文章來源:人民日報 發布(bu)時間(jian):2021-01-10


筑(zhu)夢太(tai)(tai)空(kong)(kong),問鼎九天(tian)(tian)。長(chang)征五號遙三運載(zai)(zai)火箭成(cheng)功發(fa)射、北斗(dou)全球組網進入沖刺(ci)期、嫦娥翩然落(luo)月背、空(kong)(kong)間(jian)實驗(yan)室完(wan)成(cheng)服役返回……過去一(yi)年(nian)多,我(wo)(wo)國(guo)航天(tian)(tian)事業(ye)發(fa)展步履鏗鏘、碩果累累。1999年(nian)11月20日清晨,神舟(zhou)一(yi)號飛船(chuan)(chuan)發(fa)射,我(wo)(wo)國(guo)載(zai)(zai)人(ren)(ren)(ren)(ren)航天(tian)(tian)大幕(mu)徐徐開啟。轉(zhuan)眼20年(nian),作為我(wo)(wo)國(guo)載(zai)(zai)人(ren)(ren)(ren)(ren)航天(tian)(tian)器(qi)研制設計工(gong)作的(de)(de)(de)主力軍,神舟(zhou)團隊(dui)書寫(xie)了(le)一(yi)項(xiang)又(you)一(yi)項(xiang)驕人(ren)(ren)(ren)(ren)成(cheng)績:將(jiang)6艘(sou)載(zai)(zai)人(ren)(ren)(ren)(ren)飛船(chuan)(chuan)、5艘(sou)無人(ren)(ren)(ren)(ren)飛船(chuan)(chuan)和2個(ge)空(kong)(kong)間(jian)實驗(yan)室順利送入太(tai)(tai)空(kong)(kong);護(hu)航11名中國(guo)航天(tian)(tian)員、14人(ren)(ren)(ren)(ren)次完(wan)成(cheng)太(tai)(tai)空(kong)(kong)之旅,最(zui)長(chang)在軌時間(jian)達30天(tian)(tian);實現太(tai)(tai)空(kong)(kong)出艙、交會對接、太(tai)(tai)空(kong)(kong)授課……而這(zhe)支優(you)秀的(de)(de)(de)團隊(dui),平均年(nian)齡僅有33歲(sui),他們將(jiang)自己的(de)(de)(de)熱血青春(chun)與祖國(guo)發(fa)展同頻共振,時刻以沖鋒(feng)的(de)(de)(de)姿態,托舉起(qi)中華(hua)民族(zu)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)人(ren)(ren)(ren)(ren)航天(tian)(tian)夢。
——編 者
歲末年初,中國航(hang)天科技集團五院載人(ren)航(hang)天總體部的大樓里,神舟團隊的科研工作(zuo)者們步履匆匆。
去年7月,天宮二號空(kong)間實(shi)驗室完(wan)成(cheng)任務(wu)、順利返回(hui),神舟團(tuan)(tuan)(tuan)隊(dui)又立刻投入到下一項研發任務(wu)中(zhong)。20多(duo)年來,神舟團(tuan)(tuan)(tuan)隊(dui)將6艘載人飛船、2個空(kong)間實(shi)驗室成(cheng)功送(song)入太(tai)空(kong);護航多(duo)位(wei)航天員完(wan)成(cheng)太(tai)空(kong)之旅;完(wan)成(cheng)太(tai)空(kong)出艙、交會對接、組合體(ti)飛行等任務(wu)……這(zhe)張驕人的成(cheng)績單背后,是科(ke)研團(tuan)(tuan)(tuan)隊(dui)長達幾十年的科(ke)研攻關。
向未知領域,探路!
