農村少年如何成長為航天總師?專訪神舟飛船總設計師賈世錦
面對面丨農村少年如何成長為航天總師?專訪神舟飛船總設計師賈世錦
2月10日,神舟十五號航天員費俊龍、鄧清明、張陸圓滿完成出艙活動全部既定任務。三位航天員于2022年11月30日搭乘神舟十五號飛船進入中國空間站,與神舟十四號航天員換崗,陳冬、劉洋、蔡旭哲三名航天員搭乘神舟十四號飛船回到地球。
賈世錦,航天科技集團五院載人飛船系統(tǒng)總設計師。投身中國航天20年,他經歷了中國平均兩三年發(fā)射一艘飛船,到現(xiàn)在一年發(fā)射兩三艘飛船的變化。
航天科技集團五院載人飛船系統(tǒng)總設計師賈世錦:以前我們兩三年一艘船,現(xiàn)在一年兩三艘船,任務量增加了七八倍,所以我現(xiàn)在每天都要去現(xiàn)場抽時間盡量去看一看,幾天不去就覺得好像有點不適應了,現(xiàn)場的工作進展太快了,齊頭并進?,F(xiàn)在我們現(xiàn)場好幾艘船,有要出廠的,有要電測的,有要總裝的。這就要求我們的產品也好,技術方案也好,做得更加完美才行,任何一個地方出了紕漏,就不是一艘船的問題,我們有幾艘船都在研制過程中,影響的面會很大。
記者:未來如果任務的頻率越來越高,間隔越來越小,一個批次會生產更多的船嗎?
賈世錦:會的,我們后面一批的數(shù)量比這一批就多了,后面可能會六艘八艘這樣組批。
解決返回器著陸安全問題
中國發(fā)展載人航天工程的戰(zhàn)略決策做出于1992年9月21日,決策制定了三步走的戰(zhàn)略規(guī)劃?!叭阶摺钡牡谝徊骄褪茄兄戚d人飛船,實現(xiàn)航天員天地往返的目標。1992年,賈世錦正在上高一,他從小就對航天有興趣,高中畢業(yè)報考了哈爾濱工業(yè)大學航天工程與力學系。大學畢業(yè)后賈世錦成為航天科技集團五院的研究生,師從中國第二任載人飛船系統(tǒng)總設計師張柏楠。2002年,研究生畢業(yè)后,賈世錦留在航天科技集團五院的載人飛船總體室工作。
2003年10月,神舟五號飛船搭載著航天員楊利偉在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,這是中國發(fā)射的第一艘載人航天飛船。歷時21小時23分鐘,在軌飛行14圈后順利返回著陸,標志著中國成為世界上第三個獨立掌握載人航天技術的國家。當時,賈世錦負責神舟飛船著陸緩沖系統(tǒng)的工作。
賈世錦:神舟五號其實出廠之前,我們(座椅)著陸緩沖系統(tǒng),當時做試驗發(fā)現(xiàn)性能指標還是不能夠完全滿足要求的。在故障的情況下,如果著陸反推發(fā)動機沒有點火的話,這會兒返回艙的著陸速度相對比較高一點,大概六到八米每秒的速度,不能夠保證航天員不受任何傷害。正常情況下是能夠保證安全的,但是載人航天不能光保證正常的情況,我們的設計理念就是,一度故障工作,二度故障安全。正常的時候所有的指標都要滿足要求,在出了故障的情況下還要保障平臺和人員的安全。
記者:中國航天這樣一種思考問題的方式,對于一個年輕的剛進院的科研人員來說,有沒有受到沖擊?
