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2024-01-22 11:44
科技

“国际空间站不带我们玩,倒逼了我们”

自2022年中国载人航天工程圆满完成“三步走”战略任务,全面建成中国空间站一年多以来,中国航天人步履不停,在浩瀚太空里不断刷新属于中国的纪录。
航天“国际空间站不带我们玩,倒逼了我们”
航天科技集团五院载人航天工程空间站系统总设计师 杨宏

■2024年1月17日22时27分,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭腾空九霄,进入太空。这是2024年中国载人航天的首次发射任务,也是载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后的第4次发射任务。约3小时后,天舟七号成功对接于空间站天和核心舱后向端口。天舟七号是世界现役货物运输能力最大、货运效率最高、在轨支持能力最全的货运飞船,为中国空间站的运营保障和空间探测提供了强有力支撑。自2022年中国载人航天工程圆满完成“三步走”战略任务,全面建成中国空间站一年多以来,中国航天人步履不停,在浩瀚太空里不断刷新属于中国的纪录。

从载人飞船系统副总设计师,到空间实验室系统天宫一号总设计师,再到现任空间站系统总设计师,中国载人航天“三步走”的每一步,杨宏都参与其中。

航天科技集团五院载人航天工程空间站系统总设计师杨宏:每年10月16日我都要给杨利伟发一个祝福短信,因为10月16日是他安全返回地面的日子。对于一个航天人来讲,每次神舟飞船返回舱安全落地,航天员健康出舱,是我们航天人最幸福的时刻。

2003年10月15日,航天员杨利伟搭乘中国第一艘载人飞船神舟五号顺利升空,第一次把中国人的身影印在茫茫太空。经过21小时23分钟,在轨运行14圈之后,10月16日,飞船安全着陆,中华民族千年飞天圆梦,中国成为世界上第三个能独立将人类送上太空的国家。从那以后,中国航天开启了加速模式。2022年11月29日,神舟十五号飞船搭乘长征二号F遥15火箭飞向太空,这是中国空间站建造阶段的最后一棒,也是空间站应用与发展阶段的第一棒。2022年12月2日晚,神舟十五号航天员乘组从神舟十四号航天员乘组手中接过中国空间站的钥匙,两个乘组完成了首次在轨交接。自此,中国空间站正式开启长期有人驻留模式。

杨宏:在交接班的时候,神舟十四号乘组向神舟十五号乘组移交了一把钥匙。2022年11月份恰逢是我们载人航天的首任工程总师王永志院士的生日。两个乘组轮换的这样一个重要时刻,其实我首先想到的是老一代航天人,所以我给他接通了电话。王大总师跟我语重心长地说,你注意到了没有,他们交接那个钥匙,代表了这三十年来我们全体参研参试团队一个工作的移交。它代表了前一个任务的完成,同时又代表了一个新的任务的开始,就是我们空间站的应用与发展阶段,这个钥匙是一个接力棒。

假如你是一名航天员,你敢不敢坐自己设计的飞船

这是一场跨越30多年的漫长旅程。杨宏见证了中国的飞天之路从梦想变为现实,也亲身经历了其中的曲折与艰辛。

1992年,29岁的杨宏还是中国空间技术研究院的一名青年技术人员,专注于空间探索领域的技术攻坚。当年,联想集团曾想要高薪聘请他去担任技术人员,但他最终还是选择了留下。

杨宏:我总是想让学到的知识能够有一个展示自己的、能够回报社会回报国家的机会。

也正是在这一年,1992年的9月21日,中国载人航天工程在经过了数年的论证之后终于成功立项,工程代号“921”,并确立了“三步走”的发展战略。第一步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验;第二步,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术,发射空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题;第三步,建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。杨宏被调入中国载人飞船总体室,成为团队的第一批队员,在神舟飞船首任总设计师戚发轫的带领下,踏上了漫漫求索路。

杨宏:我们经常说的一句话,载人航天,人命关天,这是我们的原则、底线。载人飞船的老总设计师戚发轫院士,他经常跟我们讲的一句话就是,假如你是一名航天员,你敢不敢乘坐你自己设计的飞船。