“關鍵核心技術是買不來的”
“每一(yi)點航天(tian)領域的科技進步,都是人類向著浩渺(miao)星空邁進了一(yi)步”,年(nian)過八旬的陳(chen)祖貴(gui)老先生,向記者講(jiang)起(qi)了我(wo)國載人航天(tian)事業的發展(zhan)歷程,往事猶(you)如卷起(qi)的畫卷,徐徐展(zhan)開……
“圜則(ze)九(jiu)重,孰營度之?惟(wei)茲何功,孰初作(zuo)之?”這首詩描寫了(le)中國人(ren)探索宇宙的夢(meng)(meng)想,從那個時候開始,飛天(tian)夢(meng)(meng)就深埋在了(le)中華民(min)族的血脈里。
1999年,發生了三(san)件大事(shi):新中國成立50周年、澳門(men)歸回、神(shen)舟飛(fei)(fei)天。一(yi)時間,人(ren)們探索宇宙(zhou)的(de)(de)(de)熱情(qing)被(bei)再次(ci)點燃(ran)。“‘神(shen)一(yi)’的(de)(de)(de)意(yi)義,我認為比‘神(shen)五(wu)’更大。”回首(shou)過往,神(shen)舟號飛(fei)(fei)船首(shou)任總(zong)設計師戚發軔(ren)院士頗有感觸,他說,在神(shen)舟五(wu)號飛(fei)(fei)船載著航天員楊利偉(wei)安全返航的(de)(de)(de)時候,他卻(que)想(xiang)去(qu)看看“神(shen)一(yi)”回收(shou)的(de)(de)(de)地方。
“那是在多么艱難的(de)條件下(xia)干出來(lai)的(de)事業(ye)!”戚(qi)院士說(shuo)。在上世紀(ji)六七十年(nian)代(dai)(dai),我國就有(you)了(le)第(di)一代(dai)(dai)返回式衛星(xing)——“曙光(guang)一號(hao)”的(de)研制計(ji)劃(hua)。“受制于(yu)(yu)計(ji)算機技術水(shui)平,直到上世紀(ji)80年(nian)代(dai)(dai),我國載人航(hang)天(tian)(tian)事業(ye)仍進展不大。我們(men)想自主研發星(xing)載計(ji)算機芯片,推動(dong)載人航(hang)天(tian)(tian)事業(ye)快(kuai)速發展,經過不懈(xie)努(nu)力(li),終于(yu)(yu)成(cheng)功了(le)。”陳祖貴(gui)說(shuo)。
硬(ying)件做了(le)出來,軟(ruan)件編寫成了(le)難題。在一(yi)次星—地對接仿真實驗中,團隊發(fa)現(xian)衛星姿態數據明顯異常(chang)。“當時沒有相關(guan)軟(ruan)件,很難定位問題源,團隊壓力特別大。”隊員(yuan)們(men)沒日(ri)沒夜工作在實驗室里,累了(le)就趴在桌(zhuo)子(zi)上(shang)休(xiu)息一(yi)會,餓了(le)就隨便吃一(yi)點。經過反復排查(cha),最(zui)終發(fa)現(xian)不是(shi)軟(ruan)件問題,而是(shi)芯(xin)片上(shang)的一(yi)個(ge)存(cun)儲單元(yuan)壞了(le)。
就是在這種(zhong)艱苦(ku)條件下,陳老(lao)帶領團隊先后攻克了計算機控(kong)制衛(wei)星(xing)姿(zi)態的控(kong)制系統研(yan)制,掌握了衛(wei)星(xing)全姿(zi)態捕(bu)獲技(ji)術(shu)、衛(wei)星(xing)應(ying)急控(kong)制器技(ji)術(shu)等。后來在神(shen)舟(zhou)科研(yan)攻關(guan)期間,他們還成功(gong)研(yan)制出我(wo)國載(zai)人(ren)飛船GNC系統,并成功(gong)應(ying)用于9艘神(shen)舟(zhou)飛船。
