航天
2011-12-29阎世德
今日中国·中文版 2011年11期
火箭专家黄春平
虽然离开了工作岗位,但70多岁的黄春平仍然没有闲着。7月,他见到记者的第一句话就是:“刚完成了发射天宫一号火箭的测评。”
这位老人就是我国航天系统工程管理和弹头技术专家,他不仅担任过长征三号、长征二号丙火箭的总指挥,而且在中国载人航天发展过程中,从“神一”到“神五”都担任火箭总指挥。
黄春平在火箭研制道路上,背负着沉重的压力,他把自己的情感注入到了火箭研制的每一个环节中。黄总常说,作为火箭总指挥,每临大战不能乱了方寸,否则队伍也会受到影响。每遇重大发射试验,他都很会自我调节。因此,到了发射前,他比较踏实。
为保证载人航天运载火箭质量的可靠性和安全性,黄春平可谓绞尽了脑汁;从火箭的“细胞”——元器件抓起,紧紧把住元器件的源头,抓住工艺关,实施载人航天工程元器件“五统一”,统一组织订货、筛选、监制、验收和失效分析。
谈到中国的航天发展,黄老如数家珍:“我把中国航天分了这样几个阶段:第一阶段是国防航天,这是为了国家安全,主要是各种导弹;第二阶段是应用航天,主要是各种卫星的发射;第三阶段是载人航天,从“神五”开始到以后的载人飞行,都属于载人航天。第四阶段就是深空探测航天,比如我们的嫦娥系列,就属于深空探测航天。”黄春平自豪地说,他已经亲历了第一阶段到第三阶段。
但中国航天工业和世界先进航天业相比仍有差距,“我们主要的差距就是火箭发动机的推力不够。国际上先进的水平,可以把25吨至50吨的重量送入太空,而我们最多才能做到9吨。”黄老说。“天宫一号”的重量是85吨,为了保证它的发射,对火箭做了170多项改进,加注的燃料也多增加了9吨。“由于‘天宫一号’的体积和重量比载人航天飞船大一些,所以整流罩也比以往大了很多。但因为不是载人航天,少了救生逃逸塔。”
黄老介绍说,“天宫一号”只是一个空间实验室,是中国太空实验室的先行者和探路者,真正的太空空间站有可能在2014年发射,科学家们也正在研制用于发射空间站的新一代大型运载火箭,“目前,新型运载火箭已经研制出初样,新型运载火箭已经开始研制,它将使中国长征系列运载火箭的有效运载能力从9吨提高到25吨,是技术上的一次巨大进步。中国新一代运载火箭将被命名为‘长征五号’。”
据悉,“长征五号”新一代运载火箭使用的是120吨液氧煤油发动机和50吨氢氧发动机,无毒、无污染、商性能、低成本和大推力是其五大特征。它的近地轨道运载能力达到25吨,地球同步转移轨道运载能力达到14吨。美国的“德尔它4”和“宇宙神5”两个新型运载火箭以及欧洲研制的“阿里亚娜5”运载火箭等都以可靠性、安全性、经济性等作为主要设计原则,均采用氢氧发动机或液氧煤油发动机,运载能力成倍提高,近地轨道运载能力已经超过20吨,地球同步轨道运载能力达10吨级。
对于中国未来的发射格局,黄春平认为“酒泉航天发射将以载人为主,海南发射基地将以货物为主,而西昌的航天发射将以嫦娥系列为主”。
0号指挥员王军
在普通人的心目中,0号指挥员十分神秘。每次发射卫星,0号指挥员的倒计时口令都会引起观众的兴奋和紧张。
曾7次担任卫星发射O号指挥员、首次担任飞船任务0号指挥员的酒泉卫星发射中心发射测试站副站长、高级工程师王军接受记者专访时却谦虚地说:“工作时间长了,谁都可以干。”
据王军介绍,0号是测发指挥的调度代号,之所以叫‘0号’,是因为倒计时最后计到0,同时也是为了区分调度级别和层次。0号指挥员在前30分钟是发射场最高指挥,下面八大系统的号位是以0开头的两位数,再往下的三级操作号位是三位数。发射指挥大厅有几百个操作岗位,一个岗位一个号。