尽管起步晚,但在追求一流信念的鼓舞下,设计团队大胆地提出直接研制国际上第三代飞船的设想,并很快拿出了100多万字的论证报告。就这样,中国第一艘飞船的蓝图诞生了。

杨宏:载人航天我们应该是落后了国外几十年起步,但同时我们有后发的优势,改革开放我们的国力、科技实力在增强,所以那时候尽管碰到很多困难,但是信心是坚定的。

宏伟蓝图的背后是一座座难以逾越的大山。为扫清拦路虎,设计团队把飞船系统关键技术分解为制导导航控制、返回控制、特大型降落伞、着陆缓冲等17项核心技术,一场为时6年的攻关战在多个陌生领域里全面打响。当时,作为神舟飞船总体室的一名设计师,杨宏负责飞船的电气部分,即飞船的电总体工作。

杨宏:当时我负责第一次桌面联试,神舟飞船是一个由多个专业组成的系统综合体,把几百台设备放在桌面上组成一个飞船系统,让它能够连起来成为一个整体,还要让它模拟飞行。我们是一个大的系统工程,研制单位众多,各个专业分系统,各专业研制单位,尽管在各个接口方面都做了详细的约定,但是在系统集成到一起的时候,就遇到了想象不到的问题,几乎是连一个系统,连一个设备,连一个不通一个。

为了解决这个问题,团队不得不和各研制单位重新约定,匹配各个分系统的接口,整个过程耗时九个半月。此时,距离载人航天工程立项之时定下的“保九争八”目标,即争取在1998年、保证在1999年发射第一艘无人飞船,所剩时间已经不多。

记者:当时为什么要给自己这么大的时间上的压力?

杨宏:我们载人航天工程起步这个过程当中,实际上是有一些不同的声音,国家花这么多的钱,我们去搞这样一个工程,还要付出很大的代价,那么值不值?这给我们的研制团队其实增添了压力。如果一直在这个过程当中去探索、去摸索,而没有一个时间点,那有可能我们的工程就持续不下去。而工程师就是要解决问题,不管这个方法是土的是洋的,解决问题才是关键。

17项具有自主知识产权核心技术的突破,为神舟飞船的初样研制奠定了基础。1999年11月20日,神舟一号无人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,这是中国载人航天工程的首次飞行,标志着我国载人航天技术获得了重大突破。

2001年1月10日,我国第一艘正样无人飞船——神舟二号发射成功。飞船完成了预计的科学任务,设备工作正常,取得了大量数据。一年后,神舟三号计划发射。然而,在进场后的第4天,技术人员检测出飞船的一个穿舱电连接器不通电。

为了确保万无一失,飞船上所有77个相同插座都要重新设计、重新生产、全部更换。神舟三号推迟发射,400多人的试验队不得不撤场,很多人失声痛哭。

杨宏:那个问题尽管是在发射场出现的,可是我们在北京测试的时候就曾经发生过,但是我们没把它当回事。就是我们的质量意识不够,以为这就是一个电连接器的个别问题,这只有问题,拆下来换一只好的就行了。我们并没有把拆下来的这只送去做失效分析,如果一分析,里面的设计缺陷、产品缺陷就全都能够发现了,我们当时的质量意识不够。

作为当时神舟三号的总体负责人,杨宏扣发了本人100%的补贴。三个月后,2002年3月25日,神舟三号重返发射场,顺利升空,并于2002年4月1日下午4时成功返回地球,预定试验目标全部达到,获得圆满成功。

杨宏:庆幸问题能够早一点发现,要把问题发现在地面,但这个不仅是要靠我们每个人,还要靠我们一个体系在正常运作。

2002年10月30日,神舟四号飞船进场。这是载人飞行之前的最后一次无人试飞,如果失败,工程后续计划将全部打乱。各系统紧张测试之时,发射场气温骤降,给火箭保温,成为此时的重要工作。2003年1月5日,神舟四号在经受了零下29℃低温的考验后成功发射,突破了我国低温发射的历史纪录。这艘无人飞船技术状态与载人飞船完全一致,其发射成功,预示着中国人“摘星揽月”已为期不远。

在我心中,杨利伟是真正的英雄

神舟五号飞行任务启动时,杨宏已经是飞船系统副总设计师了,负责飞船电性能的测试、大型试验以及发射场技术组的工作。

记者:神舟五号不一样,上面有人了。

杨宏:我们要对航天员的生命安全负全责。团队当中经常讲的,航天员的生命安全在我们每一个设计师的手中。比如说神舟飞船的发射、返回是航天员最危险的时段。那么发射的这个全过程,要100%保证航天员在任何时刻出现危险都能够逃逸救生。

为确保航天员的生命安全,设计团队设想了108种故障模式,设计了20多种应急救生方案,每一种模式都有对策;每一种方案,都能保证航天员随时应急返回。2003年10月15日,神舟五号飞船矗立在酒泉卫星发射场,中华民族的千年飞天梦落在了航天员杨利伟身上。

记者:把这个真人送上去了,他出征的那一刻你们会怎么样?