1992年,我國載(zai)人航天工程正式啟動。“那時(shi)候(hou),沒有(you)實驗(yan)場地(di)和(he)設備,可謂(wei)困難重重。”戚(qi)院(yuan)士說,只有(you)把地(di)面試(shi)驗(yan)做充(chong)分,才(cai)能確保成功,這就要求(qiu)必須建立完善的科研基地(di)。
“飛船研(yan)制(zhi)(zhi)要用到(dao)哪些(xie)設備(bei),這些(xie)設備(bei)如何(he)研(yan)制(zhi)(zhi)?這個(ge)挑戰(zhan)一點也(ye)不比研(yan)制(zhi)(zhi)飛船本身小。”戚院士說,那時(shi)候,航天五院邊設計、邊出圖、邊建設,在北(bei)京建成了采用AIT一體化設計思想建成的總裝廠房、亞洲(zhou)最(zui)大的真空罐和電(dian)磁兼容(rong)實驗室以(yi)及振動(dong)臺……
載(zai)(zai)人(ren)航天總(zong)體部(bu)總(zong)設計(ji)師楊宏覺得自(zi)己是個(ge)“幸運兒”,一參加工作就趕上“神(shen)舟(zhou)”立項(xiang)。“起步(bu)階段,我們對整個(ge)載(zai)(zai)人(ren)航天系統(tong)的認知都不到位。”他記得自(zi)己曾經(jing)在一次(ci)地面檢測中,“燒”壞過4臺設備。“因為電(dian)路(lu)設計(ji)、電(dian)源器件的研制(zhi),都需要在實驗(yan)中一點(dian)(dian)點(dian)(dian)摸(mo)索。”
早期研發(fa)階(jie)段(duan),團隊也曾(ceng)向(xiang)國際同行尋(xun)求幫助。“但關鍵核心技術是買不(bu)來(lai)的(de)。”陳(chen)祖貴回(hui)憶(yi),很多所謂的(de)“核心”技術,只不(bu)過是從公開發(fa)表的(de)文章(zhang)里抄下來(lai)的(de)。
團(tuan)隊沒有氣餒。“就拿海(hai)(hai)上回(hui)收(shou)來(lai)說,5200公里(li)的海(hai)(hai)域,我們沒有依托于航(hang)母的海(hai)(hai)上救生技術,海(hai)(hai)上回(hui)收(shou)成(cheng)了巨大的難題(ti)。”楊宏說,為此,團(tuan)隊研(yan)發(fa)了海(hai)(hai)上定點回(hui)收(shou)技術,確(que)保海(hai)(hai)上迫(po)降后航(hang)天員能順利上岸(an)。
“為了研發(fa)海上定(ding)點回(hui)收技(ji)術,我(wo)們不知編寫了多少(shao)程序(xu)、做了多少(shao)實驗(yan)、測試了多少(shao)數據。”楊宏感慨。
航天員安全,守護!
“要時刻問自己,敢不敢坐自己研發的飛船”
“5,4,3,2,1,點火!起飛!”這(zhe)串(chuan)口令(ling),每一個神(shen)舟人都爛熟(shu)于心。每個數字代表著不同任務指令(ling),要不假思索、形成慣性動作。“500秒(miao)內(nei),發出100多條指令(ling),決不能出現(xian)任何(he)差池。”楊宏說。
“航天(tian)(tian)產品(pin)可靠性(xing)為(wei)0.97,因為(wei)要(yao)(yao)保障(zhang)人的(de)安(an)全(quan),載人航天(tian)(tian)的(de)失(shi)敗率必須控制(zhi)在3‰以內(nei)。兩(liang)個要(yao)(yao)求同(tong)時滿足,故障(zhang)率必須在三十(shi)萬分(fen)之一(yi)以內(nei)。換句話說,每天(tian)(tian)發一(yi)次,30年都不能出(chu)問題。”對此,戚院士(shi)對團隊說的(de)最(zui)多的(de)一(yi)句話就是(shi):“要(yao)(yao)時刻問自(zi)己,敢不敢坐(zuo)自(zi)己研(yan)發的(de)飛船(chuan)?”
