農(nóng)村少年如何成長(zhǎng)為航天總師?專訪神舟飛船總設(shè)計(jì)師賈世錦
面對(duì)面丨農(nóng)村少年如何成長(zhǎng)為航天總師?專訪神舟飛船總設(shè)計(jì)師賈世錦
2月10日,神舟十五號(hào)航天員費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)。三位航天員于2022年11月30日搭乘神舟十五號(hào)飛船進(jìn)入中國(guó)空間站,與神舟十四號(hào)航天員換崗,陳冬、劉洋、蔡旭哲三名航天員搭乘神舟十四號(hào)飛船回到地球。
賈世錦,航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師。投身中國(guó)航天20年,他經(jīng)歷了中國(guó)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(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)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(wù)量增加了七八倍,所以我現(xiàn)在每天都要去現(xiàn)場(chǎng)抽時(shí)間盡量去看一看,幾天不去就覺(jué)得好像有點(diǎn)不適應(yīng)了,現(xiàn)場(chǎng)的工作進(jìn)展太快了,齊頭并進(jìn)。現(xiàn)在我們現(xiàn)場(chǎng)好幾艘船,有要出廠的,有要電測(cè)的,有要總裝的。這就要求我們的產(chǎn)品也好,技術(shù)方案也好,做得更加完美才行,任何一個(gè)地方出了紕漏,就不是一艘船的問(wèn)題,我們有幾艘船都在研制過(guò)程中,影響的面會(huì)很大。
記者:未來(lái)如果任務(wù)的頻率越來(lái)越高,間隔越來(lái)越小,一個(gè)批次會(huì)生產(chǎn)更多的船嗎?
賈世錦:會(huì)的,我們后面一批的數(shù)量比這一批就多了,后面可能會(huì)六艘八艘這樣組批。
解決返回器著陸安全問(wèn)題
中國(guó)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。“三步走”的第一步就是研制載人飛船,實(shí)現(xiàn)航天員天地往返的目標(biāo)。1992年,賈世錦正在上高一,他從小就對(duì)航天有興趣,高中畢業(yè)報(bào)考了哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天工程與力學(xué)系。大學(xué)畢業(yè)后賈世錦成為航天科技集團(tuán)五院的研究生,師從中國(guó)第二任載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師張柏楠。2002年,研究生畢業(yè)后,賈世錦留在航天科技集團(tuán)五院的載人飛船總體室工作。
2003年10月,神舟五號(hào)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(guó)發(fā)射的第一艘載人航天飛船。歷時(shí)21小時(shí)23分鐘,在軌飛行14圈后順利返回著陸,標(biāo)志著中國(guó)成為世界上第三個(gè)獨(dú)立掌握載人航天技術(shù)的國(guó)家。當(dāng)時(shí),賈世錦負(fù)責(zé)神舟飛船著陸緩沖系統(tǒng)的工作。
賈世錦:神舟五號(hào)其實(shí)出廠之前,我們(座椅)著陸緩沖系統(tǒng),當(dāng)時(shí)做試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)性能指標(biāo)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(dòng)機(jī)沒(méi)有點(diǎn)火的話,這會(huì)兒返回艙的著陸速度相對(duì)比較高一點(diǎn),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(shè)計(jì)理念就是,一度故障工作,二度故障安全。正常的時(shí)候所有的指標(biāo)都要滿足要求,在出了故障的情況下還要保障平臺(tái)和人員的安全。
記者:中國(guó)航天這樣一種思考問(wèn)題的方式,對(duì)于一個(gè)年輕的剛進(jìn)院的科研人員來(lái)說(shuō),有沒(méi)有受到?jīng)_擊?