杨宏:应该说我们工作该想到的都想到了,该做的也做到了。我们作为设计师来讲必须心里头是踏实的,你才能够拍胸脯说,航天员你可以坐我们的飞船,可以上天,还能把你安全地接回来,必须有这样的一个自信。但是尽管是这样的一个状态,我们在神舟五号发射前应该说我们还是紧张的。

发射前的一幕,杨宏至今记忆犹新。

杨宏:2003年10月15日上午九点,在发射前倒计时读秒的时候,我们的航天员杨利伟冲着镜头给我们行了一个军礼。尽管我们做了大量的工作,但是风险是依然存在的,所以我认为在我心目当中,杨利伟是真正的英雄。

一个非常大的压力是天宫一号首发必须成功

神舟五号飞行任务成功后,飞船系统的总指挥、总设计师都换上了年轻人,技术队伍也以年轻人为主,杨宏被任命为神舟六号主管副总师。2005年10月12日,神舟六号发射升空,从神舟五号到神舟六号,不仅仅是“一人一天”到“两人五天”量的变化,更是一次质的飞跃,标志着中国人开始真正尝试太空生活。

2008年9月27日,神舟七号航天员翟志刚开始中国人的第一次太空行走。持续19分35秒的舱外活动,标志着中国成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家,也正式开启了“三步走”发展战略“第二步”——空间实验室的征程。事实上,早在2006年,中国的第一个空间实验室——天宫一号就进入初样研制阶段,杨宏担任天宫一号的总设计师。

2008年9月,神舟七号航天员乘组圆满完成太空行走任务后,中国载人航天的工程能力和技术储备站到了新的起点。最为关键的技术是交会对接,这项技术的突破是沿袭10多年前制定的方案一步一动,还是按照新的技术水平更大步地跨越发展,中国航天人又一次面临着重大抉择。

杨宏:交会对接需要有一个目标飞行器,这个目标飞行器同时还要兼做空间实验室的功能,还要兼做控制和管理两个航天器对接到一起的组合体的功能,还要完成航天员中短期的驻留,还要开展一部分的科学实验,还要为空间站做先行的技术验证。实际上是一个多任务目标。

记者:那为什么非要让这么多的任务在一个飞行器上解决?

杨宏:降低成本,降低整个工程的代价,这样我们能够少花钱多办事。

没有成熟的经验可借鉴,没有充分的数据可参考,无法充分验证宇宙中的现实环境,挑战不言而喻。根据天宫一号任务的特点与要求,杨宏带领研制人员不断改进设计,提高天宫一号的性能。

杨宏:当时我作为总师,一个非常大的压力就是天宫一号首发必须得成。如果天宫一号不成,整个载人航天的第二步任务就无法实现。

天宫一号的控制系统、能源系统、动力系统,使用了超过80%的新设备新技术,远远高于新研航天飞行器采用量不超过30%的惯例。一些关键技术的突破不仅用于了天宫一号,也为空间站的研制奠定了坚实的基础。2011年9月29日,在正式立项五年后,我国首个目标飞行器天宫一号发射成功。一个月后,2011年11月3日,天宫一号与神舟八号无人飞船上演“太空之吻”。

记者:天宫一号这个任务用了五年的时间,这段路你和你的团队是用什么样的工作强度给它攻下来的?

杨宏:我们基本上晚上加班是常态,周六周日不休息也是常态。在神舟五号到神舟六号的时候,我们载人航天团队形成了一次新老交替,所以那个时候的平均年龄只有31岁。天宫一号正是这样一个年轻团队干过来的,这批青年团队到最后形成了空间站的骨干力量,我觉得这是一个非常大的收获。

之后,天宫一号又成功与神舟九号、神舟十号飞船对接,接纳了两个飞行乘组、六名航天员进驻,验证了载人航天器组合体控制等多项空间站关键技术。2016年的春天,天宫一号功成身退,中止服务。同年,天宫二号和神舟十一号载人飞船相继发射成功,神舟十一号航天员乘组在天宫二号空间实验室驻留30天,首次实现中国航天员中期在轨驻留。2017年,我国首艘货运飞船天舟一号与天宫二号顺利完成自动交会对接,验证了货物运输和推进剂在轨补加,标志着我国建成了空间站货物运输系统,中国载人航天“三步走”第二步全面收官,正式叩开了中国“空间站时代”的大门。

国际空间站不带我们玩,反而倒逼了我们

天舟一号发射任务成功之后,中国载人航天工程迈进空间站建设时代。而早在天宫一号成功发射之前的2010年,中国载人空间站工程就正式立项,杨宏担任空间站系统总设计师。如何实现从“空间实验室”到“载人空间站”的迭代和升级,成为杨宏和他的团队重点思考的问题。那时候,距离地球400公里近地轨道上的“国际空间站”开始全面使用。这项太空合作计划却把中国拒之门外。

记者:当时你已经在这个队伍里了,听到这个消息心里是什么感受?