要保障安(an)全性(xing),就必須用(yong)上所(suo)有(you)的可(ke)靠性(xing)措(cuo)施。“從(cong)起飛到把飛船(chuan)(chuan)送到預定軌道(dao),有(you)8種(zhong)故(gu)障救生模式。在飛船(chuan)(chuan)入軌之后,還有(you)180多(duo)種(zhong)故(gu)障對(dui)策。實際上,在大約70萬條計(ji)算機程序(xu)中,30%是應付正常飛行的,70%用(yong)于應付故(gu)障。”戚(qi)院(yuan)士介(jie)紹。
從(cong)“神一(yi)”發射(she)至今,團隊創(chuang)造了(le)“0失誤”和回收“10環打靶”的優(you)異成(cheng)(cheng)績,但(dan)“一(yi)次成(cheng)(cheng)功(gong)不代表(biao)次次成(cheng)(cheng)功(gong),這次成(cheng)(cheng)功(gong)不代表(biao)下次成(cheng)(cheng)功(gong)。我們時常告誡自己,每一(yi)次都(dou)必須‘從(cong)零開始’。”楊宏(hong)告訴記(ji)者。
在(zai)神舟(zhou)三(san)號發射(she)前,飛(fei)(fei)船已經(jing)進(jin)入靶場時,團隊卻發現一個電連接(jie)器出現障礙。“必須返廠做失效性分析。”楊(yang)宏回憶,返廠后發現,電連接(jie)器本身(shen)有設(she)計缺陷(xian),要重(zhong)新(xin)設(she)計,但同(tong)樣的(de)元(yuan)器件在(zai)飛(fei)(fei)船上用了77個,重(zhong)新(xin)設(she)計生產需要三(san)個月。
“堅決不能讓有哪(na)怕一絲缺陷的飛(fei)船上天!”指揮部當(dang)即決定,暫(zan)停發射計(ji)劃,全員撤場。楊(yang)宏作為當(dang)時的主任設計(ji)師(shi),受到了(le)處(chu)分,這也成為楊(yang)宏職(zhi)業生(sheng)涯中最痛的事。
“地面測(ce)試就要(yao)暴(bao)露問題,暴(bao)露越多,上天后就越安(an)全(quan)。”陳祖貴說,他曾受邀觀看航天員訓練。在(zai)離心機旁,航天員身上壓著相(xiang)當于自身體重4—8倍的載荷,這種訓練讓他們臉色(se)蒼白,表情痛苦。陳老看在(zai)眼里,疼在(zai)心里。
“那(nei)一(yi)刻我感覺(jue)責任重大,當即向航(hang)天員們許下(xia)承(cheng)諾(nuo),不(bu)僅(jin)要讓他們安全回來(lai),還要讓他們舒(shu)舒(shu)服服回來(lai)!”陳(chen)老字(zi)字(zi)鏗鏘。經(jing)過團隊設(she)計(ji),神(shen)舟(zhou)五(wu)號飛船返(fan)回時,楊利(li)偉實際(ji)承(cheng)受的載荷僅(jin)有自(zi)身體重的3.2倍(bei),可以用“舒(shu)服”來(lai)形容。
“我(wo)(wo)們(men)和航天員(yuan)的(de)關系猶如(ru)‘廚師’和‘顧客’。以前,我(wo)(wo)們(men)要(yao)(yao)讓(rang)航天員(yuan)‘吃飽’,現在(zai)要(yao)(yao)讓(rang)航天員(yuan)‘吃好(hao)’,這就需要(yao)(yao)我(wo)(wo)們(men)去‘試(shi)吃’。”曾任天宮二(er)號總體主(zhu)任設計師的(de)柏林厚做了個形象的(de)比(bi)喻。
2016年10月19日凌晨,神舟十一號(hao)與天(tian)宮二(er)號(hao)完成交會(hui)對接,景海鵬、陳冬開啟(qi)30天(tian)太空生(sheng)活。這(zhe)次“超(chao)長待機”對飛行器(qi)宜居(ju)設(she)計提出巨大考驗。
