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航天科技集團五院梁常春:近十年青春奉獻給太空“百變神臂”

2021年4月29日,中國空間站天和核心艙發射升空!舉國歡騰。

航天科技集團五院梁常春:近十年青春奉獻給太空“百變神臂”

北京航天飛行控制中心内,一個瘦高個小夥子眉頭緊鎖,戴着耳麥,緊盯螢幕。天地互動,扣人心弦。随着空間站機械臂解鎖展開、在軌爬行以及艙外巡檢等任務成功執行,小夥子站起來與同僚激動相擁,熱淚盈眶。成功了!

航天科技集團五院梁常春:近十年青春奉獻給太空“百變神臂”

小夥子名叫梁常春,34歲,航天科技集團五院空間站機械臂控制系統主任設計師。近十年時間,他的青春都奉獻給了這隻太空“百變神臂”。

與航天結緣,是一個美麗的“意外”。從同濟大學碩士畢業前,梁常春陪同學參加中國航天科技集團的宣講會,被點燃了航天夢。

進入航天五院總體設計部後,梁常春很快就接到了一個“大單”——為嫦娥五号采樣機械臂安上“大腦”。航天産品重量限制嚴格,在“減重”同時,還要確定動作毫米級精細。這根釣魚竿般纖細的機械臂,給團隊出了大難題。

航天科技集團五院梁常春:近十年青春奉獻給太空“百變神臂”

沒有先例可循,梁常春一頭紮進實驗室,一年多時間,反複推倒、試驗,最終自己編寫MATLAB程式代碼幾千行,形成了空間機械臂控制算法的第一代SIMULINK模型庫。

機會,隻有一次!不容出錯。嫦娥五号落月後,完成月面任務的時間隻有48小時。

為了萬無一失,梁常春他們模拟月面環境,試驗了數百次,為所有能想到的故障都做出預案。不确定月壤密實度,他們就設定多種參數,讓這隻“手臂”根據觸感調整“力度”。深鑽、淺鑽、鏟土、挖土、夾土,約1.7公斤的“月宮特産”被封裝帶回。

挑戰沒有止境。

航天科技集團五院梁常春:近十年青春奉獻給太空“百變神臂”

2016年起,梁常春同步為中國空間站大型機械臂設計控制系統。這個“大力神臂”既要能搬運25噸大艙段,又要能快速動态抓捕懸停的飛行器。然而,運載火箭對機械臂尺寸有限制,輕量靈活與作業面全覆寫,成了一對沖突。

每天都在“頭腦風暴”,圖紙像雪片一樣,梁常春連做夢都是機械臂,家人說他已經“魔怔”了。終于有一天,團隊從畫圖的圓規得到靈感,為這隻機械臂設計兩隻腳(手)——末端執行器,一個大腦——中央控制器,還有7個關節,最真實地還原人類手臂。靠着設定在艙壁上的“腳印”(目标擴充卡),這隻展開有十多米長的手臂,甚至可以覆寫整艙地“爬行”。

航天科技集團五院梁常春:近十年青春奉獻給太空“百變神臂”

每次飛躍,都要經曆無數次推倒重來。梁常春說,“歸零”是最折磨人的,試驗中出現問題,他們必須尋根溯源,舉一反三,重新出發。航天科技領域,有一個詞叫“後牆不倒”,意為一定要在規定時間“攻克山頭”。是以,每一次“歸零”,都意味着加班加點、追趕進度。

航天科技集團五院梁常春:近十年青春奉獻給太空“百變神臂”

為了確定機械臂飛行程式萬無一失,關鍵飛行程式前後共易稿23版。梁常春經常推演程式到後半夜,顧不得回家,隻能由妻子承擔起照顧年幼孩子的重任。在他看來,航天工程容不得失敗和遺憾,“隻有完美的過程,才能促成完美的結果。”

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