杨宏:说得通俗一点,就是国际空间站不带我们玩,反倒是倒逼了我们,我们必须靠中国人自己的力量去干,打造出一个我们具有世界级水平的中国空间站。

按照规划,中国空间站的基本构型由一个核心舱、两个实验舱以及与其对接的载人飞船和货运飞船组成,并具有扩展能力。空间站设计寿命为10年,当时计划于2020年前后建成。作为空间站系统总设计师,杨宏坚持自主研发,提前布局,首创性地提出了元器件自主可控系统性保证方案,对8类核心元器件进行提前国产化攻关,确保了我国航天技术不受人“卡脖子”。

杨宏:比如我们有一款高端芯片,宇航级的高端芯片,比CPU还要高端。大家可能从电视上可以看到,空间站传输的电视图像,还有高清的大容量的数据传输,都是靠高端的宇航级芯片来完成的。而这个芯片是一开始我们就意识到了,早早就安排去研制、攻关、突破。另外一方面,我们国家很多行业科技的自立自强也助推了空间站设计的先进性提升,比如我们把5G技术用到了中国空间站,所以我们是相互促进,共同发展。

2020年5月5日,中国目前近地轨道运载能力最大的运载火箭长征五号B成功首飞,正式拉开我国载人航天工程“三步走”第三步任务的序幕。从2021年4月29日空间站天和核心舱发射开始,19个月的时间里,中国载人航天密集实施11次发射,天舟二号、神舟十二号、天舟三号、神舟十三号、天舟四号、问天实验舱、神舟十四号、梦天实验舱、天舟五号、神舟十五号相继发射升空,中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成,航天员乘组实现首次在轨轮换,空间站转入常态化运营模式,中国载人航天工程“三步走”发展战略第三步完美收官。神舟十六号、神舟十七号接力奋战,逐梦太空永无止境。

记者:如果我们就现实点说、功利点说,我们发展这条路,在这条路上这么远地去走,对当今的意义和作用是什么?

杨宏:我们提到的一些关键技术能够直接带动很多产业的发展,也能助推它们的技术进步。我记得我们有一个研制单位到最后在科创板上市了,这是我觉得非常开心的事情。我们高压体制下有个直流变换器,叫DCDC的模块。高压体制,我们自己的产品完全立足于国产,既没有想过在国外去买,也没有想跟国外的对标,照猫画虎我们再去跟仿一个型号,我们完全独立自主地自己设计了一套体系,设计了一套型谱规格。

杨宏:比较有意思的一个现象出现了,我们自己的研制体系形成了以后,国外的厂商打不进来了,国外的厂商主动把我们的型谱要去,按照我们的型谱去研制,才能进入中国市场。这就是什么呢?我们不能去走跟仿这条路,一定要独立自主地按照自己的需要,中国式的特色独立自主地设计自己的型谱,形成中国标准。

从神舟一号的横空出世到如今中国空间站转入应用与发展阶段,中国人在太空一次次迈出的一小步,汇聚成了中国航天的一大步,这支平均年龄只有三十几岁的研制团队,如今又站在了一个新的起点。

杨宏:我们现在进入空间站的应用与发展阶段,这个阶段我们有更多的任务去完成。首先要按照党中央的部署,要建成我国的国家级太空实验室,开展大规模的空间科学和技术实验,让空间站让载人航天工程能够发挥更大的科学价值、经济价值,服务于国家战略,服务于国计民生。

杨宏:我觉得有一个非常重要的制胜法宝,就是航天精神。我们航天精神的内涵,热爱祖国。我们老一代航天人经常跟我们讲,热爱祖国是最关键的,以国为重。我非常敬佩我们的老前辈们,不止三十年,我们是一代代航天人接续奋斗,一代代努力奋斗下来的,有很多老同志由于年龄原因退下去了,有的可能永远离开了我们,只是在我们这一代手里完成了空间站的组装建造,但是我们时刻不能忘记这是在老一代航天人、几代航天人的接续奋斗下,才有了今天。

