方洲：為返回艙造“外衣”的人

張君燕

2021年9月17日，神舟十二號(hào)載人飛船從中國(guó)空間站榮耀歸來(lái)，圓滿完成了載人飛行任務(wù)。其實(shí)，比起發(fā)射，返回之路更為驚心動(dòng)魄。尤其是當(dāng)返回艙從400千米左右的太空軌道進(jìn)入大氣層后，會(huì)以數(shù)千米每秒的速度與大氣層發(fā)生摩擦，形成近2000℃的高溫。

那么，宇航員如何能在近2000℃的高溫中“極限生存”呢？

原來(lái)，宇航員靠的是返回艙表面特殊的防熱材料，設(shè)計(jì)師將之稱(chēng)為“防熱外套”，它能阻隔高溫進(jìn)入艙內(nèi)，保證艙內(nèi)空氣溫度維持在20℃左右。雖然只有薄薄一層，卻是保護(hù)航天員生命名副其實(shí)的“防火墻”，而防熱結(jié)構(gòu)研制工程師方洲就是協(xié)助完成這項(xiàng)奇跡的科學(xué)家之一。

方洲小時(shí)候曾做過(guò)很多次相同的夢(mèng)，他夢(mèng)見(jiàn)自己是宇航員，坐在飛船里面，飛船在返回過(guò)程中，外邊那些紅的、白的，一片一片的碎片不斷從眼前閃過(guò)。“從內(nèi)心深處來(lái)說(shuō)，我對(duì)這種航天的大工程還是很有情懷的。”方洲深情地說(shuō)。后來(lái)，當(dāng)方洲正式成為一名航天工程師，他決心要做出完美的返回艙“外衣”，實(shí)現(xiàn)自己兒時(shí)的夢(mèng)想，更重要的是保護(hù)航天員的生命，完成自己責(zé)任重大的使命。

“可能很多人對(duì)返回艙外近2000℃的高溫沒(méi)有具體概念。舉個(gè)例子，我們家里用的燃?xì)庠畋砻娴幕鹧鏈囟却蟾旁?00℃～700℃，火山的巖漿噴發(fā)的溫度大概在1000℃左右。而飛船面臨的溫度是它們的兩三倍，而且整個(gè)過(guò)程要持續(xù)9分鐘，一般情況下的材料是難以抵抗的。這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。”方洲介紹道。

在研制初期，方洲和團(tuán)隊(duì)成員會(huì)開(kāi)展大量的試驗(yàn)，從而確保所用的材料達(dá)到最優(yōu)的性能。方洲指著一種防熱材料的編號(hào)問(wèn)：“你知道這個(gè)H88（防熱材料牌號(hào)）的編號(hào)是什么意思嗎？”見(jiàn)人們不解地?fù)u頭，方洲告訴大家，這個(gè)材料牌號(hào)的編號(hào)就代表了它的試驗(yàn)次數(shù)，前面的英文字母代表從A到H，后面的數(shù)字代表從1到88，也就是說(shuō)，這種材料經(jīng)過(guò)了近900次試驗(yàn)。在投入使用之前，已經(jīng)有很多材料“犧牲”。

有一次，在對(duì)嫦娥五號(hào)的材料進(jìn)行燒蝕試驗(yàn)的時(shí)候，表面的碳層出現(xiàn)了一個(gè)小坑，這個(gè)小坑會(huì)像水坑積水一樣把迎面而來(lái)的熱流聚集起來(lái)，使得材料表面的溫度偏高。一旦飛行中出現(xiàn)了特別嚴(yán)重的坑，就很可能導(dǎo)致任務(wù)失敗。當(dāng)這個(gè)問(wèn)題發(fā)生后，團(tuán)隊(duì)成員立即放下了手頭的工作，開(kāi)始全身心地投入新的試驗(yàn)中，排計(jì)劃、做試驗(yàn)、總結(jié)，這樣一輪一輪連續(xù)不斷地進(jìn)行著。

現(xiàn)在，神舟十二號(hào)順利返回，方洲和團(tuán)隊(duì)成員們的心放了下來(lái)，但他們的工作沒(méi)有停下。他們要對(duì)飛船防熱層進(jìn)行取樣分析，因?yàn)樗墙?jīng)歷過(guò)真實(shí)飛行環(huán)境的，這種飛行數(shù)據(jù)對(duì)科學(xué)家們來(lái)說(shuō)非常珍貴。

接下來(lái)，方洲和團(tuán)隊(duì)成員們還要研制新型的深空探測(cè)用的防熱材料。相對(duì)神舟飛船來(lái)說(shuō)，深空探測(cè)的飛船會(huì)面臨更大的高低溫突變的溫度、更長(zhǎng)時(shí)間的空間輻射。“這將是一個(gè)更大的挑戰(zhàn)，但我們毫不懼怕。我們最大的期待就是以后飛得更遠(yuǎn)的飛船，能穿著我們的‘防熱服’，見(jiàn)到更多的星星，在更深的宇宙間遨游，然后安全返回地球。”方洲笑著，眼神中滿是堅(jiān)定。

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