賈世錦:思維方式可能發(fā)生了一些轉變,讀書的時候好多事可能達到目標就可以了,我不會想故障的情況,尋求一個最優(yōu)解就可以,根本不考慮次優(yōu)的。但是做工程尤其做載人航天來說,我還要有一個底線思維,如果我的主份出了問題,我的備份還要能起作用,作為保底。
為了在神舟五號發(fā)射前解決返回器著陸的安全問題,賈世錦和團隊開始了連續(xù)兩個月的高強度工作,這一經歷讓他對航天工程的特殊性有了更透徹的理解。
賈世錦:那會兒就是沒日沒夜的工作,把技術的方向明確了之后,產品的設計、參數(shù)的確定、試驗的驗證、整體的驗證,最后就是產品的生產,包括后面還有鑒定試驗、可靠性試驗,我們都要做。一個產品從論證開始,到最后成熟能夠參加飛行,一般來說怎么也得一年以上的時間。
記者:百分之百的把握和百分之一的把握都是成功,這里面有區(qū)別嗎?
賈世錦:航天界有一句話,老前輩總結的,成功不代表成熟,一次成功不代表次次成功。其實這么多年工作下來,慢慢理解了這些話真正的含義。
攻克交會對接難題
從神舟七號飛船開始,賈世錦開始全程參與神舟飛船的論證、研制、生產以及發(fā)射等各個環(huán)節(jié)。2011年9月,中國第一個空間實驗室天宮一號發(fā)射升空。兩個月后,神舟八號就將發(fā)射。按照計劃,神舟八號不搭載宇航員,它要完成的是中國航天史上第一次空間交會對接任務。航天器的交會對接一直是航天領域的難點,當時的賈世錦已經是副主任設計師,負責總體的技術方案。
賈世錦:難點在地面有一些試驗條件再怎么模擬,都模擬不到天上的狀態(tài),或者說根本就不知道天上是一個什么樣的狀態(tài)。比方說我們的交會對接測量敏感器,好多是光學設備,地面我們模擬太陽模擬器,去模擬太陽的光照強度可以模擬,但是因為地面有大氣、有折射、有散射,還有地面一些背景物的反射等等,看到的目標的特性跟天上是不一樣的。天上沒有大氣層了,看到是什么樣的?我們以前不知道。在那種情況下,我們的敏感器測出來的東西,是不是跟我們地面做試驗做出來的一樣呢?也不知道,我們那些敏感器之間光學的有沒有互相的干擾問題?
記者:這么多的未知都是根本在地球上生活,永遠都是未知的東西,怎么能夠邁過這個門檻呢?
賈世錦:首先第一肯定靠試驗,第二我們系統(tǒng)方案里面肯定要采取相應的一些措施,如果有這種影響的話,盡量我們能夠適應。
為了攻克交會對接這一世界航天領域的難題,賈世錦高度緊張的工作持續(xù)了三年時間。
賈世錦:那會兒應該是我工作以來最艱難的一段?;旧厦刻鞆脑缟系桨胍?,天天這么干。那段時間說實話不堪回首,再堅持一段時間,我覺得可能很多人堅持不下去了。工作的強度太大,精神上的壓力也很大。從無到有,白手起家,所以在經歷了長時間的積淀之后,后面才有厚積薄發(fā)的那一瞬間。
2011年11月1日,神舟八號飛船發(fā)射升空,和天宮一號順利完成交會對接,為此后的載人交會對接鋪平了道路。2012年6月16日,神舟九號飛船載人發(fā)射升空,6月18日與天宮一號自動交會對接,形成組合體,完成了中國首次載人交會對接任務,中國載人航天向前邁出堅實的一大步。
記者:回過頭去看這段時間,交會對接這個問題像大山一樣橫在面前,但還是能爬過去,靠什么爬過去的?
賈世錦:我覺得靠大家的意志力,大家對這個任務的追求。載人航天精神里面所說的那幾條,特別能攻關,特別能奉獻,特別能吃苦,特別能戰(zhàn)斗。那會兒我們總體的人員集中在一個大的會議室里天天集中辦公,每天晚上都要干到半夜。到了任務期間,我們控制系統(tǒng)副總師胡軍胡總天天還在飛控中心那塊自己編軟件,自己在那一遍一遍放,去驗證我的參數(shù)選擇是否合理,有沒有優(yōu)化的空間。我覺得大家沒有過多的想法,就是說我一定要把交會對接這個難關要攻下來。
記者:我很多年前采訪張柏楠張總的時候,他說因為一開始中國想加入國際上的空間站,人家并沒有接納我們這種想法,所以在自己走這條路的過程中,心里面多多少少有一股子不服輸?shù)膭艃?,你們并沒有經歷過像張總的這個過程,但是你們怎么能夠在面對困難的時候,也有他的這股勁頭?