记者 董倩■ 
                                                                                     
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航天科技集团五院载人航天工程空间站系统总设计师 杨宏

■2024年1月17日22时27分,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭腾空九霄,进入太空。这是2024年中国载人航天的首次发射任务,也是载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后的第4次发射任务。约3小时后,天舟七号成功对接于空间站天和核心舱后向端口。天舟七号是世界现役货物运输能力最大、货运效率最高、在轨支持能力最全的货运飞船,为中国空间站的运营保障和空间探测提供了强有力支撑。自2022年中国载人航天工程圆满完成“三步走”战略任务,全面建成中国空间站一年多以来,中国航天人步履不停,在浩瀚太空里不断刷新属于中国的纪录。

从载人飞船系统副总设计师,到空间实验室系统天宫一号总设计师,再到现任空间站系统总设计师,中国载人航天“三步走”的每一步,杨宏都参与其中。

航天科技集团五院载人航天工程空间站系统总设计师杨宏:每年10月16日我都要给杨利伟发一个祝福短信,因为10月16日是他安全返回地面的日子。对于一个航天人来讲,每次神舟飞船返回舱安全落地,航天员健康出舱,是我们航天人最幸福的时刻。

2003年10月15日,航天员杨利伟搭乘中国第一艘载人飞船神舟五号顺利升空,第一次把中国人的身影印在茫茫太空。经过21小时23分钟,在轨运行14圈之后,10月16日,飞船安全着陆,中华民族千年飞天圆梦,中国成为世界上第三个能独立将人类送上太空的国家。从那以后,中国航天开启了加速模式。2022年11月29日,神舟十五号飞船搭乘长征二号F遥15火箭飞向太空,这是中国空间站建造阶段的最后一棒,也是空间站应用与发展阶段的第一棒。2022年12月2日晚,神舟十五号航天员乘组从神舟十四号航天员乘组手中接过中国空间站的钥匙,两个乘组完成了首次在轨交接。自此,中国空间站正式开启长期有人驻留模式。

杨宏:在交接班的时候,神舟十四号乘组向神舟十五号乘组移交了一把钥匙。2022年11月份恰逢是我们载人航天的首任工程总师王永志院士的生日。两个乘组轮换的这样一个重要时刻,其实我首先想到的是老一代航天人,所以我给他接通了电话。王大总师跟我语重心长地说,你注意到了没有,他们交接那个钥匙,代表了这三十年来我们全体参研参试团队一个工作的移交。它代表了前一个任务的完成,同时又代表了一个新的任务的开始,就是我们空间站的应用与发展阶段,这个钥匙是一个接力棒。

假如你是一名航天员,你敢不敢坐自己设计的飞船

这是一场跨越30多年的漫长旅程。杨宏见证了中国的飞天之路从梦想变为现实,也亲身经历了其中的曲折与艰辛。

1992年,29岁的杨宏还是中国空间技术研究院的一名青年技术人员,专注于空间探索领域的技术攻坚。当年,联想集团曾想要高薪聘请他去担任技术人员,但他最终还是选择了留下。

杨宏:我总是想让学到的知识能够有一个展示自己的、能够回报社会回报国家的机会。

也正是在这一年,1992年的9月21日,中国载人航天工程在经过了数年的论证之后终于成功立项,工程代号“921”,并确立了“三步走”的发展战略。第一步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验;第二步,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术,发射空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题;第三步,建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。杨宏被调入中国载人飞船总体室,成为团队的第一批队员,在神舟飞船首任总设计师戚发轫的带领下,踏上了漫漫求索路。

杨宏:我们经常说的一句话,载人航天,人命关天,这是我们的原则、底线。载人飞船的老总设计师戚发轫院士,他经常跟我们讲的一句话就是,假如你是一名航天员,你敢不敢乘坐你自己设计的飞船。

尽管起步晚,但在追求一流信念的鼓舞下,设计团队大胆地提出直接研制国际上第三代飞船的设想,并很快拿出了100多万字的论证报告。就这样,中国第一艘飞船的蓝图诞生了。

杨宏:载人航天我们应该是落后了国外几十年起步,但同时我们有后发的优势,改革开放我们的国力、科技实力在增强,所以那时候尽管碰到很多困难,但是信心是坚定的。

宏伟蓝图的背后是一座座难以逾越的大山。为扫清拦路虎,设计团队把飞船系统关键技术分解为制导导航控制、返回控制、特大型降落伞、着陆缓冲等17项核心技术,一场为时6年的攻关战在多个陌生领域里全面打响。当时,作为神舟飞船总体室的一名设计师,杨宏负责飞船的电气部分,即飞船的电总体工作。