“从程序上说,卫星发射是2小时准备,这次任务是发射前10小时进场,前8小时我就得坐在发射指挥大厅的O号调度岗位,在发射前30分钟内是总指挥、总调度,一个声音号令全国各个号位,在发射前30分钟、15分钟、2分钟和1分钟发令准备、读秒倒计时。直到北京指挥中心宣布发射任务成功,0号指挥员的任务结束。”王军说。
王军是去年被确定为“天宫一号”的0号指挥员。
首次担任飞船发射任务的0号指挥员,王军深感压力不小。“每个阶段可能出现的问题多,协调量增大了,考虑的问题就多了。发射卫星的系统相对少,包括卫星、火箭、发射场和测控中心四大系统,而发射载人飞船包括航天员、空间应用、飞船、火箭、发射场、测控中心、着陆场和新加的空间实验室等八大系统。而发射‘天宫一号’,与‘神七’不同的仅仅是不载人,其他系统缺一不可。”王军说。
据王军介绍,作为0号指挥员不仅要熟练掌握上千条指挥口令和各个系统的知识,还要熟悉发射程序,具备指挥、组织、计划、协调的综合能力;必须头脑清醒,具备应急情况的处理能力;要有较好的心理素质,不管出现什么问题都要沉着冷静。
事实上,王军已经多次面临应急处理的境况。
2008年9月21日下午,“神七”船箭组合体转运至发射区,进入不可逆状态。当晚,发射场却变天,狂风裹着大雨,风向不断变化,地面水流成河。箭在弦上的“神七”一旦淋雨就是灭顶之灾,尽管之前做了防雨工作,但王军还是觉得不稳妥。于是他爬上发射塔,组织队伍用绳子结成两张30米乘30米的大网,从塔顶一层一层罩下来,又把巨大的防雨布铺在了两层绳网中间。
整整一夜,王军和同事们往返塔架20多趟,随时准备排险。一连4天风雨不断,他们像呵护婴儿一样精心看护,如同临战一样严防死守,直到进入最后的发射程序。事后有人开玩笑说:“你们用人力为发射架撑起了世界上最大、最安全的一把雨伞。”
2010年1月10日,长征四号丙火箭进行吊装对接,第2天就要安装平台了。突然,火箭惯性平台发生倒台故障,这种故障模式曾发生过,直接导致过箭毁星亡的结局,如不及时解决,势必影响整个流程。王军迅速组织队伍进行试验,在反反复复经过上百次试验后,连夜定位故障点,排除了故障。
然而,大家的高兴劲还没过,某型号任务卫星太阳帆板切割器出现批次性故障。此时,3颗卫星都已加满燃料,星箭已完成对接。要排除故障就必须进行逆流程工作,就是要在燃料无法泻出的情况下分解星箭,这些操作随时都可能引起爆炸,危险性达到了最高限。危难关头,王军沉着冷静,现场组织星箭分解、卫星转运、“三星”分解等37个环节、763个操作的逆流程工作,最终排除了故障。
王军不仅是0号指挥员,还是酒泉卫星发射中心发射测试站副站长,他曾参与和组织实施了26颗卫星和7艘飞船的发射任务,解决重大技术问题126个,完成重大课题研究24项,他曾与课题组的同事们连续攻关6个月,建成了国内最先进的“航天员射前应急撤离演示验证、运载火箭虚拟装配和虚拟吊装系统”,使发射场人员训练从实装训练、仿真训练进入“高沉浸感”虚拟现实时代,保证了实际操作安全可靠运行。“长期以来,由于火箭造价昂贵,不能拿来作为训练平台,只有到任务实施时,发射场才能见到真正的火箭、飞船。因此,组织全系统的实装训练既不现实也不可能,发射场只能依靠留档的一些试验文件进行技术学习,依靠留场的一些箭上设备进行模拟操作。不过,这种训练模式早已无法跟上当前的形势,一定要给航天员以真实感和现场感。”王军说。2009年,在总装组织的航天发射任务全系统模拟仿真训练观摩活动中,这套训练项目成为一大亮点。
年轻的火箭指挥员周晓明
为适应“天宫一号”的发射,ZC-2F运载火箭进行了176项技改,发射场测试站副总工程师、火箭指挥员周晓明介绍说,其中重要的一项是首次采用的冗余技术保证了火箭运行的安全性和可靠性。
周晓明是一位刚过而立之年、笑容可掬甚至略显腼腆的书生型专家。
