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
麵對麵丨農(nong) 村少年如何成長為(wei) 航天總師?專(zhuan) 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。三位航天員於(yu) 2022年11月30日搭乘神舟十五號飛船進入中國空間站,與(yu) 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係統總設計師。投身中國航天20年,他經曆了中國平均兩(liang) 三年發射一艘飛船,到現在一年發射兩(liang) 三艘飛船的變化。
航天科技集團五院載人飛船係統總設計師賈世錦:以前我們(men) 兩(liang) 三年一艘船,現在一年兩(liang) 三艘船,任務量增加了七八倍,所以我現在每天都要去現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,現場的工作進展太快了,齊頭並進。現在我們(men) 現場好幾艘船,有要出廠的,有要電測的,有要總裝的。這就要求我們(men) 的產(chan) 品也好,技術方案也好,做得更加完美才行,任何一個(ge) 地方出了紕漏,就不是一艘船的問題,我們(men) 有幾艘船都在研製過程中,影響的麵會(hui) 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(ge) 批次會(hui) 生產(chan) 更多的船嗎?
賈世錦:會(hui) 的,我們(men) 後麵一批的數量比這一批就多了,後麵可能會(hui) 六艘八艘這樣組批。
解決(jue) 返回器著陸安全問題
中國發展載人航天工程的戰略決(jue) 策做出於(yu) 1992年9月21日,決(jue) 策製定了三步走的戰略規劃。“三步走”的第一步就是研製載人飛船,實現航天員天地往返的目標。1992年,賈世錦正在上高一,他從(cong) 小就對航天有興(xing) 趣,高中畢業(ye) 報考了哈爾濱工業(ye) 大學航天工程與(yu) 力學係。大學畢業(ye) 後賈世錦成為(wei) 航天科技集團五院的研究生,師從(cong) 中國第二任載人飛船係統總設計師張柏楠。2002年,研究生畢業(ye) 後,賈世錦留在航天科技集團五院的載人飛船總體(ti) 室工作。
2003年10月,神舟五號飛船搭載著航天員楊利偉(wei) 在酒泉衛星發射中心發射升空,這是中國發射的第一艘載人航天飛船。曆時21小時23分鍾,在軌飛行14圈後順利返回著陸,標誌著中國成為(wei) 世界上第三個(ge) 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衝(chong) 係統的工作。
賈世錦:神舟五號其實出廠之前,我們(men) (座椅)著陸緩衝(chong) 係統,當時做試驗發現性能指標還是不能夠完全滿足要求的。在故障的情況下,如果著陸反推發動機沒有點火的話,這會(hui) 兒(er) 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(shang) 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(men) 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台和人員的安全。
記者:中國航天這樣一種思考問題的方式,對於(yu) 一個(ge) 年輕的剛進院的科研人員來說,有沒有受到衝(chong) 擊?
賈世錦:思維方式可能發生了一些轉變,讀書(shu) 的時候好多事可能達到目標就可以了,我不會(hui) 想故障的情況,尋求一個(ge) 最優(you) 解就可以,根本不考慮次優(you) 的。但是做工程尤其做載人航天來說,我還要有一個(ge) 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(wei) 保底。
為(wei) 了在神舟五號發射前解決(jue) 返回器著陸的安全問題,賈世錦和團隊開始了連續兩(liang) 個(ge) 月的高強度工作,這一經曆讓他對航天工程的特殊性有了更透徹的理解。
賈世錦:那會(hui) 兒(er) 就是沒日沒夜的工作,把技術的方向明確了之後,產(chan) 品的設計、參數的確定、試驗的驗證、整體(ti) 的驗證,最後就是產(chan) 品的生產(chan) ,包括後麵還有鑒定試驗、可靠性試驗,我們(men) 都要做。一個(ge) 產(chan) 品從(cong) 論證開始,到最後成熟能夠參加飛行,一般來說怎麽(me) 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,這裏麵有區別嗎?
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。其實這麽(me) 多年工作下來,慢慢理解了這些話真正的含義(yi) 。
攻克交會(hui) 對接難題
從(cong) 神舟七號飛船開始,賈世錦開始全程參與(yu) 神舟飛船的論證、研製、生產(chan) 以及發射等各個(ge) 環節。2011年9月,中國第一個(ge) 空間實驗室天宮一號發射升空。兩(liang) 個(ge) 月後,神舟八號就將發射。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(hui) 對接任務。航天器的交會(hui) 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(ti) 的技術方案。
賈世錦:難點在地麵有一些試驗條件再怎麽(me) 模擬,都模擬不到天上的狀態,或者說根本就不知道天上是一個(ge) 什麽(me) 樣的狀態。比方說我們(men) 的交會(hui) 對接測量敏感器,好多是光學設備,地麵我們(men) 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(wei) 地麵有大氣、有折射、有散射,還有地麵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,看到是什麽(me) 樣的?我們(men) 以前不知道。在那種情況下,我們(men) 的敏感器測出來的東(dong) 西,是不是跟我們(men) 地麵做試驗做出來的一樣呢?也不知道,我們(men) 那些敏感器之間光學的有沒有互相的幹擾問題?
