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朝氣蓬勃的太空來客中國航天科技集團突破載人航天技術創新發展紀實
2011年,註定是中國航天披荊斬棘、功勳不凡的一年。
隨著天宮和神八“太空約會”的順利完成,中國航天人用完美的表現向世界證明中國,成為第三個完整獨立掌握空間交會對接技術的國家,成功叩開了空間站時代的大門。
令人稱道的遠不僅是中國航天前進的速度和取得的成就,它的蓬勃生機和無限活力更令世界矚目。是怎樣一支隊伍造就這樣的傳奇,中國航天的下一站征途在哪……帶著這些疑問,記者走進交會對接任務的主要承擔方、研製方中國航天科技集團公司。
只有自主創新,才能迎頭趕上
早在1965年,人類就實現了兩個航天器之間的首次空間交會對接。在這個領域,中國人是後來者。然而,面臨多重因素,中國航天自從誕生就清醒地認識到:只有自力更生、自主創新,才能迎頭趕上。
1992年,我國確定了載人航天工程“三步走”發展戰略。從神一到神六,突破和掌握了載人的天地往返技術;通過神七掌握了航天員出艙活動的關鍵技術;天宮和神八的成功交會對接則突破了載人航天三大基礎性技術的最後一項空間交會對接技術。
中國航天科技集團公司載人航天工程辦公室主任童旭東介紹,交會對接研製兩個飛行器,一個叫“追蹤飛行器”神舟飛船,另外一個是“目標飛行器”天宮一號。今年首次交會對接任務圓滿完成後,明年神九神十再上天和天宮進行對接。
“採取N+1的模式,使一個目標飛行器可支持多次交會對接,同時還可兼顧空間科學實驗。既要完成現有任務,又兼顧未來發展和效益,這和國外完全不同,是中國獨創。”童旭東説。
神舟飛船從一號到八號,每一次升級“更加安全、更加舒適”。神八全船600多臺套器材設備,改進的達到40%,全新研製的有15%。
改進型長二F進行了190多項改進,在運載能力和入軌精度上均有很大提高,可以説是一枚“全新的火箭”。
交會對接機構是此次任務的關鍵。對接機構有幾個接髮指令的控制器、百餘個進行測量的傳感器、十幾臺電機傳動著上千個齒輪和軸承,進行力的傳遞,接插件、電纜緊固件等有上萬個。
在沒有任何外援和經驗借鑒的情況下,僅靠有限的資料,通過自己設計、研製,終於在1999年拿出了第一套對接機構原理樣機。此後關鍵技術逐個突破,基地靶場試驗成功。“16年漫漫研發路,凝聚的是航天人的心血和磨礪。”中國航天科技集團公司新聞發言人賈可説。
除此之外,此次交會對接還突破了控制系統、組合體飛行、保證低軌道飛行器的長壽命等五大技術。“任務圓滿成功不能代表我國的載人航天技術已經成熟,但我們正在一步一個腳印地紮實推進。”童旭東説。
朝氣蓬勃的航天團隊
交會對接成功後,多國領導人、官方及民間代表、新聞媒體紛紛對此發表評價。新加坡《聯合早報》在一篇報道中對空間交會對接的細節詳加描述,還特別提到中國航天人信心滿滿,這種信心的一個重要原因來自中國航天科技隊伍的年輕化。
據了解,在中國航天科技集團現有人員隊伍中,青年一代已佔到三分之二以上。具體到載人航天研製隊伍,35歲以下佔到80%。對中國航天事業來説,這是一筆寶貴的財富。
目前航天強國人才正面臨老齡化的趨勢。如果説中國航天骨幹的年齡在40歲,美國則在50歲,俄羅斯在60歲。
在中國,航天帶給年輕人一個報效國家、實現個人價值的機遇。年輕人帶給航天新的生命力。航天科技集團公司所屬運載火箭技術研究院黨委副書記羅曉陽説,“這些年輕人真是特別樸實,特別可愛。”
羅曉陽向記者提起火箭總體部的設計人員李大鵬,這個30多歲的年輕人,在靶場實驗發射的頭一週,父親去世了,他的妻子發短信“後方的事,我來安排,放心”給他。他一直沒有向身邊同事領導提起此事,直到發射成功後,才趕回家。他沒有來得及看父親最後一眼,但身為航天人的父親同樣能理解兒子。
