(wù)奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

從“1”到“N”的升華

火星環(huán)繞器安裝有太陽翼、定向天線等共計7大類活動部件，上海航天八院812所承擔(dān)了其中6大部件的整星級展開試驗任務(wù)。

面對展開機構(gòu)種類繁多、運動軌跡復(fù)雜、技術(shù)難度大、力平衡精度高、任務(wù)節(jié)點緊張等困難，衛(wèi)星展開團隊敢肯硬骨頭，沉下心來深入研究，經(jīng)過多輪方案迭代，并邀請專家集中研討，最終僅用兩周時間便完成了器上所有機構(gòu)的展開方案設(shè)計。特別是器上安裝的大口徑大質(zhì)量定向天線，該天線口徑約2.5m、重量約80kg、展開過程為三維運動，這些產(chǎn)品特性均對天線裝調(diào)精度保證、展開運動模擬、運動主動跟隨及重力平衡精度等提出了前所未有的挑戰(zhàn)。展開專業(yè)工藝師侯鵬帶領(lǐng)團隊人員日夜奮戰(zhàn)，研究定向天線特性，展開運動學(xué)分析，設(shè)計吊掛裝置、分析誤差等，圓滿完成了定向天線地面展開試驗任務(wù)。

火星環(huán)繞器涉及到的展開機構(gòu)多、研制單位多、狀態(tài)流程多，型號主任工藝師張則梅對外主動加強與各研制單位的技術(shù)溝通協(xié)調(diào)，對內(nèi)積極組織策劃機構(gòu)展開相關(guān)工作。在團隊的共同努力下，812所分別于2017年7月、2019年3月圓滿完成了火星環(huán)繞器初樣、正樣6大部件的展開試驗任務(wù)。

天問一號的成功發(fā)射離不開中國航天人默默地付出，一道道難關(guān)地攻破也離不開中國航天人的智慧和奮斗，是他們奏出的華美樂章讓火星環(huán)繞器的舞姿顯得分外妖嬈!(侯鵬)

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