記者:這麽(me) 多的未知都是根本在地球上生活,永遠都是未知的東(dong) 西,怎麽(me) 能夠邁過這個(ge) 門檻呢?
賈世錦:首先第一肯定靠試驗,第二我們(men) 係統方案裏麵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(men) 能夠適應。
為(wei) 了攻克交會(hui) 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了三年時間。
賈世錦:那會(hui) 兒(er) 應該是我工作以來最艱難的一段。基本上每天從(cong) 早上到半夜,天天這麽(me) 幹。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(cong) 無到有,白手起家,所以在經曆了長時間的積澱之後,後麵才有厚積薄發的那一瞬間。
2011年11月1日,神舟八號飛船發射升空,和天宮一號順利完成交會(hui) 對接,為(wei) 此後的載人交會(hui) 對接鋪平了道路。2012年6月16日,神舟九號飛船載人發射升空,6月18日與(yu) 天宮一號自動交會(hui) 對接,形成組合體(ti) ,完成了中國首次載人交會(hui) 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(hui) 對接這個(ge) 問題像大山一樣橫在麵前,但還是能爬過去,靠什麽(me) 爬過去的?
賈世錦:我覺得靠大家的意誌力,大家對這個(ge) 任務的追求。載人航天精神裏麵所說的那幾條,特別能攻關(guan) ,特別能奉獻,特別能吃苦,特別能戰鬥。那會(hui) 兒(er) 我們(men) 總體(ti) 的人員集中在一個(ge) 大的會(hui) 議室裏天天集中辦公,每天晚上都要幹到半夜。到了任務期間,我們(men) 控製係統副總師胡軍(jun) 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,去驗證我的參數選擇是否合理,有沒有優(you) 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(hui) 對接這個(ge) 難關(guan) 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(wei) 一開始中國想加入國際上的空間站,人家並沒有接納我們(men) 這種想法,所以在自己走這條路的過程中,心裏麵多多少少有一股子不服輸的勁兒(er) ,你們(men) 並沒有經曆過像張總的這個(ge) 過程,但是你們(men) 怎麽(me) 能夠在麵對困難的時候,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,無論做什麽(me) 事,幹我們(men) 載人航天也是一樣的,既然要幹,總要把它幹成。我覺得沒有人說我幹這個(ge) 事希望它幹不成,我覺得沒有。
應對空間碎片來襲
拚搏和付出讓中國的載人飛船技術越來越成熟和穩定,此後神舟十號、十一號飛船基本狀態與(yu) 神舟九號相同。從(cong) 十二號飛船起,神舟飛船隻需要按照圖紙和工藝要求製造、質檢就可以了。神舟飛船作為(wei) 一種穩定的載人工具,會(hui) 有越來越多的航天員、任務專(zhuan) 家甚至太空遊客乘坐飛船往返天地之間。但新的挑戰仍在湧現,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(jin) 僅(jin) 發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,其實定發射窗口的時候就會(hui) 考慮空間碎片的預警,保證這個(ge) 飛行任務周期之內(nei) 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(hui) 對它造成影響?太空中的這些殘片多嗎?會(hui) 經常被砸到嗎?
賈世錦:現在編入碎片庫的碎片數量其實還是很多的,幾萬(wan) 片,但是還有好多我們(men) 看不到的。對於(yu) 航天器或者航天員來說不用那麽(me) 大的碎片,毫米級的碎片很可能就擊穿了。所以一方麵空間站本身有碎片防護措施。飛船沒有專(zhuan) 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(men) 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麵,這是獨立飛行的時候。如果在停靠期間,我們(men) 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,不讓漏氣漏那麽(me) 快。這樣就相當於(yu) 是擊穿沒有產(chan) 生影響,繼續往下飛行。如果是返回艙,返回艙外麵是防熱結構,防熱結構一旦被擊穿,返回載入的時候防護功能可能就會(hui) 失效,在這種情況下我們(men) 地麵備的那艘船就要緊急發射,上去接替,把航天員能夠安全接回來。
2021年,賈世錦被任命為(wei) 航天科技集團五院載人飛船係統總設計師,負責空間站階段載人飛船總體(ti) 技術方案。
記者:自己想過沒有,有一天會(hui) 被任命為(wei) 總師?
賈世錦:這是自己的目標,但是從(cong) 來沒有想過到底是哪一天。
記者:什麽(me) 時候就有這個(ge) 目標了?
賈世錦:就是那句話,不想當將軍(jun) 的士兵不是好士兵。一開始真的沒有想這麽(me) 遠,但是如果工作平常做得一塌糊塗,不可能當得上,空想沒有用,尤其是幹載人航天,所有的工作必須做實,就像我們(men) 院裏的院訓,嚴(yan) 慎細實,實就是其中一個(ge) 方麵,仰望星空,腳踏實地。
記者:經過了幾十年,你站到了這麽(me) 大一個(ge) 平台上,可以做這麽(me) 了不起的事,有沒有想過自己一路走過來,自己發生的這些變化?
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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