中国空间站的总设计师是如何产生的?

忆往昔岁月峥嵘,看今朝风华正茂。

盛夏的海南文昌航天发射场,7月24日14时22分,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,点火,发射!

问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射取得圆满成功。

这是中国空间站的首个实验舱,也是国家太空实验室的重要组成部分,本次任务是中国空间站首次在有人状态下迎接航天器来访。

后续,神十四乘组会在问天实验舱内工作。舱内配置了多台科学实验柜,将推动我国在生命生态、生物技术和变重力科学等科技领域的相关研究,全新的太空授课也将在问天实验舱开展!

从1992年到2022年,30年惊人的执行力,中国实现了在载人航天领域的华丽“弯道超车”。

是无数的“幕后英雄”,把中国自信写入浩瀚太空。

空间站总设计师是怎样炼成的?

1992年,北京。

经过了数年的论证,在这一年的9月21日,中共中央政治局十三届常委会第195次会议讨论同意了中央专门委员会《关于开展我国载人飞船工程研制的请示》,正式批准实施载人航天工程,中国航天一个全新的时代开始了。

也是这一年,一位29岁的硕士毕业生开启了自己的航天事业。谁也没想到,这位年轻人将会在下一个29年间,开创一个怎样的未来。

刚入职,他便接到了第一个任务——亲手配出自己办公室的钥匙。这个奇特的规定是老领导对每一位新入职的同事的要求,小小的铁片经过锉刀的不断打磨,才能磨出钥匙的齿纹,从而打开锁。

多年后,他在面对记者的镜头时,讲述了老领导的良苦用心——无论是谁,只要投身于航天事业,就必须要全身心地投入一线,踏踏实实地干好每一件事。

4年后的1996年,他参与了“神舟”飞船的第一次桌面联试。

飞船的电气系统如同人的神经一般,上传下达着信号;而各个子系统就如同人的各个器官,它们不能各自为政,要融合成一个整体,才能够让飞船实现自我调控。桌面联试就是让这些子系统在一起协同工作的尝试,而这样的子系统在飞船上有400个。

数百个日日夜夜,他一丝不苟地带领团队开展测试,让这些系统从完全不能互联,一步步实现协同运作。随后,基于桌面联试的成果,“神舟”飞船的电性船研制成功,顺利出厂。

3年后的1999年11月20日,由电性船改装成的“神舟一号”首航太空,中国的飞天梦想迈进了一大步。

2001年,酒泉。

“神舟三号”飞船已经运抵发射场,正在开展紧张的射前测试工作。一个小小的电连接器的信号突然不正常了。

一般来说,对于电连接器这种常规组件,如果它的信号在测试中发生了问题,可以通过直接更换来解决。但是,他决定立刻开展失效分析,检查所有使用了这种电连接器的部件。

检查的结果让人大吃一惊。这种电连接器在设计上就有隐患,这就意味着,即使更换了出现问题的电连接器,它仍然有可能工作不稳定。而飞船内电信号的不稳定甚至中断,就会造成船毁人亡的事故!

这样的电连接器在“神舟三号”上有77个,而“神舟三号”此时已然整装待发。

“坚决不能让有哪怕一丝缺陷的飞船上天!”上级决定,全体参试人员撤离发射场,飞船返厂,电连接器重新设计。由于造成了重大损失,直接责任人无一例外受到了处分。他作为“神舟三号”飞船的总体负责人,主动承担了责任,扣发当月100%的补贴。

“这让我们认识到,载人航天的标准不是随便说的。”若干年后,他面对记者的镜头时,记忆犹新,“如果某一个人的某一个具体工作做得不到位,就有可能引发灾难性的后果。”

2006年,“天宫一号”空间实验室立项。他成为“天宫一号”的总设计师。作为“神舟”飞船的设计师之一,他可以将载人飞船的设计经验融入实验室中。

但是,空间实验室与载人飞船存在显著的差异。空间实验室不仅需要保证高可靠,还需要具有长寿命。为了保证空间实验室能够长期运行,空间实验室需要能够抵抗空间辐射、极端温度的考验。

一个显著的例子就是芯片。商用的CPU能够保持GHz级别的主频,但是在太空中,由于辐射的影响,CPU的主频只能在MHz级别,而且需要做特殊的抗辐射、极端温度处理,否则轻则芯片运行失常,重则宕机乃至烧毁。在当时,这种宇航级的芯片不仅价格极其昂贵,而且其技术往往由外国芯片巨头把持。

但是,他没有因此放弃,他深知,只有运用具有自主知识产权的成果,我国的航天事业才能够规避风险,行稳致远。

这一干又是5年。

2011年,臭名昭著的“沃尔夫条款”落地,美国切断了与中国在航天领域的合作。同年,“天宫一号”成功入轨,我们开启了“空间实验室”元年。

戏剧性的是,“天宫一号”发射成功之后,我们收到了不同国家的合作请求,唯独少了美国。

“我们的设计思想是独立自主、创新引领、体系保障、规模适度。”被问及如何避开“卡脖子”问题时,他淡淡地说,“最重要的是体系保障,靠我们的体制和制度优势,靠航天的体系优势。”

2021年4月29日11时23分,海南文昌。

“长征五号B”运载火箭的10台发动机一齐发出怒吼,它托举着22吨重的空间站进入了预定轨道,我国的“空间站时代”来临了。

它高度完备的生命保障系统足以支持航天员长期驻留,它高度先进的科学机柜系统足以支持科学实验长期开展,它高度集成的空间站组件系统足以支持空间站长期运行。

29年前进入航天系统的年轻人此时已然成为空间站系统总设计师,回望这半辈子的航天生涯,他动情地说:“大到一个国家,小到一个行业,一个企业,一个个人,只有有了实力,才有话语权。”

这位与我国载人航天事业一起成长的航天人,他的名字叫杨宏。

风雨兼程三十载,天宫梦想今朝成。

他是我国载人航天事业的缩影,他的故事值得我们每一个人铭记。

来源:《空间站总设计师是怎样炼成的?》经授权摘自《大国重器》,知乎 编,中国科技大学出版社,2022年7月出版。

为什么说“国之重器”是国家综合实力的体现、关系民族命运?什么样的核心技术需要牢牢把握在自己的手中?它们与普通人的生活有哪些关联,并将对世界产生什么样的影响?每一次创新突破背后,又蕴藏多少不为人知的付出和努力?这些问题都能在《大国重器》一书中找到答案。

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