2013-08期●神州风采●

航天英雄背后的英雄

作者:本刊特约记者 张晓鸣

骄阳下,雄伟的发射塔架拥抱着神舟十号和长征二号船箭组合体,矗立在茫茫戈壁上,熠熠生辉。北京时间6月11日的下午,东风航天城再次成为世人关注的焦点。

17时38分,火箭发射。记者在现场看到,火箭两边分别喷射出两团褐黄色的烟雾,随后一阵巨大的震动传来,大地颤抖起来。火箭托举着飞船冲天而起,在蓝天中划出一道美丽的弧线。大约两分钟之后,火箭变成一个亮点,消失在人们的视野中。半个月后,6月26日8时7分许,神舟十号返回舱,在位于内蒙古中部草原上的预定区域顺利着陆,任务圆满成功。

在中国航天事业发展史上,留下过许许多多难以忘却的名字。从“两弹一星”时代的钱学森、赵九章,到载人航天时代的杨利伟、费俊龙、聂海胜。他们用自己的青春和汗水,共同支撑起了中国航天事业的一片天空。但是在他们的背后,还有数不清的科研、技术工作者,他们同样付出了与这些响当当的名人一样的努力与年华,没有这样一个庞大的技术团队,也不会有这些知名科技带头人、航天员的成功。

据载人航天工程办公室统计,直接参与载人航天工程研制工作的研究所、基地、研究院一级的单位有110多个,配合参与这项工程的单位达3000多个,数十万科研工作者参与其中。如此庞大的工程系统,都是在高度协作、密切配合中运转。西安的火箭发动机,天津的太阳帆板,上海的推进器,四川的元器件……一声令下,前一天还在各地的设备第二天已运至北京的总装车间。每次执行飞船发射任务,从国内外的各测控站到海上测量船,成百上千的雷达和各种跟踪测量装备几乎同时启动,成千上万的工作人员把一道道数据由四面八方汇集到北京、酒泉……

让我们尝试着走近这些航天英雄背后的平凡人吧。

航天城做好后勤

汽车行进在密布林木的街道上,宛如进入一个安静的小城。经过航天人几十年的努力,昔日的茫茫大漠戈壁滩,如今已经绿树成荫,公路两旁耸立起参天大树,鲜花像是铺撒在大地上,为航天城增添了无限妩媚。

航天城的建筑物错落有致,马路宽阔平展整洁,公园、学校、医院、电视台、银行、邮局、工商管理、市场、宾馆饭店,应有尽有。行走在街道上,如同进入了一个现代城市。这里的宾馆和街道取名都极具东风特色——太空路、宇宙路、航天路、胡杨路、黑河路、红柳路……“神舟宾馆”、“东风宾馆”、“航天宾馆”等。

如果说基地的居民主要是为日常任务服务的话,在执行类似神十这样的大型航天任务的时候,又会额外进入许多来自五湖四海的试验队员。而要做好他们的后勤保障,也是一门大学问。

比如,民以食为天。神十任务前后,整个航天城里面向各地试验队开放的食堂共有8个,不过记者还是很快找到了专门为上海航天局试验队服务的那个。也没啥诀窍,墙上挂的电视机放着东方卫视,吃饭的人群里偶尔会飘出几句吴侬软语。

一走进厨房,抽油烟机的轰响声与刀切砧板发出的“笃笃”声便不绝于耳,几乎要盖过说话声。操作间里,两名大厨正在忙,一位正在将整根茄子切条,预备做鱼香茄子,另一位则把一块块腌制好的猪排平摊在金黄色的面包糠里“打滚”,过会儿下油锅一走就是金粒炸猪排。墙上贴着今天的菜单,晚餐有10菜2汤,炸猪排、鱼香茄子、咸肉冬瓜汤、剁椒草鱼、家常豆腐、苦瓜蛋白……

制定这份菜谱的是厨师长李曙光,已经是从业10年的老师傅,擅长本帮菜,尤其擅长熏鱼。据了解,每次上海航天局试验队在航天城有任务,航天局下属的航天物业公司便会组织厨师等后勤人员,比试验队早一周进入航天城,提前把吃饭这项“大事”安排好。

为了制定每天的菜谱,李曙光动了不少脑筋,根据荤素搭配的原则,每顿饭荤素差不多各占一半,其中有7~8道本帮菜和2~3道北方菜,以满足试验队员“以海派口味为主、兼顾北方口味”的特点。

