航天员 请放心

发布时间:2003-01-01
本报记者 闻扬扬

2002年12月,甘肃酒泉,苍茫戈壁与湛蓝的天空交相辉映。此时,大漠驼铃声声渐远,在戈壁坦荡的胸怀前,没有什么能够阻挡中国航天科技工作者疾疾前行的步伐。
飞天,是中国人太久的梦想。这珍贵的梦想就像一扇门,静静地立在那儿,我们似乎马上就能推门而入。当中华民族那埋藏千年的、久远的飞天之梦一步步走向现实时,“神舟四号”正在用它特有的语言告诉中国未来的航天员:在奔向太空的过程中,中国制造的飞船为何安全,火箭因何可靠。




一切为上人而“热身”

“神舟”家族的这第四位兄弟?D?D“神舟四号”,别看年纪轻轻,却身手不凡。它就是要按照飞船里面有航天员的状态去工作,按照飞船里面有航天员的标准去飞行。
“一切为载人,全力保成功”,在神舟四号飞船发射试验现场,你会发现,这样的横幅不仅悬挂在测试厂房内,而且也被贴在了试验队的食堂门口。“航天员”,仿佛就生活在“神舟四号”上,就在试验队员的身边。大伙心里都瞅着呢。
这是世界范围内的较量:无论是苏联(俄罗斯)的东方号、上升号还是联盟号,也无论是美国的水星号、双子星座号还是阿波罗号,与之相比,作为世界上第三个自主发展载人航天技术的国家,中国 “神舟”从起步时的眼光就颇高?D?D为运送上天物资和航天员建立往返天地的运输系统,就连航天超级强国苏联都是从第二代飞船才开始建立“天地连线”的。可见,神舟飞船的技术难度之大,起点之高。
正如年轻的飞船总指挥袁家军所说,实现飞天之梦的道路充满风险。在挑战风险的过程中,如果我们成功的把握越大,那么所面临的风险就会越小。
“神舟四号”和他前几任兄长相比,从三个方面更上台阶:一是在前三位兄长的基础上,“神舟四号”属于“优生优育”的成果。通过对前三次飞行、地面试验的综合分析,“神舟四号”更加完善,船内的布置、装备和真的载人时的状态基本一样;二是从设计、生产到试验,“神舟四号”岗位上的每一位工作人员,都把这艘飞船当作上人的飞船一样对待。“如果航天员真的乘坐我造的神舟号升空,他会安全吗”、“假如我是航天员该怎么办”这样的扪心自问荡漾在所有研制者的心间。三是“神舟四号”从生产到测试都强调要照章办事,把所有测试项目都固定下来,将规定变成标准、章程,不能随意变动。在这艘飞船的研制过程中,按照航天科技集团公司的要求,研制者注重从细枝末节处查找飞船距离载人标准的薄弱环节,强调零缺陷管理。
为航天员飞天做好准备,依照上航天员的标准去落实各项工作,杜绝技术状态失控,杜绝人为操作错误,杜绝人为质量安全事故,杜绝地面设备影响船上状态,神舟四号飞船的研制工作积极步入一个新的、更加成熟的阶段。

给航天员搭建舒适“家”
载人航天工程是中国在20世纪末期至21世纪初期规模最庞大、技术最复杂的航天工程。作为整个工程7大组成系统之一的神舟号载人飞船系统,走到第4次发射时,对飞船本身的安全性和可靠性提出了更高的要求。这艘飞船的总设计师戚发轫对此如数家珍。
“神舟四号”汲取了前三艘飞船研制过程中积累的经验和教训,飞船上的关键技术均已通过地面考核,与以前相比又进了一步。
戚总举例说,为使轨道舱和返回舱连接处保持密封,需要多个螺栓来连接加固。但当两舱在太空分离时,螺栓需要立即松绑。形象地说,就是“连要连得可靠,断要断得干脆。”这就是舱段之间的连接解锁技术。起初,在地面做这一试验时并没有把握,但是,通过已进行的三次上天考核,他们心里有了底儿,在“神舟四号”上“升华”了这项工作。此外,像飞船在飞行中的姿态调整、穿过稠密大气层时如何使返回舱不被烧蚀,利用空气作用怎样使飞船顺利返回,以及飞船如何安全着陆等技术都在总结以往经验的基础上进行了完善。
从“神舟一号”到“神舟四号”,通过飞行、地面以及综合试验,飞船的可靠性和安全性不断稳定与加强,技术状态逐步完善。在神舟四号飞船发射过程中,试验队提出“三全”,全力以赴、全部精力、全神贯注;“两个凡是”,凡是有利于成功的事,不怕麻烦,不怕辛苦;凡是不利于成功的事,坚持原则,坚决不干。在工作中,做到有依据,有检查,有记录,有比对,有结论。
要将航天员安全送入太空并不容易。戚发轫说,载人航天器与不载人航天器相比,除对可靠性、安全性要求更高外,为保障航天员的生活、工作和安全,必须在飞船上配备保证航天员生活环境的方法和手段,航天员面前仪表盘和照明灯的配置,以及航天员说话怎样传到地面、地面如何与天上的航天员对话;一旦程序失灵,航天员怎样自己操作飞船安全返回地面等等都大有学问。
像仪器按钮和仪表离航天员要多远,航天员在太空应该怎样关舱门,以及如何才能让航天员不带病菌进舱,航天员进食时怎样才能没有飘浮物等等,都是中国航天科技工作者在载人飞船研制过程中不断摸索的新课题。



