80后工程师张艳丽：打造嫦娥四号月球车的“幕后功臣”

李蕊娟

张艳丽正在检测设备

   从小就想“与星星亲密对话”

张艳丽1981年出生在上海一个知识分子家庭。由于父母都是天文爱好者，她经常向他们询问有关月球的问题。比如，“月亮为什么会发光？”爸妈告诉她：“月球和地球一样都是由恒星碎片汇聚而成，表面布满了由陨石撞击形成的环形山。其实月亮本身并不会发光，只反射太阳光。”

爸爸还说：“月球绕着地球公转的同时，其特殊引力吸引着地球上的水，与其共同运动，形成了潮汐。”小艳丽听了似懂非懂。父亲又进一步解释说：“地球很久很久以前，昼夜温差较大，温度在水的沸点与凝点之间，不宜人类居住。然而由于月球的特殊影响，对地球海水的引力减慢了地球自转和公转速度，使地球自转和公转周期趋向合理，帶给了我们宝贵的四季，减小了温差，从而开始适宜人类居住。”小艳丽觉得很有趣！

读5年级时，在父母熏陶下，张艳丽就积累了丰富的天文知识。出现在小学自然课本上的四季星图，成了张艳丽的启蒙老师。读中学时，她便拿着爸爸送的一副天文望远镜，仰望星空，按图索骥。自此，沉迷其中。

为了观星，她和爸妈常常需要跑到荒凉偏远的郊外，因为夜晚环境越黑越有利于观测。一次，为了观察“月食”，全家人甚至不远千里来到新疆，不曾想，当日白天阳光灿烂，晚上却是乌云密布，最终并未如愿观测。对此，张艳丽直呼遗憾。

月球车

有一次，张艳丽和爸妈还观测过狮子座流星雨。半夜爬山4个小时，最令他们惊喜的是，看到密密麻麻满天的星星。“至今都未再看到如此之大的流星雨爆发，平均每分钟有3～4颗星星划过星空，就像下雨一样。”

那时，张艳丽的梦想是成为一名天文学家，坐在紫金山天文台那样的地方，“每天和星星亲密对话”。或者成为一名宇航员，登上月球探险，看看上面是不是有山川河流，有没有外星人在那里生活。

后来张艳丽被哈尔滨工业大学录取，学的是机电专业，离登月梦虽然很遥远，但总算沾了点边。因为无论卫星、飞船或载人航天器、空间站，都离不开最核心的电机。从本科到研究生，张艳丽的成绩一直非常优异，获得过很多荣誉和奖学金，这让她的父母颇感欣慰。

      为研制“月球车”险些流产

2006年，作为学院的优秀毕业生，张艳丽顺利进入大名鼎鼎的中国电子科技集团某研究所，从事航天电机研发工作。

由于张艳丽是个有点小资情调的女子，平时又爱看《瑞丽》《女人装》之类的时尚刊物，她在穿衣打扮上非常讲究。上班第一天，当她化着精致的淡妆，穿着一套时装去单位报到时，立刻就成了研究所里的“新闻人物”。有人当场开玩笑说：“这女神不像搞科研的，倒像个时装模特。”一位师姐赶忙把艳丽拉到一边悄悄地说：“我的大小姐，你怎么能把自己打扮成这样！你应该穿休闲装或运动服之类的，以后绝对不能再穿高跟鞋了，最好穿运动鞋！不然怎么搬电机呢？”

后来经那位师姐解释后张艳丽才明白，原来做航天电机的研发工作，从产品的设计、加工、生产、检测到售后服务、技术支持，这其中一旦出现任何问题，都是设计工程师的事情。因此，他们在办公室待的时间是很少的，经常会“泡”在车间工作。

也许是给领导留下的第一印象是“不太靠谱”，很长一段时间张艳丽竟没接到什么研究课题。而和她同时上班的男同学，设计的导弹电机都已经快发射了。这让向来心高气傲的张艳丽非常郁闷。但她并没有因此灰心丧气，而是“泡”在车间里，跟着老师傅认真研究每一道工艺、每一道工序。功夫不负有心人，2007年，张艳丽终于接到了一个大任务，设计用于弹道导弹的特种电机。当她苦战4个月突破技术瓶颈，最终圆满完成这个研究项目后，同事们不由得对她刮目相看。

由于专业技能拔尖，2009年，张艳丽竟接到了为月球车设计电机的任务，28岁的她做梦都没想到，领导会放心地交给自己如此重任。这是每一个从事这份事业的人都梦寐以求的科研项目！

对于月球车来说，电机堪称“核心中的核心”。所里当时的计划是设计3款不同的电机。在研究方案阶段，张艳丽却大胆提出异议，认为通过设计和工艺改进，完全可以把3款不同的电机合成一款。这无疑是一个很大的挑战。但通过充分的分析论证，她的方案最终被采纳应用。张艳丽说：“这样可以节省近70%的研制费用。”

但她需要克服的困难也非常大。“因为月球表面的环境非常复杂，要经受高低温差300多摄氏度的考验。还有，月球车的原材料可能会在使用过程中释放一些污染物，因此需要基于很多的实验建立模型，并通过模型分析如何减少它的放射性。这些过程都非常繁杂。”

张艳丽说，凡是航天产品，设计时都讲究“轻巧”二字，这是因为每重一克，发射上天的燃料就要多用一分。在此之前，我国这个规格的电机从来没有经受过高低温如此悬殊的恶劣环境，这意味着设计师需要从无到有，设计一个能够经受超大幅度温度变化的微小电机。