本次任务期间,8位厨师最多每天要准备107人的饭菜,现在仍有70多人在这里用餐。眼下,食堂带队经理钱树强正和几位大厨商量,怎么能在保证口味的同时,兼顾部分年轻人嗜辣的“重口味”,同时考虑部分队员年纪大、血压高的问题,把菜里的盐再克扣一些。

“我们不能直接为火箭上天做贡献,但我们可以尽量保障实验队员们吃饱、吃好,工作的时候专心、不想家。”钱树强说。

忙发射聚少离多

由于航天工作的特殊性,加班加点、连续奋战早就成为航天人的家常饭。而一旦遇到重大的任务,出差3~4个月也是常有的事情。在东风航天城,就活跃着一大批上海航天人的身影。

内行人都知道,搞航天最危险的就是与燃料打交道。按照标准,物质毒性共分六个等级,飞船燃料是最高的“剧毒级”,皮肤一沾上就会立即渗透到血管中。不仅如此,它还易燃、易爆,一丁点火花就可以炸毁整个厂房。而从1999年到2013年,上海航天人朱晓骅的工作就是把这些“高危品”准确、安全地加注到飞船推进系统中。

1999年,作为神一推进分系统加注组最年轻的主操作手,朱晓骅首次跟着师傅来到了基地。2002年,年仅29岁的他被推到前台,接替师傅的位置,成为神四推进分系统加注组组长。由于人长得胖,大家亲切地喊他“胖子”。如今,40岁的他仍然坚守在一线工作。“像我这样从神一到神十都参加的人,我们所好像不多吧。”他说。

说起这些年的变化,朱晓骅有很多感慨。在发射前,别的队员工作,只需要加一件防静电服就行;而每每轮到他们加注组工作,必须随时穿戴好一级防毒面罩。“从神舟一号到神舟七号,操作人员必须身着厚厚的密封服现场加注。我们工作时,其他系统的队员都‘自觉’躲得远远的。”朱晓骅笑着说。

经过多年努力,科研人员逐步研制成功第三代加注设备,可远程控制作业。从神舟八号和天宫一号开始,实现了人和推进剂的隔离。现在,他们只要穿着白大褂在远程控制室内,通过指挥监视系统观察和控制在防爆环境中实施的加注工作。而橡胶制的全封闭防护服只需放在一边,以防万一。“加注厂房距离控制室约20米,外围是一层厚厚的钢筋混凝土防爆墙,保护远程控制人员的安全。”他介绍。

“作为发射场重大节点之一,具有不可逆的特性,飞船一旦加注便不能泄出,否则意味着整个推进系统的报废,整个任务将终止,所以非常关键。”5月21~24日,朱晓骅带领着年轻的徒弟们,成功完成了神舟十号飞船的加注。

航天工作人员陈为在神十的发射工作中负责飞船电缆脱插,是整个发射任务中最后一个离开塔架的人。操作时需对照精确到分钟的计划任务表,早一分钟,晚一分钟,都不行。对他的爱人刘锦芳来说,今年除了她的丈夫要参与神十发射工作,他们的女儿今年正好也要高考,这是她人生的一个重要节点。“从去年8月到如今近一年的时间,丈夫陈为只有在十一国庆和过年回来了几天,其余时间都在基地里忙着神十发射任务。”她说:“高考完了女儿就和她爸爸打电话,‘爸爸,我的任务顺利完成了,接下来看你的啦,你也要加油哦!’。当时我在旁边听着,眼泪‘刷’地就下来了。”

6月8日高考一结束,陈慧婷飞往酒泉。为了给爸爸一个惊喜,陈慧婷并没有透露行踪。6月10日晚上,陈为和家里通电话,依然不知道宝贝女儿其实已到酒泉,和自己只相隔几十公里的距离。而当记者在6月11日遇到他们时,父女两个终于相聚可以一起返回上海了。

与陈为一家情况相似的还有担任神十飞船推进舱的总装主任设计师曹俊生。“当年怀上孩子的时候,他正在忙着神七,那时我一个人腆着大肚子忙里忙外,很无助,对他的工作也曾有小小的埋怨。”他的妻子张聪说:“但是慢慢也就习惯了。家里人也都很支持他的工作,尽量不去麻烦他,让他专注于航天事业。”

科研人十年磨剑

不仅仅是在东风航天城,远在北京、上海、西安、成都……同样有无数的人关注着太空中的天空一号和神舟十号。

捕获、缓冲、拉近、锁紧,6月13日中午,神舟十号与天宫一号首次对接。看似简单的“太空一吻”,是上海航天对接机构专家研制攻关16年的成果。由118个测量传感器、5个接发指令控制器和上千个齿轮和轴承组成,器件国产化率达到99%。精度具体有多高?上海航天局退休专家陶建中介绍说,两个飞行器靠拢时要检测位置、姿态、距离、速度等12个参数,其中横向误差不允许超过180毫米,但在此前交会对接时,误差不超过10毫米。