不放心为的就是放心
载人飞行中遇到的首要问题是什么?航天员的安全。运载火箭作为搭乘航天员飞天的工具,人命关天。它既不能像汽车、火车、轮船那样能够停下来检查修理,也不能像飞机那样在飞行过程中有可能返回地面修理。因此,可靠性就成为影响载人火箭最重要的环节。为提高可靠性,将神舟四号飞船安全送入太空,并为今后的载人飞行奠定基础,火箭研制者们精益求精。
首先,重新“解剖”。据火箭总指挥黄春平介绍,他们将去年已装配好并测试好的这发长征二号F火箭,能拿下来的仪器都拿下来,然后返回生产厂重新复查。不仅仅是测试,这次检查还将仪器 进行了开盖复查。从生产到试验,凡是和仪器设备有关的人员都参加,层层把关,共同检查。复查中,他们更是将研制载人火箭中需要的、更加严格的条件提前到这枚火箭上来实现。
由上百万个零件组成的一枚火箭,只要一个不可靠,就可能造成整枚火箭发射的失败。例如,火箭上有很多开关并不是由人控制的,它们要依靠信号来控制,这些用信号来控制的开关,就是继电器。继电器的多余物问题,一直是困扰火箭研制者的心病。小小继电器分布在火箭全身,一旦发生问题,很可能“株连九族”,影响成败。为此,“神舟四号”的发射中,火箭各系统对可能导致成败的设备中使用继电器的线路,进行了全面的冗余设计复核和修改设计,实现了双继电器组成的冗余。
针对火箭出现的异常情况,研制者们的态度很坚决:不让问题过夜。在这次发射“神舟四号”的过程中,火箭某设备出现异常,如不及时更换,将直接影响到整个测试进度。问题出现后,试验队马上与设备生产方取得联系,确定产品更换方案。为赢得更多的时间,加上交通不便大雪封路,一行人昼夜兼程,经过28小时、行程1800余公里的奔波,及时将设备带回发射队。车尚未停稳,“宝贝”就被迅速转往技术现场。
载人工程就像一块巨大的吸铁石,从事这项事业的人都深知,加严元器件的筛选,甚至将仪器放在一个设备里加长规定的试验时间,看设备能否经受考验……很多的不放心,让火箭研制者们走得很小心。黄春平说,失败是最痛苦的事情,没有人愿意触摸它。

添加道道保险
从“神舟一号”到“神舟四号”,长征二号F火箭解决了一系列技术难点,并首次在国内火箭上采用多项新技术,其中10项关键技术达到国际先进水平。作为我国独立研制的第一种载人运载火箭,长征二号F火箭这是第4次成功发射,火箭总设计师刘竹生说,这一次并不是上一次的简单重复,而是一次比一次更加完善的过程。
发射载人飞船的运载火箭,不仅要具有大的运载能力,而且因为要“载人”,所以一般要比发射卫星的运载火箭具有更高的可靠性和安全性。刘竹生透露,长征二号F火箭的独特之处就在于中国自己制造的火箭首次按照安全性进行设计,可靠性指标由不载人火箭的0.91提高到0.97,即发射100次火箭可能只有3次出现问题;航天员安全性指标为0.997,即发生1000次危险,只有3次救助失败。标有“中国制造”的火箭的可靠性和安全性指标都已达到国际载人火箭的先进水平。
为实现可靠和安全的目标,在这次长征二号F火箭第四次飞行中,火箭的故障检测系统和逃逸系统的表现格外令人关注。据刘总介绍,国外航天技术发展的历史可以证明,威胁航天员的故障大多发生在火箭飞行段。因此,解决火箭故障检测技术和逃逸技术,是一项世界性的难题,也是载人火箭独有的技术。比如,联盟号飞船逃逸系统两次成功救出航天员的宝贵生命,挑战者号航天飞机由于缺乏逃逸系统,酿成世界航天史上最惨痛的悲剧。
此次“神舟四号”飞行试验,再次对故障检测处理系统和逃逸系统进行了改进。例如,为提高故障检测系统接收信号的可靠性,把有些信号由一路“传递”,增加到三路“传递”;故障检测系统的关键部位或重要信号采用“双岗制”,只有两个或两个以上信号都“举手表决”,才能正常工作。逃逸系统则在设计时充分考虑航天员的安全要求,这一系统上的栅格翼,犹如风筝的尾巴,让风筝不会在天上“折个儿”。通过这个栅格翼,保证了救助时飞行器的稳定性,满足航天员的安全要求。火箭整流罩里的灭火装置,则能够保证逃逸时飞船的安全。
这些相应措施的实施,为长征二号F火箭高可靠、高安全、高质量地送航天员升空,加上一道道保险。