賈世錦:思維方式可能發(fā)生了一些轉(zhuǎn)變,讀書(shū)的時(shí)候好多事可能達(dá)到目標(biāo)就可以了,我不會(huì)想故障的情況,尋求一個(gè)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(lái)說(shuō),我還要有一個(gè)底線思維,如果我的主份出了問(wèn)題,我的備份還要能起作用,作為保底。
為了在神舟五號(hào)發(fā)射前解決返回器著陸的安全問(wèn)題,賈世錦和團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了連續(xù)兩個(gè)月的高強(qiáng)度工作,這一經(jīng)歷讓他對(duì)航天工程的特殊性有了更透徹的理解。
賈世錦:那會(huì)兒就是沒(méi)日沒(méi)夜的工作,把技術(shù)的方向明確了之后,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、參數(shù)的確定、試驗(yàn)的驗(yàn)證、整體的驗(yàn)證,最后就是產(chǎn)品的生產(chǎn),包括后面還有鑒定試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn),我們都要做。一個(gè)產(chǎn)品從論證開(kāi)始,到最后成熟能夠參加飛行,一般來(lái)說(shuō)怎么也得一年以上的時(shí)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(jié)的,成功不代表成熟,一次成功不代表次次成功。其實(shí)這么多年工作下來(lái),慢慢理解了這些話真正的含義。
攻克交會(huì)對(duì)接難題
從神舟七號(hào)飛船開(kāi)始,賈世錦開(kāi)始全程參與神舟飛船的論證、研制、生產(chǎn)以及發(fā)射等各個(gè)環(huán)節(jié)。2011年9月,中國(guó)第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室天宮一號(hào)發(fā)射升空。兩個(gè)月后,神舟八號(hào)就將發(fā)射。按照計(jì)劃,神舟八號(hào)不搭載宇航員,它要完成的是中國(guó)航天史上第一次空間交會(huì)對(duì)接任務(wù)。航天器的交會(huì)對(duì)接一直是航天領(lǐng)域的難點(diǎn),當(dāng)時(shí)的賈世錦已經(jīng)是副主任設(shè)計(jì)師,負(fù)責(zé)總體的技術(shù)方案。
賈世錦:難點(diǎn)在地面有一些試驗(yàn)條件再怎么模擬,都模擬不到天上的狀態(tài),或者說(shuō)根本就不知道天上是一個(gè)什么樣的狀態(tài)。比方說(shuō)我們的交會(huì)對(duì)接測(cè)量敏感器,好多是光學(xué)設(shè)備,地面我們模擬太陽(yáng)模擬器,去模擬太陽(yáng)的光照強(qiáng)度可以模擬,但是因?yàn)榈孛嬗写髿狻⒂姓凵?、有散射,還有地面一些背景物的反射等等,看到的目標(biāo)的特性跟天上是不一樣的。天上沒(méi)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(cè)出來(lái)的東西,是不是跟我們地面做試驗(yàn)做出來(lái)的一樣呢?也不知道,我們那些敏感器之間光學(xué)的有沒(méi)有互相的干擾問(wèn)題?
記者:這么多的未知都是根本在地球上生活,永遠(yuǎn)都是未知的東西,怎么能夠邁過(guò)這個(gè)門檻呢?
賈世錦:首先第一肯定靠試驗(yàn),第二我們系統(tǒng)方案里面肯定要采取相應(yīng)的一些措施,如果有這種影響的話,盡量我們能夠適應(yīng)。
為了攻克交會(huì)對(duì)接這一世界航天領(lǐng)域的難題,賈世錦高度緊張的工作持續(xù)了三年時(shí)間。
賈世錦:那會(huì)兒應(yīng)該是我工作以來(lái)最艱難的一段?;旧厦刻鞆脑缟系桨胍梗焯爝@么干。那段時(shí)間說(shuō)實(shí)話不堪回首,再堅(jiān)持一段時(shí)間,我覺(jué)得可能很多人堅(jiān)持不下去了。工作的強(qiáng)度太大,精神上的壓力也很大。從無(wú)到有,白手起家,所以在經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)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(hào)飛船發(fā)射升空,和天宮一號(hào)順利完成交會(huì)對(duì)接,為此后的載人交會(huì)對(duì)接鋪平了道路。2012年6月16日,神舟九號(hào)飛船載人發(fā)射升空,6月18日與天宮一號(hào)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接,形成組合體,完成了中國(guó)首次載人交會(huì)對(duì)接任務(wù),中國(guó)載人航天向前邁出堅(jiān)實(shí)的一大步。
記者:回過(guò)頭去看這段時(shí)間,交會(huì)對(duì)接這個(gè)問(wèn)題像大山一樣橫在面前,但還是能爬過(guò)去,靠什么爬過(guò)去的?
賈世錦:我覺(jué)得靠大家的意志力,大家對(duì)這個(gè)任務(wù)的追求。載人航天精神里面所說(shuō)的那幾條,特別能攻關(guān),特別能奉獻(xiàn),特別能吃苦,特別能戰(zhàn)斗。那會(huì)兒我們總體的人員集中在一個(gè)大的會(huì)議室里天天集中辦公,每天晚上都要干到半夜。到了任務(wù)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(yàn)證我的參數(shù)選擇是否合理,有沒(méi)有優(yōu)化的空間。我覺(jué)得大家沒(méi)有過(guò)多的想法,就是說(shuō)我一定要把交會(huì)對(duì)接這個(gè)難關(guān)要攻下來(lái)。
記者:我很多年前采訪張柏楠張總的時(shí)候,他說(shuō)因?yàn)橐婚_(kāi)始中國(guó)想加入國(guó)際上的空間站,人家并沒(méi)有接納我們這種想法,所以在自己走這條路的過(guò)程中,心里面多多少少有一股子不服輸?shù)膭艃海銈儾](méi)有經(jīng)歷過(guò)像張總的這個(gè)過(guò)程,但是你們?cè)趺茨軌蛟诿鎸?duì)困難的時(shí)候,也有他的這股勁頭?