杨宏:当时我负责第一次桌面联试,神舟飞船是一个由多个专业组成的系统综合体,把几百台设备放在桌面上组成一个飞船系统,让它能够连起来成为一个整体,还要让它模拟飞行。我们是一个大的系统工程,研制单位众多,各个专业分系统,各专业研制单位,尽管在各个接口方面都做了详细的约定,但是在系统集成到一起的时候,就遇到了想象不到的问题,几乎是连一个系统,连一个设备,连一个不通一个。

为了解决这个问题,团队不得不和各研制单位重新约定,匹配各个分系统的接口,整个过程耗时九个半月。此时,距离载人航天工程立项之时定下的“保九争八”目标,即争取在1998年、保证在1999年发射第一艘无人飞船,所剩时间已经不多。

记者:当时为什么要给自己这么大的时间上的压力?

杨宏:我们载人航天工程起步这个过程当中,实际上是有一些不同的声音,国家花这么多的钱,我们去搞这样一个工程,还要付出很大的代价,那么值不值?这给我们的研制团队其实增添了压力。如果一直在这个过程当中去探索、去摸索,而没有一个时间点,那有可能我们的工程就持续不下去。而工程师就是要解决问题,不管这个方法是土的是洋的,解决问题才是关键。

17项具有自主知识产权核心技术的突破,为神舟飞船的初样研制奠定了基础。1999年11月20日,神舟一号无人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,这是中国载人航天工程的首次飞行,标志着我国载人航天技术获得了重大突破。

2001年1月10日,我国第一艘正样无人飞船——神舟二号发射成功。飞船完成了预计的科学任务,设备工作正常,取得了大量数据。一年后,神舟三号计划发射。然而,在进场后的第4天,技术人员检测出飞船的一个穿舱电连接器不通电。

为了确保万无一失,飞船上所有77个相同插座都要重新设计、重新生产、全部更换。神舟三号推迟发射,400多人的试验队不得不撤场,很多人失声痛哭。

杨宏:那个问题尽管是在发射场出现的,可是我们在北京测试的时候就曾经发生过,但是我们没把它当回事。就是我们的质量意识不够,以为这就是一个电连接器的个别问题,这只有问题,拆下来换一只好的就行了。我们并没有把拆下来的这只送去做失效分析,如果一分析,里面的设计缺陷、产品缺陷就全都能够发现了,我们当时的质量意识不够。

作为当时神舟三号的总体负责人,杨宏扣发了本人100%的补贴。三个月后,2002年3月25日,神舟三号重返发射场,顺利升空,并于2002年4月1日下午4时成功返回地球,预定试验目标全部达到,获得圆满成功。

杨宏:庆幸问题能够早一点发现,要把问题发现在地面,但这个不仅是要靠我们每个人,还要靠我们一个体系在正常运作。

2002年10月30日,神舟四号飞船进场。这是载人飞行之前的最后一次无人试飞,如果失败,工程后续计划将全部打乱。各系统紧张测试之时,发射场气温骤降,给火箭保温,成为此时的重要工作。2003年1月5日,神舟四号在经受了零下29℃低温的考验后成功发射,突破了我国低温发射的历史纪录。这艘无人飞船技术状态与载人飞船完全一致,其发射成功,预示着中国人“摘星揽月”已为期不远。

在我心中,杨利伟是真正的英雄

神舟五号飞行任务启动时,杨宏已经是飞船系统副总设计师了,负责飞船电性能的测试、大型试验以及发射场技术组的工作。

记者:神舟五号不一样,上面有人了。

杨宏:我们要对航天员的生命安全负全责。团队当中经常讲的,航天员的生命安全在我们每一个设计师的手中。比如说神舟飞船的发射、返回是航天员最危险的时段。那么发射的这个全过程,要100%保证航天员在任何时刻出现危险都能够逃逸救生。

为确保航天员的生命安全,设计团队设想了108种故障模式,设计了20多种应急救生方案,每一种模式都有对策;每一种方案,都能保证航天员随时应急返回。2003年10月15日,神舟五号飞船矗立在酒泉卫星发射场,中华民族的千年飞天梦落在了航天员杨利伟身上。

记者:把这个真人送上去了,他出征的那一刻你们会怎么样?