然而，就在这个节骨眼上，张艳丽却突发状况：经常呕吐。原来她怀孕了！在一次做实验的时候，甚至出现了大出血！得知情况，她丈夫吓坏了，建议她马上放下手头的工作，住院治疗。爸妈也心急如焚地告诉她：“保住孩子要紧，千万不能再出任何差错了！”最初性格大大咧咧的张艳丽还不以为然，觉得吃点药就没事了。没想到医生也向她发出警告：“必须休息静养，不然就有流产的危险。”

张艳丽这才害怕了，孩子毕竟是夫妻俩爱情的结晶，再说如果万一发生意外，向双方父母都没法交代。当时她非常纠结。月球车项目毕竟凝结了自己很多心血，就像是她的另一个“孩子”。经过一天一夜的思考，张艳丽一咬牙，出人意料地决定不放弃！

就这样，她一直坚持上班直到宝宝出生的前一周。由于长期加班加点地工作疲劳过度，加上营养不良，后来孩子早产了，又瘦又小。值得庆幸的是，小家伙很健康。

2013年12月15日那一天，“玉兔”号月球车完美实现了在月球上软着陆。中国成为世界上第三个实现月面软着陆的国家。在月球车着陆的那一刻，张艳丽激动极了，眼泪夺眶而出。有关专家说，“嫦娥三号”成功登月，标志着中国航天用微特电机打破了国外的禁运，突破了月面环境生存和工作的关键技术，实现了自主配套。

      人類首次实现月球背面软着陆，她是“幕后功臣”

月球车项目完成之后，张艳丽成为研究所里唯一一个连续8年没有进行过“技术归零”的设计师。她解释说，“技术归零”是指产品在用户使用阶段，出现任何问题都要从头开始查起，直到找到故障原因。对工程师来说，这无疑是一个艰苦的挑战。

此后，张艳丽和团队一起，又开始了“嫦娥四号”月球车的打造工作。其主要任务是接着“嫦娥三号”着陆月球表面，继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。张艳丽说，由于月球自转公转周期相同，因此月球永远有一面一直背对地球，这让那里探测难度更大、科研价值也更高。

但其中的难度，要比上次大得多。因为月球正面有较为宽阔的平原，着陆相对容易一些。而月球背面的地形则更为复杂，陨石坑更多，地势更陡峭，为了不撞到峭壁，将采取近乎垂直的着陆方式。针对更为严酷的月球背面环境，“玉兔二号”也在其前任“玉兔号”基础上经过“魔鬼式升级”，在性能上有了极大提升。

另外，“嫦娥三号”在月夜的时候是不能工作的，而“玉兔二号”则凭借同位素温差发电与热电综合利用技术，在月夜的情况下还能做一些测量的工作。

在质量管理上，比航天标准更严格的是“张艳丽标准”。有一次，她发现有个电机虽然已经通过全部仪器设备审核，各项指标完全符合要求，但她却当众宣布电机报废，必须拆掉重做！张艳丽说：“这些线圈没有按规定缠绕，偷懒了！”原来，按照设计，这个电机的每一根铜线都应该由底部的小孔缠绕到定子上，但工人却先在转子上缠绕几圈，再从底部穿过，这样缠绕一个电机时能比完全合规操作省力不少，而且仪器设备也检测不出来。但张艳丽知道，这批电机用在探测器上，要在月球上经历昼夜300℃温差，“一丝”在地球上检测不出来的误差，都有可能在太空极端环境下被放大而造成设备停摆，所以，任何一个细节都不能马虎！

不仅如此，张艳丽对自己的要求同样非常严格。一个拇指般大小的电机，光数据档案袋就有六七个，每个大约有30厘米厚，小到用了什么牌子的胶水、大到每一个零部件的参数都记录在案。有时候正写着数据报告，手边的电话又响起来了——“张艳丽，车间有情况，来一趟！”这时她就会放下数据档案，匆忙跑到生产车间。在项目攻坚阶段，一天跑几次车间是常有的事。

功夫不负有心人。2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。

此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆，也实现了首次月背与地球的中继通信，开启了人类月球探测新篇章。随即着陆器与巡视器分离，开始就位探测和巡视探测。

1月15日，嫦娥四号上搭载的生物科普试验载荷发布了最新试验照片，照片显示试验搭载的棉花种子已经长出了嫩芽，这也标志着嫦娥四号完成了人类在月面进行的首次生物实验。

2月15日，月球再添5个“中国地名”，在令国人倍感振奋的同时，中国人探索星辰大海的征程，也吸引了全球媒体的关注。

有趣的是，3月的一天，张艳丽的儿子宸宸从幼儿园回来在家里看电视，突然屏幕上出现了一个月球车的画面。张艳丽马上兴奋地对他说：“儿子，你快看！那就是月球车。上面有14台电机是妈妈设计的，现在在月球上呢！”小家伙的反应令妈妈非常意外。他静静地看了张艳丽几秒钟，然后伸出大拇指，像个小大人一样说：“妈妈，你真棒！”就在那一刻，这位女工程师看着可爱的儿子，不由得泪流满面！

其实儿子还不知道，张艳丽设计的特种电机除了被应用于月球车，还应用在中国的火星探测器、空间站、载人航天工程等60余个项目上。其中有5项技术成果达到国际顶尖水平，曾获国防科学技术进步奖二等奖等奖项，她是标准的“科技女神”

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