賈世錦:我覺(jué)得這就是天然的,既然做這件事總還是要把它做成的,無(wú)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(jué)得沒(méi)有人說(shuō)我干這個(gè)事希望它干不成,我覺(jué)得沒(méi)有。
應(yīng)對(duì)空間碎片來(lái)襲
拼搏和付出讓中國(guó)的載人飛船技術(shù)越來(lái)越成熟和穩(wěn)定,此后神舟十號(hào)、十一號(hào)飛船基本狀態(tài)與神舟九號(hào)相同。從十二號(hào)飛船起,神舟飛船只需要按照?qǐng)D紙和工藝要求制造、質(zhì)檢就可以了。神舟飛船作為一種穩(wěn)定的載人工具,會(huì)有越來(lái)越多的航天員、任務(wù)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(hào)飛船在飛行期間,曾經(jīng)差點(diǎn)遭到空間碎片的襲擊。此時(shí),賈世錦已經(jīng)是神舟十一號(hào)飛船的副總師。
記者:不僅僅發(fā)生在神舟十一號(hào)身上,未來(lái)飛船駐軌停留的時(shí)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(shí)間比較短,一天的,三天的,還有五天的,在這種情況下,其實(shí)定發(fā)射窗口的時(shí)候就會(huì)考慮空間碎片的預(yù)警,保證這個(gè)飛行任務(wù)周期之內(nèi)沒(méi)有大的空間碎片的風(fēng)險(xiǎn)。時(shí)間長(zhǎng)了通過(guò)窗口設(shè)計(jì)已經(jīng)不能完全避免。
記者:多大的殘片會(huì)對(duì)它造成影響?太空中的這些殘片多嗎?會(huì)經(jīng)常被砸到嗎?
賈世錦:現(xiàn)在編入碎片庫(kù)的碎片數(shù)量其實(shí)還是很多的,幾萬(wàn)片,但是還有好多我們看不到的。對(duì)于航天器或者航天員來(lái)說(shuō)不用那么大的碎片,毫米級(jí)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(hù)措施。飛船沒(méi)有專門碎片防護(hù)設(shè)計(jì),飛船有被碎片擊中的應(yīng)急預(yù)案。比方說(shuō)有壓力應(yīng)急,如果艙被空間碎片打穿了,我們?cè)试S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(dú)立飛行的時(shí)候。如果在停靠期間,我們有不同預(yù)案。比方說(shuō)軌道艙不返回,在軌可能有一些堵漏的措施??臻g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(dāng)于是擊穿沒(méi)有產(chǎn)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(jié)構(gòu),防熱結(jié)構(gòu)一旦被擊穿,返回載入的時(shí)候防護(hù)功能可能就會(huì)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(lái)。
2021年,賈世錦被任命為航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師,負(fù)責(zé)空間站階段載人飛船總體技術(shù)方案。
記者:自己想過(guò)沒(méi)有,有一天會(huì)被任命為總師?
賈世錦:這是自己的目標(biāo),但是從來(lái)沒(méi)有想過(guò)到底是哪一天。
記者:什么時(shí)候就有這個(gè)目標(biāo)了?
賈世錦:就是那句話,不想當(dāng)將軍的士兵不是好士兵。一開(kāi)始真的沒(méi)有想這么遠(yuǎn),但是如果工作平常做得一塌糊涂,不可能當(dāng)?shù)蒙?,空想沒(méi)有用,尤其是干載人航天,所有的工作必須做實(shí),就像我們?cè)豪锏脑河?xùn),嚴(yán)慎細(xì)實(shí),實(shí)就是其中一個(gè)方面,仰望星空,腳踏實(shí)地。
記者:經(jīng)過(guò)了幾十年,你站到了這么大一個(gè)平臺(tái)上,可以做這么了不起的事,有沒(méi)有想過(guò)自己一路走過(guò)來(lái),自己發(fā)生的這些變化?
賈世錦:沒(méi)有太想,我覺(jué)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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