中國載人航天工程空間實驗室系統(tǒng)副總設(shè)計師 張崇峰——創(chuàng)新攻堅十六年 交會對接奏凱歌

許是被航天人工作中的務(wù)實嚴(yán)謹(jǐn)所感動，或許是被交會對接任務(wù)的巨大挑戰(zhàn)所吸引，當(dāng)十幾年前，805所領(lǐng)導(dǎo)向我發(fā)出邀請加盟對接機(jī)構(gòu)團(tuán)隊的時候，我毫不猶豫地答應(yīng)了。沒想到這一干就是十六年。

我曾記得在參觀俄羅斯“能源”火箭公司對接機(jī)構(gòu)研制車間時，那位車間主任自豪地說：世界上所有的對接機(jī)構(gòu)都是我們這里生產(chǎn)出來的。俄方還直截了當(dāng)?shù)馗嬖V我們，對接機(jī)構(gòu)的研制難度非常大，并極力慫恿我們購買他們的產(chǎn)品。可是，俄羅斯方面僅對對接機(jī)構(gòu)的設(shè)計專利費(fèi)就開出了天文數(shù)字的價錢，這讓航天人難以接受。而中國要建立自己的空間站，空間交會對接技術(shù)是我們必須突破和掌握的。于是，我們中國航天人下決心走自力更生、自主創(chuàng)新的路。

對標(biāo)國際先進(jìn)，我們一開始就提出了采用跨越式發(fā)展的思路——研制能與國際空間站相匹配的異體同構(gòu)周邊式對接機(jī)構(gòu)。這種對接機(jī)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)、承載能力大，便于航天員在不同飛行器之間自如進(jìn)出，但與之相應(yīng)的是重量大、對接初始條件要求嚴(yán)格、構(gòu)造復(fù)雜。

為了將這個方案論證清楚，我們整個團(tuán)隊搜集和查閱了所有能找到的相關(guān)資料，在字里行間篩選點(diǎn)點(diǎn)滴滴可用的信息，翻譯俄羅斯對接機(jī)構(gòu)的相關(guān)書籍。就這樣，我們前后收集到的各類資料裝滿了整整十個大箱子，僅論證報告的撰寫就用了三個多月時間。我們的艱辛付出沒有白費(fèi)，通過一輪輪評審和質(zhì)詢，國家最終采納了我們的方案，上海航天人邁出了對接機(jī)構(gòu)研制的決定性一步。

然而，如何模擬太空微重力環(huán)境下的對接過程成為擺在我們面前的第一道難關(guān)。

俄羅斯采用的是“吊掛”方案，而我們科技人員建設(shè)性地提出了氣浮平臺的方案。但這個方案的關(guān)鍵是需要建立兩個平整度高和穩(wěn)定性好的平臺，整個平臺在任何情況下平面高低起伏不能超過千分之三毫米，也就是一根頭發(fā)絲直徑的1/20。通過查詢各種資料，我們發(fā)現(xiàn)只有泰山花崗巖才能滿足上述要求。于是，我們的設(shè)計師親赴泰山石礦區(qū)，在那里仔細(xì)考察了一個多月，終于開采到了兩塊70多噸重的大石頭。接著，又用五個多月的時間加工成兩個20噸重的精密平臺。在這個平臺上，兩個8噸重的飛船模型只須用手指輕輕一點(diǎn)就可移動，而且還可以根據(jù)實驗需要設(shè)置各種初始對接條件。俄羅斯專家參觀后，不由贊嘆：“這是當(dāng)今世界上水平最高的對接機(jī)構(gòu)試驗臺。”

成功，往往就是最后一小步的堅持。記得對接機(jī)構(gòu)第一次地面模擬試驗時，我們準(zhǔn)備了三套參數(shù)，把所有的零件、部件都準(zhǔn)備齊全了，雖然第一次試驗就獲得了較為理想的成果，但也暴露出部分設(shè)計中的問題。

例如分離角速度過大的問題就成為一只攔路虎，足足困擾了我們一年。角速度是物體轉(zhuǎn)動快慢的一個物理量，手表秒針的角速度是6度/秒。角速度過大，在太空環(huán)境中就可能導(dǎo)致天宮一號和神舟八號發(fā)生碰撞，甚至不能分開，后果嚴(yán)重。一開始我們測得的分離角速度是0.2度/秒，這無法滿足設(shè)計要求。于是我們開始了攻關(guān)，分析、試驗；再攻關(guān)、再分析、再試驗……但試驗結(jié)果始終沒有大的改觀。

科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模枰脭?shù)據(jù)和事實說話。眼看任務(wù)周期一天天臨近，如果再找不到原因，將會影響整個交會對接任務(wù)的進(jìn)度。經(jīng)過170多次的反復(fù)試驗、分析和改進(jìn)，最終我們用最嚴(yán)苛的環(huán)境條件來模擬，將分離角速度做到了0.1度/秒。11月14日，神八與天宮首次成功分離，我們一年半的艱辛付出終于獲得了令人驚喜的回報，分離角速度實測下來只有0.04度/秒。

我們知道，搞載人航天的從來不允許萬一。2010年臘月二十七，對接機(jī)構(gòu)捕獲緩沖試驗正接近尾聲。突然，捕獲傳感器信號異常，這對所有忙碌了多年正準(zhǔn)備回家過年的設(shè)計師來說，無疑是一個晴天霹靂。

經(jīng)分析，這種故障出現(xiàn)的概率為千分之一，而且對首次交會對接沒有影響。千分之一也許微乎其微，但“失敗就是差一點(diǎn)點(diǎn)成功，成功就是差一點(diǎn)點(diǎn)失敗”，這句話始終警醒著我們。不放過任何一個疑點(diǎn)，不帶一個隱患上天，這是航天人的鐵律。

于是，一個電話，駱劍所長從浙江趕回所里；一個電話，錢海鯤退掉回家的機(jī)票趕回所里；一個電話，剛從北京電測回來的趙蔚趕回所里……很快，對接機(jī)構(gòu)團(tuán)隊的全體成員都趕到試驗室。年三十晚上6點(diǎn)，天已黑暗，看著一個個不愿離去的設(shè)計師，805所指揮陳寶東發(fā)出命令：所有的人回家吃年夜飯，初一強(qiáng)制休息一天。這個年我沒有過好，人在家里，心在攻關(guān)。年初二起，又和大家全身心撲在了技術(shù)攻關(guān)上。我們當(dāng)時只有一個念頭，早日排除故障，絕不能讓問題帶到天上。經(jīng)過九天九夜的奮戰(zhàn)，我們終于找到了癥結(jié)所在，消除了這千分之一的隱患。