“所谓冗余技术是系统备份技术,就是在火箭的关键设备上装置2~3个计算机控制系统,当系统出现问题时,启用备份系统可提高火箭的运行安全性和可靠性,运载火箭大量采用了冗余技术。”周晓明说。
周晓明是伴随着“神舟”飞船的发射而成长起来的专家,从“神一”到“神七”飞船,再到“天宫一号”的发射任务,经验老道,业务精湛。“从‘神一’推进剂利用系统的一名操作手到动力系统总指挥,他是一步一个脚印成长起来的指挥员,2008年首次担任火箭副总工程师,此次首次担任‘天宫一号’火箭指挥员。”周晓明的同事说。
不过在周晓明看来,过去的辉煌仅仅是过眼云烟。“对我而言,每一次任务都是从零开始,是一个全新的起点,在感受到自豪感与使命感的同时,也深感压力。”周晓明坦言。
这次是火箭首次采用冗余技术。接受新任务之后,周晓明和他的团队自去年开始就进入状态,进行了人员培训、规章完善以及设备的检测检修等保障准备工作。加之2011年是发射场发射任务最密集的一年,共有6次发射任务,工作量巨大,周晓明在执行“天宫一号”任务的同时还要兼顾卫星任务、火箭测试等任务,多个任务交叉并行,他几乎每天都要工作到凌晨才能休息。
周晓明介绍,与以往发射任务不同的是,运载“天宫一号”的火箭虽然仍然是“长征2F”系列,但为了适应新任务的需求,火箭的技术改进项目达176项,运送时被分割成8个部分,在发射场的整装工作也显得比以前复杂了许多。所以,火箭应该叫做“长征2F改”运载火箭。
周晓明透露,由于“天宫一号”的重量比以前的飞船增加,需增加运载火箭的推力,其重量也因燃料的增加而增重9吨,这是火箭最主要的改进内容。
虽然有大量新改进技术的运用,但周晓明和所有参与任务的专家、技术员们都不敢有丝毫的马虎。“航天无小事,任何细小的失误都可能导致整个发射任务失败,这里没有99.9%的安全,只有100%的安全状态,所以每个细节都必须精益求精。”周晓明强调。
观测员贾江磊
为发射任务而舍小家顾大家的事例不绝于耳。酒泉卫星发射中心雷测站主操作手贾江磊就是一例。
为了观测火箭飞行的姿态和航向,航天城除了固定的观测点外,在每次发射中,还要派出流动观测点。此次观测点设在距离航天城600公里之外的内蒙古自治区阿拉善右旗一个名叫亚布赖的小镇。贾江磊是酒泉卫星发射中心雷达测量站光学实况记录系统的主操作手,如此重大的任务,自然少不了他的身影。而在航天城,生下女儿还未满月的妻子李婧只能从电话中接受他的“照顾”。
今年明初,因为雷达观测的工作需要,贾江磊随队随设备转场到亚布赖。离家时,妻子李婧即将临盆,贾江磊放心不下,不得已把身有残疾的岳母从千里之外的湖北接来照顾妻子。每天只要有空,他都要和妻子通电活,询问身体情况。“天宫一号”发射任务推迟后,单位上特意安排贾江磊回家休假几天,正好赶上了妻子临产。
孩子的降临,给了贾江磊莫大的幸福,也让他感到了做父亲的责任。可是,短短几天后,他又远赴亚布赖。他特意用手机拍下了女儿的照片,空闲时总要拿出来看看。
贾江磊2005年从中国海洋大学毕业后就来到发射场,妻子李婧是他的大学同班同学。2009年,为了支持丈夫的工作,李婧放弃了在青岛一家公司的工作,来到了戈壁滩,当了一名随军家属。李婧的预产期是8月30日,正好和“天宫一号”原定的发射时间是同一天。小贾开玩笑说,都怪自己的姓不好,要不然就给自己的孩子取名“天宫”。
我相信他说的是自己真实的想法。在航天城,每个航天人都钟爱自己的事业,这种敬业精神令人感动。贾江磊对妻子和孩子的愧疚之情永驻在心头,他不知道,他在孩子出生时欠下的这笔债什么时候才能还清。可眼下,也许贾江磊连想这些事的机会也不多。雷达测量站的转场观测在每次发射任务时都会有,在野外观测,他们不仅风餐露宿,克服高温、风沙侵袭的困难,还必须确保观测数据的准确性和及时性。
正是有无数像贾江磊这样的航天人的默默付出,才造就了中国航天城今日的辉