為飛船瘦身

在我國廣袤的大地上，當3 名航天英雄完成了太空漫游，乘“輕裝戰船”載譽而歸時，華夏大地沸騰了。

神舟七號3 名航天員的安全“回家”，再次印證了“減重是飛船飛行成功的重要環節”，同樣也昭示了這次神舟七號飛天完美的成功，減重工作功不可沒。

返回艙減重

神舟七號返回艙減重問題早在2007年初總裝剛剛開始時，便被列入了議事日程。神舟七號為什么要瘦身減重呢？

大家知道，“神六”升空是2 個人，而“神七”是3個人，而且還要完成出艙任務。增加1 個人后，返回艙中航天員的生活、救生物品、應急食品隨之增加。而僅1 個人的裝備壓力服、生理測量等加在一起就要增加70~80 千克。“當時我感覺質量有問題了，所以，馬上建議作方案設計的同志把返回艙質量復核一下。果然，復核后發現返回艙開傘指標超重60 多千克。”主任設計師朱光辰如是說。其實，經驗豐富的飛船專家們對此也早有隱憂了。

載人航天，人命關天。返回艙超重后果不堪設想。因為回收時返回艙質量的大小受降落傘能力的制約，而回收降落傘大小已經定型無法改動。如果返回艙質量大了，重力必然增大，著陸速度要大，著陸沖擊力也隨之增大，這樣，對航天員承受能力有很大影響；而且隨著沖擊力增大，航天員的不安全因素也會大大增加。

技術透明以及發現問題隨時研究討論，是我國飛船研制的好傳統。所以問題提出后，第一時間通報工程總體。領導隨即拍板，返回艙開傘質量指標不能超。老總鼓勵大家集思廣益，建言獻策，在保證不影響重要功能配置的情況下，為返回艙“瘦身”。

縝密絕招新鮮“出爐”

日日夜夜，人勤燈耀，攻關不止。大家艱辛的“設計——試驗——再試驗”后，幾大可行的減重力措終于浮出水面了。“神五”“神六”升空時，最多是2 人，當時，對與航天員舒適性有關的配置多多益善。而“神七”已經超重了，所以，要精打細算。只要保證航天員的舒適度，不牽扯到安全、可靠性的冗余設計和配置盡量減少。其二，返回艙再入大氣層的過程，對返回艙的質心位置是有特殊和嚴格要求的，所以在保證質心和再入大氣層時飛行姿態穩定的前提下，盡可能優化配重。目標確定下來，“減重瘦身”的脈絡漸漸清晰了，接下來就是考慮細節了。

第一步研究人員首先提出可以取消艙內1 個座艙風扇。返回艙內本來有2 個風扇，這次取消了1 個，“可不是拍腦袋就作的決定，為驗證這個方案切實可行，我們還專門做了流場試驗。”朱光辰說。試驗內容是：2 個風扇都開、都不開或開1 個關1 個。用風速傳感器，不停地測量風速，結果數據顯示，開1 個或2個，風速沒有明顯變化。就是說，在上升段10 分鐘工作中取消1 個風扇幾乎沒有什么影響。

第二招叫“搬家”。航天員完成任務返回前，將完成使命返回時不再用的物品轉移到軌道艙去俗稱“搬家”。這些東西包括滅火器、防毒面具和救生船等十幾千克的物品。

一個著陸風機同樣退出了歷史舞臺。艙內其實風機較多，有服裝風機、凈化風機和著陸風機。研究人員想了一個辦法，讓著陸風機與服裝風機共用。服裝風機是給航天員穿的艙內壓力服裝通風用的，著陸時服裝風機閑置了，所以，它就可以再工作一次二者兼用了。為了驗證這個辦法是否可行，研制人員找到了一個空投試驗用的返回艙，做了一次著陸空投試驗。試驗表明，不用著陸風機而用其他風機與原來工作模式進行反復比較，很快，大家高興地看到，指標完全滿足要求。如此疊加起來，艙內幾十千克質量就減下來了。

人的智慧是無窮的。此時，大家想到還有一個配重可以減掉，就是4 千多克的熱控被動吸濕材料。這個材料原本是在飛船等待發射一直到入軌前使用的，這時段主動溫控設備不啟動，艙內吸濕控制主要靠吸濕材料。具體地說，航天員呼吸代謝產生的水汽要由它吸走。但是“神七”作方案時了解了以往的飛行數據，發現吸濕材料其實在“神五”“神六”中的作用有限，其利用的時間“掐頭去尾”不足2 個小時，入軌后主動溫控啟動，它的作用也就終結了。這段時間一個周密的濕度控制試驗也表明了這點，于是它的退出在所難免了。

有人說，飛船自研制那天起，就一直在與質量做頑強的斗爭。這話不假。而這次“神七”減重貢獻最大的非返回艙優化配重莫屬，此舉就減掉了30多千克。

飛船質心所在位置是有范圍要求的。過去神舟發射，質心“瞄準理想值”，而這次是在指標范圍之內“接近理想值”。幾字之差讓配重大大減少了。關于飛船的質心問題，在做“神七”布局時就超前考慮了，它是在正樣船上做的試驗。就是將電子設備和不用航天員去觸摸的設備盡可能壓在飛船的大底上，使質心降低。質心降低，配重自然相應減少。

“神七”返回艙減重問題從提出到實現，一共用了9 個月的時間。作為本次飛船派生的新任務，研制過程緊張而艱辛。但是，成功總是垂青那些執著和不畏勞苦的人。在研制隊伍充分依據科學分析，不斷試驗驗證，按照預想程序和計劃頑強推動下，“減重”工作一鼓作氣地完成了。