杨宏:应该说我们工作该想到的都想到了,该做的也做到了。我们作为设计师来讲必须心里头是踏实的,你才能够拍胸脯说,航天员你可以坐我们的飞船,可以上天,还能把你安全地接回来,必须有这样的一个自信。但是尽管是这样的一个状态,我们在神舟五号发射前应该说我们还是紧张的。

发射前的一幕,杨宏至今记忆犹新。

杨宏:2003年10月15日上午九点,在发射前倒计时读秒的时候,我们的航天员杨利伟冲着镜头给我们行了一个军礼。尽管我们做了大量的工作,但是风险是依然存在的,所以我认为在我心目当中,杨利伟是真正的英雄。

一个非常大的压力是天宫一号首发必须成功

神舟五号飞行任务成功后,飞船系统的总指挥、总设计师都换上了年轻人,技术队伍也以年轻人为主,杨宏被任命为神舟六号主管副总师。2005年10月12日,神舟六号发射升空,从神舟五号到神舟六号,不仅仅是“一人一天”到“两人五天”量的变化,更是一次质的飞跃,标志着中国人开始真正尝试太空生活。

2008年9月27日,神舟七号航天员翟志刚开始中国人的第一次太空行走。持续19分35秒的舱外活动,标志着中国成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家,也正式开启了“三步走”发展战略“第二步”——空间实验室的征程。事实上,早在2006年,中国的第一个空间实验室——天宫一号就进入初样研制阶段,杨宏担任天宫一号的总设计师。

2008年9月,神舟七号航天员乘组圆满完成太空行走任务后,中国载人航天的工程能力和技术储备站到了新的起点。最为关键的技术是交会对接,这项技术的突破是沿袭10多年前制定的方案一步一动,还是按照新的技术水平更大步地跨越发展,中国航天人又一次面临着重大抉择。

杨宏:交会对接需要有一个目标飞行器,这个目标飞行器同时还要兼做空间实验室的功能,还要兼做控制和管理两个航天器对接到一起的组合体的功能,还要完成航天员中短期的驻留,还要开展一部分的科学实验,还要为空间站做先行的技术验证。实际上是一个多任务目标。

记者:那为什么非要让这么多的任务在一个飞行器上解决?

杨宏:降低成本,降低整个工程的代价,这样我们能够少花钱多办事。

没有成熟的经验可借鉴,没有充分的数据可参考,无法充分验证宇宙中的现实环境,挑战不言而喻。根据天宫一号任务的特点与要求,杨宏带领研制人员不断改进设计,提高天宫一号的性能。

杨宏:当时我作为总师,一个非常大的压力就是天宫一号首发必须得成。如果天宫一号不成,整个载人航天的第二步任务就无法实现。

天宫一号的控制系统、能源系统、动力系统,使用了超过80%的新设备新技术,远远高于新研航天飞行器采用量不超过30%的惯例。一些关键技术的突破不仅用于了天宫一号,也为空间站的研制奠定了坚实的基础。2011年9月29日,在正式立项五年后,我国首个目标飞行器天宫一号发射成功。一个月后,2011年11月3日,天宫一号与神舟八号无人飞船上演“太空之吻”。

记者:天宫一号这个任务用了五年的时间,这段路你和你的团队是用什么样的工作强度给它攻下来的?

杨宏:我们基本上晚上加班是常态,周六周日不休息也是常态。在神舟五号到神舟六号的时候,我们载人航天团队形成了一次新老交替,所以那个时候的平均年龄只有31岁。天宫一号正是这样一个年轻团队干过来的,这批青年团队到最后形成了空间站的骨干力量,我觉得这是一个非常大的收获。

之后,天宫一号又成功与神舟九号、神舟十号飞船对接,接纳了两个飞行乘组、六名航天员进驻,验证了载人航天器组合体控制等多项空间站关键技术。2016年的春天,天宫一号功成身退,中止服务。同年,天宫二号和神舟十一号载人飞船相继发射成功,神舟十一号航天员乘组在天宫二号空间实验室驻留30天,首次实现中国航天员中期在轨驻留。2017年,我国首艘货运飞船天舟一号与天宫二号顺利完成自动交会对接,验证了货物运输和推进剂在轨补加,标志着我国建成了空间站货物运输系统,中国载人航天“三步走”第二步全面收官,正式叩开了中国“空间站时代”的大门。

国际空间站不带我们玩,反而倒逼了我们

天舟一号发射任务成功之后,中国载人航天工程迈进空间站建设时代。而早在天宫一号成功发射之前的2010年,中国载人空间站工程就正式立项,杨宏担任空间站系统总设计师。如何实现从“空间实验室”到“载人空间站”的迭代和升级,成为杨宏和他的团队重点思考的问题。那时候,距离地球400公里近地轨道上的“国际空间站”开始全面使用。这项太空合作计划却把中国拒之门外。

记者:当时你已经在这个队伍里了,听到这个消息心里是什么感受?