中国要建立自己的空间站,空间交会对接技术是必须突破和掌握的。上海航天人决心走自力更生、自主创新之路。研发团队搜集和查阅了所有能找到的相关资料,前后收集各类资料整整10个大箱子,通过一轮轮评审和质询。

模拟太空微重力环境下的对接过程,是摆在科研人员面前的第一道难关。俄罗斯采用的是“吊挂”方案,即把两个飞行器吊起来,利用钟摆的原理来模拟初始对接过程,但这种方案在稳定性上有很大的局限性。刚开始时,科研人员尝试用滑车的方案,但试验下来发现摩擦力太大,无法模拟飞行器在太空中的环境特性。

后来,科技人员建设性地提出了气浮平台的方案。但这个方案的关键是需要建立两个平整度高和稳定性好的平台,整个平台在任何情况下平面高低起伏不能超过千分之三毫米,也就是一根头发丝直径的1/20。通过查询各种资料,发现只有泰山花岗岩才能满足上述要求。于是,我们的设计师亲赴泰山石矿区,在那里仔细考察了一个多月,终于开采到了两块70多吨重的大石头。接着,又用五个多月的时间加工成两个20吨重的精密平台。在这个平台上,两个8吨重的飞船模型只须用手指轻轻一点就可移动,而且还可以根据实验需要设置各种初始对接条件。俄罗斯专家参观后,不由赞叹:“这是当今世界上水平最高的对接机构试验台。”

此外,诸如分离角速度过大的问题也一度成为“拦路虎”。经过170多次的反复试验、分析和改进,最终用最严苛的环境条件来模拟,使分离角速度做到了0.1度/秒,达到了要求。

巧助力天地授课

奇怪的单摆、摇头晃脑的陀螺、神奇的水球……6月20日上午,上海许多学校纷纷组织学生收看来自天宫一号中国航天员王亚平的授课。而在这天地授课的背后,上海航天功不可没。而同时在收看直播的上海航天技术研究院电子所的专家们,也是一样热泪盈眶。太空授课的每一个画面,航天员的一颦一笑,都离不开背后电子所20多年的默默耕耘。

太空授课,要求航天员把在太空拍摄的画面和收录的声音即时传回地面,对画面质量和稳定性都有很高的要求。而天地传输信号总量有限,又需要通过数据压缩实现即时传输。据介绍,这个项目从2006年左右启动,到2010年产品交付,用了4年。在上海航天人的努力下,天宫一号高速通信处理器的总带宽相比神舟飞船有了很大的提升,能够不间断传回天宫航天员的画面和体征信息、空间试验站内仪器设备的各项参数,以及空间试验的数据。并且,天宫一号可以实现两个画面同时传输,也就是说地面上能同时看到内部两台固定摄像机拍摄的画面。

从图像质量上看,如果说神舟五号的图像是VCD水平,那么到了神舟八号以后,就达到了DVD水平。

据介绍,天宫一号的图像产品采用了高质量图像的压缩编码算法,能给地面提供DVD画质的清晰图像;而声音则采用了高保真的编码体制,不管是讲话还是播放音乐,都能达到MP3、MP4的效果。另外高速通信处理器是声音、图像信号传输的必经通道,它采用了国际标准的调度算法及可靠性设计,确保了传输数据的实时性、准确性和可靠性。
为什么选择在天宫一号内授课?

专家告诉记者,舱内摄像机视场角度达超广角100度,成像效果更好,色彩更鲜艳。值得一提的是,经过两年运行,天宫的摄像头工作状态依旧良好。有了中继卫星相助,天宫一号数据传输的本领大大增强。图像数据传输速率是飞船的近4倍。因此,天宫一号舱内摄像头拍到的王亚平太空授课图像传输到地面,比飞船传输的图像更为清晰。另外一名航天员张晓光作为摄像师,把手持摄像机的画面实时传回地面,也必须要通过研制的压缩编码和合路处理技术才可以实现。

在神舟系列中,神舟十号是第一个“享受”我国中继卫星全球系统服务的载人飞船,可以和地面24小时随时对话,公众才能看到稳定、清晰的实时画面。

……

如今,为了中国的航天事业,无数科研及后勤人员仍在默默无闻地勤奋工作着,让我们记住这些背后的英雄们!