“這是代代傳承的航天文化。經過鍛鍊,很多年輕人不僅成長為獨當一面的專家,更在工作中將國家利益與個人的價值緊緊結合在一起,牢固樹立了奉獻意識與大局意識。”航天科技集團所屬空間技術研究院副院長尚志説。
上至總設計師,下至車間員工,交會對接每個任務環環相扣。當記者問起“誰的貢獻最大、表現最突出”時,得到這樣的答案:“航天是個系統工程。每個人都是螺絲釘。只有組織目標實現了,個人的夢想才能達到。”
質量是航天的生命
在天宮發射之前,長二丙運載火箭在其他發射中出現失利。中國航天科技集團公司立即組織有關專家開展飛行故障的調查工作,並迅速向社會公佈失利的原因。
“航天出現的問題不容回避,那是血的代價換來的。”賈可説,為了搞清楚原因,團隊加班加點做倣真試驗,把所有問題杜絕在地面。
航天建立了零故障、零缺陷、零疑點的質量文化,並設置了“質量歸零標準”,意指從頭查找問題,在每個環節中舉一反三,以消除所有可能的隱患。
據介紹,為了確保質量和可靠性,研製隊伍在工作實際中嚴上加嚴,嚴格按照研製程序和操作規程工作,不放過任何疑點;細上加細,認真地清理問題,復查數據、比對數據,對出現的質量問題嚴格歸零,不因為時間、進度而放鬆歸零的要求;慎之又慎,對一些研製過程反復復查。
對接機構中有118個傳感器、5個控制器、上千個齒輪軸承、18個電機和電磁拖動機構、數以萬計的零件和緊固件……團隊在數年時間裏經過地面1101次對接試驗、647次分離試驗,充分驗證了對接機構的對接和分離的可靠性。
所有的運行方案,除了應付正常運作之外,還有應付故障的方案,且這種故障方案更細、更多……
通過一系列管理,此次任務全面實現了“準確進入軌道、精確交會對接、穩定組合運行、安全撤離返回”的預定目標。
然而即便是技術的成熟,也不能代表風險的消失。美國“哥倫比亞”號在第128次發射中出現事故,俄羅斯的“聯盟”號飛船也是上百次執行任務後出現問題。
“我們隨時準備面對困難和挫折。”童旭東説,“但我們採取了一系列科學的措施來降低風險,防範失敗。”
一個嶄新的航天時代
“以前,很多國家根本不搭理我們,更談不上合作。如今,很多外國機構要和我們來談合作。”尚志説,近年來空間技術研究院經常接待外國元首出面談航天合作,這是中國航天實力提高的集中表現。
茫茫太空向中國人打開廣袤無垠的大門。據介紹,今年長征系列運載火箭將完成19次發射任務,這是繼去年實施15次宇航發射後,發射任務再創歷史新高。十二五期間至少發射百顆衛星。“高密度發射給中國航天帶來了挑戰,更帶來了機遇。”賈可説。
除了參與完成國家載人航天、探月工程、北斗導航等工程外,航天科技集團加快拓展國際化步伐,逐漸在世界航天的舞臺上,綻放出璀璨的光芒:
成功發射歐洲W3C商業通信衛星,是自美國實施對華衛星技術出口禁運12年以來我國首次為西方衛星運營商提供商業發射服務;
白俄羅斯通信衛星項目簽約,標誌著集團整星在軌交付業務首次打開歐洲市場;
順利交付俄羅斯空間環境模擬器,實現航天大型成套設備向航天強國出口零的突破……
舉目望去,中國航天正以前所未有的速度穩步推進。賈可説,“航天經濟還將成為未來中國經濟一個有利的推進器,我們要深耕國內,進一步開拓太空經濟,在我國經濟結構轉型中發揮&&作用。”
在航天人堅定向前的步伐中,始終縈繞著理性的聲音。“與美國、俄羅斯相比,我們仍然落後,如果我們這一代再不迎頭趕上,就要到下一代了。”尚志説,“我們這代人必須要通過技術做好準備,帶著更多的年輕人,加快步伐,使中國航天走得更遠。”