怎么(me)住(zhu)得舒(shu)服?團隊下足(zu)了功(gong)夫:開發天地(di)(di)(di)一體化多媒體系(xi)統,讓(rang)航天員(yuan)(yuan)可以(yi)看球賽(sai)、聽新聞,還能跟(gen)家(jia)人、戰友視頻聊天;設計可折(zhe)疊(die)多功(gong)能平臺,讓(rang)航天員(yuan)(yuan)就餐和(he)進行科(ke)普活動時更方(fang)便;研制無線(xian)頭(tou)戴設備,解決有(you)線(xian)頭(tou)戴設備“相互(hu)糾(jiu)纏”問(wen)題(ti),讓(rang)航天員(yuan)(yuan)在艙內更自由地(di)(di)(di)與地(di)(di)(di)面對話(hua)……
在地面研制時(shi),柏(bo)林厚和(he)同事們經常把自己模擬(ni)成航天(tian)員,進艙(cang)實(shi)際體(ti)驗。再根(gen)據自身感受和(he)航天(tian)員反饋,不(bu)斷完(wan)善艙(cang)內(nei)人性(xing)化設計(ji),比如(ru)降噪、廢棄物處理等。
引領高技術,突破!
“科研的最終目的是服務生活”
科研人員(yuan),都(dou)(dou)是幕后英雄。每一次(ci)成(cheng)功背后,都(dou)(dou)是他們默默付出(chu)、接續奮斗的(de)結(jie)果。
載人(ren)飛船系統副總(zong)設計師馬(ma)曉兵習慣稱自(zi)己為“愛找(zhao)麻煩(fan)的(de)人(ren)”。“做(zuo)事情(qing)就要做(zuo)到極(ji)致”,這是航天人(ren)堅(jian)持的(de)準則,入行15年的(de)馬(ma)曉兵感觸頗深。
2016年(nian)的一(yi)個深夜,值(zhi)班人(ren)員發現航天(tian)員與(yu)地面的語音(yin)通信系(xi)統出了問題(ti)。“因(yin)為有故障預案,問題(ti)得以順利解決。就是要在地面把(ba)‘所有可能(neng)出現的問題(ti)都(dou)考慮到’。”馬曉兵回憶說。
對此,團隊(dui)建(jian)立了(le)地面監測防漏(lou)洞(dong)工作機制,出現(xian)問題第一時間(jian)解決,并形成(cheng)“零缺(que)陷、零故障(zhang)、零疑點”的團隊(dui)文化。
創(chuang)新(xin),是(shi)團隊的另(ling)一種(zhong)文化(hua)。
“新(xin)一(yi)代航(hang)天(tian)人必須(xu)要有創新(xin)精神。”馬曉兵介紹說(shuo),遇到(dao)緊急情(qing)況時(shi),飛船必須(xu)在(zai)4個小(xiao)時(shi)內快(kuai)速返(fan)回(hui),否則航(hang)天(tian)員生(sheng)命安全(quan)就會受到(dao)威(wei)脅。這(zhe)就需要有大量的數據(ju)支持(chi),在(zai)地面研制階段,這(zhe)些都需要考慮(lv)進去。
比如,在航天器交(jiao)會(hui)對接(jie)中,飛(fei)船會(hui)有(you)多(duo)次變(bian)軌,軌跡預期經常會(hui)有(you)偏(pian)差。如何(he)保(bao)證數據(ju)的實時更新,減少誤差的發(fa)生,這(zhe)讓馬曉兵及其團(tuan)隊犯(fan)了(le)難(nan)。
“花了(le)3年時(shi)間,團(tuan)隊利用神(shen)經網絡算(suan)法,加入自主計算(suan)程序,通過提(ti)取飛(fei)船高度、飛(fei)行速(su)度等(deng)參數,解(jie)決了(le)數據誤差問(wen)題,為航(hang)天(tian)員的救生提(ti)供了(le)重要(yao)的技術(shu)保(bao)障。”馬曉兵(bing)告(gao)訴(su)記者。