杨宏:说得通俗一点,就是国际空间站不带我们玩,反倒是倒逼了我们,我们必须靠中国人自己的力量去干,打造出一个我们具有世界级水平的中国空间站。

按照规划,中国空间站的基本构型由一个核心舱、两个实验舱以及与其对接的载人飞船和货运飞船组成,并具有扩展能力。空间站设计寿命为10年,当时计划于2020年前后建成。作为空间站系统总设计师,杨宏坚持自主研发,提前布局,首创性地提出了元器件自主可控系统性保证方案,对8类核心元器件进行提前国产化攻关,确保了我国航天技术不受人“卡脖子”。

杨宏:比如我们有一款高端芯片,宇航级的高端芯片,比CPU还要高端。大家可能从电视上可以看到,空间站传输的电视图像,还有高清的大容量的数据传输,都是靠高端的宇航级芯片来完成的。而这个芯片是一开始我们就意识到了,早早就安排去研制、攻关、突破。另外一方面,我们国家很多行业科技的自立自强也助推了空间站设计的先进性提升,比如我们把5G技术用到了中国空间站,所以我们是相互促进,共同发展。

2020年5月5日,中国目前近地轨道运载能力最大的运载火箭长征五号B成功首飞,正式拉开我国载人航天工程“三步走”第三步任务的序幕。从2021年4月29日空间站天和核心舱发射开始,19个月的时间里,中国载人航天密集实施11次发射,天舟二号、神舟十二号、天舟三号、神舟十三号、天舟四号、问天实验舱、神舟十四号、梦天实验舱、天舟五号、神舟十五号相继发射升空,中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成,航天员乘组实现首次在轨轮换,空间站转入常态化运营模式,中国载人航天工程“三步走”发展战略第三步完美收官。神舟十六号、神舟十七号接力奋战,逐梦太空永无止境。

记者:如果我们就现实点说、功利点说,我们发展这条路,在这条路上这么远地去走,对当今的意义和作用是什么?

杨宏:我们提到的一些关键技术能够直接带动很多产业的发展,也能助推它们的技术进步。我记得我们有一个研制单位到最后在科创板上市了,这是我觉得非常开心的事情。我们高压体制下有个直流变换器,叫DCDC的模块。高压体制,我们自己的产品完全立足于国产,既没有想过在国外去买,也没有想跟国外的对标,照猫画虎我们再去跟仿一个型号,我们完全独立自主地自己设计了一套体系,设计了一套型谱规格。

杨宏:比较有意思的一个现象出现了,我们自己的研制体系形成了以后,国外的厂商打不进来了,国外的厂商主动把我们的型谱要去,按照我们的型谱去研制,才能进入中国市场。这就是什么呢?我们不能去走跟仿这条路,一定要独立自主地按照自己的需要,中国式的特色独立自主地设计自己的型谱,形成中国标准。

从神舟一号的横空出世到如今中国空间站转入应用与发展阶段,中国人在太空一次次迈出的一小步,汇聚成了中国航天的一大步,这支平均年龄只有三十几岁的研制团队,如今又站在了一个新的起点。

杨宏:我们现在进入空间站的应用与发展阶段,这个阶段我们有更多的任务去完成。首先要按照党中央的部署,要建成我国的国家级太空实验室,开展大规模的空间科学和技术实验,让空间站让载人航天工程能够发挥更大的科学价值、经济价值,服务于国家战略,服务于国计民生。

杨宏:我觉得有一个非常重要的制胜法宝,就是航天精神。我们航天精神的内涵,热爱祖国。我们老一代航天人经常跟我们讲,热爱祖国是最关键的,以国为重。我非常敬佩我们的老前辈们,不止三十年,我们是一代代航天人接续奋斗,一代代努力奋斗下来的,有很多老同志由于年龄原因退下去了,有的可能永远离开了我们,只是在我们这一代手里完成了空间站的组装建造,但是我们时刻不能忘记这是在老一代航天人、几代航天人的接续奋斗下,才有了今天。

记者 董倩■ 
                                                                                     
 
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