賈世錦:我覺得這就是天然的,既然做這件事總還是要把它做成的,無論做什么事,干我們載人航天也是一樣的,既然要干,總要把它干成。我覺得沒有人說我干這個事希望它干不成,我覺得沒有。
應對空間碎片來襲
拼搏和付出讓中國的載人飛船技術越來越成熟和穩(wěn)定,此后神舟十號、十一號飛船基本狀態(tài)與神舟九號相同。從十二號飛船起,神舟飛船只需要按照圖紙和工藝要求制造、質檢就可以了。神舟飛船作為一種穩(wěn)定的載人工具,會有越來越多的航天員、任務專家甚至太空游客乘坐飛船往返天地之間。但新的挑戰(zhàn)仍在涌現(xiàn),神舟十一號飛船在飛行期間,曾經差點遭到空間碎片的襲擊。此時,賈世錦已經是神舟十一號飛船的副總師。
記者:不僅僅發(fā)生在神舟十一號身上,未來飛船駐軌停留的時間越久,可能遇到的這種情況就越多。
賈世錦:以前飛船飛行時間比較短,一天的,三天的,還有五天的,在這種情況下,其實定發(fā)射窗口的時候就會考慮空間碎片的預警,保證這個飛行任務周期之內沒有大的空間碎片的風險。時間長了通過窗口設計已經不能完全避免。
記者:多大的殘片會對它造成影響?太空中的這些殘片多嗎?會經常被砸到嗎?
賈世錦:現(xiàn)在編入碎片庫的碎片數(shù)量其實還是很多的,幾萬片,但是還有好多我們看不到的。對于航天器或者航天員來說不用那么大的碎片,毫米級的碎片很可能就擊穿了。所以一方面空間站本身有碎片防護措施。飛船沒有專門碎片防護設計,飛船有被碎片擊中的應急預案。比方說有壓力應急,如果艙被空間碎片打穿了,我們允許要求在5毫米以下的擊穿孔,靠飛船自身的資源還有能力能夠安全返回地面,這是獨立飛行的時候。如果在停靠期間,我們有不同預案。比方說軌道艙不返回,在軌可能有一些堵漏的措施。空間站也有這樣的手段,把孔給堵上,不讓漏氣漏那么快。這樣就相當于是擊穿沒有產生影響,繼續(xù)往下飛行。如果是返回艙,返回艙外面是防熱結構,防熱結構一旦被擊穿,返回載入的時候防護功能可能就會失效,在這種情況下我們地面?zhèn)涞哪撬掖鸵o急發(fā)射,上去接替,把航天員能夠安全接回來。
2021年,賈世錦被任命為航天科技集團五院載人飛船系統(tǒng)總設計師,負責空間站階段載人飛船總體技術方案。
記者:自己想過沒有,有一天會被任命為總師?
賈世錦:這是自己的目標,但是從來沒有想過到底是哪一天。
記者:什么時候就有這個目標了?
賈世錦:就是那句話,不想當將軍的士兵不是好士兵。一開始真的沒有想這么遠,但是如果工作平常做得一塌糊涂,不可能當?shù)蒙希障霙]有用,尤其是干載人航天,所有的工作必須做實,就像我們院里的院訓,嚴慎細實,實就是其中一個方面,仰望星空,腳踏實地。
記者:經過了幾十年,你站到了這么大一個平臺上,可以做這么了不起的事,有沒有想過自己一路走過來,自己發(fā)生的這些變化?
賈世錦:沒有太想,我覺得把自己的事情做好,剩下的就交給別人吧。
記者丨董倩
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