“就拿天宮一號來(lai)說,僅用5年時間,就實現了大(da)型壁板技(ji)術(shu)、控(kong)制(zhi)力矩陀螺(luo)儀(yi)技(ji)術(shu)等11項(xiang)關鍵核心技(ji)術(shu)的突(tu)破。”楊宏說。
據了解,為了滿(man)足(zu)太(tai)空(kong)(kong)艙(cang)航(hang)天員生存需要,確保長期(qi)密封(feng)艙(cang)里的空(kong)(kong)氣環境質量(liang)(liang)達標,團(tuan)隊嚴格控制艙(cang)內(nei)所有金(jin)屬、非(fei)金(jin)屬材料的使用(yong)(yong);為了解決工作設備發熱(re)對航(hang)天員生存空(kong)(kong)間的影響,他們采(cai)用(yong)(yong)通(tong)風換熱(re)方法,利用(yong)(yong)機器熱(re)量(liang)(liang)保障(zhang)艙(cang)內(nei)溫度……人性化的設計(ji),多學科多維度的科研探索,讓太(tai)空(kong)(kong)艙(cang)成了航(hang)天員溫暖的家。
“科研的最(zui)終(zhong)目(mu)的是服務生(sheng)活。”戚院士說(shuo),載人(ren)(ren)航天工程作為“863計劃(hua)”的一個(ge)重要項目(mu),會帶動各(ge)個(ge)科研領(ling)域的進步。“比如,未(wei)來空間站建成(cheng)后,可以開展多個(ge)學科實驗(yan)項目(mu),將對農(nong)業、林業、醫療、新材料、環保、生(sheng)物(wu)、新能源技術等領(ling)域產生(sheng)極大的推動作用,這些最(zui)終(zhong)都將改變(bian)人(ren)(ren)們的生(sheng)活。”楊宏說(shuo)。(記者(zhe) 劉涓溪 余建斌(bin) 吳凱)
載人航天大事記
1999年(nian)11月20日
我國自(zi)主研制(zhi)第一(yi)艘無人試驗飛船神舟(zhou)一(yi)號成功發(fa)射(she)升空
2003年10月15日
楊(yang)利(li)偉駕乘神舟五號向太(tai)空進發(fa),在繞地球(qiu)14圈、飛行(xing)21小時(shi)后啟動返(fan)(fan)回程序,順利(li)返(fan)(fan)回
2005年10月12日
費(fei)俊龍和聶海(hai)勝駕乘神(shen)舟(zhou)六號(hao)進入太空(kong),在太空(kong)中(zhong)停(ting)留了5天
2008年9月25日
搭載三名航天員的神舟七號成功發射,航天員實(shi)現(xian)出(chu)艙行(xing)走
2011年9月29日(ri)
中國第一(yi)個目標飛行器天(tian)宮一(yi)號(hao)(hao)發射(she)升(sheng)空;隨后,神(shen)舟八號(hao)(hao)與天(tian)宮一(yi)號(hao)(hao)完成自動交會對接
2013年
神(shen)舟十號與(yu)天(tian)宮一號實(shi)現交會對(dui)接;航天(tian)員們開展了首次實(shi)時“太空授課”
2016年
天(tian)宮(gong)二號發射(she)升空;隨(sui)后兩名航天(tian)員通過飛(fei)船進入天(tian)宮(gong)二號,駐留長達30天(tian)
2017年(nian)4月(yue)22日
天(tian)(tian)舟一號與天(tian)(tian)宮二號自動交會對(dui)接成功,多(duo)次向天(tian)(tian)宮二號補給燃(ran)料(liao)
預計2022年前后
中國空間站建成
本期統籌:董建(jian)勤(qin) 張彥(yan)春
本版制圖:蔡華偉
資(zi)料(liao)和(he)數據來源:本報及新華社報道
【責任編輯(ji):趙藝涵】