今天是中国载人航天立项27周年,1992年9月21日,中央政治局常委会批准我国载人航天工程按“三步走”发展战略实施。
神舟十号飞船返回前夕,位于内蒙古四子王旗的飞船着陆场迎来了一位满头银发的长者。负责接待的人听说他是一位德高望重的航天专家,便问道:“您是想看神舟五号的着陆点,还是神舟六号的?”——来着陆场的人基本都是这几个选择。
然而让他想不到的是,这位老专家执意要看神舟一号飞船的着陆点。彼时距离神舟一号飞船返回已过去十几年,加上很少有人参观这一着陆点,以至于它的位置已经很少有人记得。
兜兜转转,在走错好多次路之后,他们一行人终于到达目的地。老专家缓缓下车,看着坑坑洼洼的着陆点,思绪万千。
这位老专家便是我国神舟系列飞船总设计师戚发轫院士。从神舟一号飞船开始,他就想到着陆场看看,没想到这一愿望十几年后才实现。
后来,谈到执意要看神舟一号着陆点的原因时,戚发轫这样说,“神舟系列飞船中,我对神舟一号的感情最深。它实现了从无到有的跨越,是最难的,也是最重要的”。
一、白手起家1992年9月21日,江泽民在中南海怀仁堂主持召开了中央政治局十三届常委会第195次会议,专题审议我国发展载人航天工程的有关问题。会议决定:中国载人航天工程立项上马,从发展飞船起步,代号“921工程”。
▲ 载人航天发展战略研究成果鉴定会
工程分为七大系统,其中载人飞船系统无疑是技术最复杂、创新性最强、跨越性最大的系统。时年59岁的戚发轫接过了飞船系统的帅印,成为我国第一艘神舟飞船的总设计师和总指挥。戚发轫搞过导弹、火箭,后又去研制卫星,经验十分丰富。然而,对于他和新组建的团队来说,研制载人飞船是一次全新的挑战。
载人飞船的复杂性从其方案论证阶段的纷争便可窥一二。那时,中国航天出现了两种声音。一种意见认为,中国载人航天应该借鉴美国用过的两舱方案,有一定的发展余地;另一种意见认为,应该借鉴前苏联在用的三舱方案比较稳妥。
两方专家谁也说服不了谁,方案一直无法统一,导致后续研制工作无法开展。中央专委领导心急如焚,把统一思想的任务交给了当时的航空航天部。航空航天部领导动用航天界的5位权威专家投票决定。最终,具有中国特色的三舱方案得票最多,由此结束了旷日持久的大讨论。
在讨论方案的同时,飞船系统的总体单位五院还在同步进行着另外一件大工程。这个工程直接关乎载人飞船的后续研制,那就是航天城的选址建设。
与火箭、测控等条件相对成熟的分系统不同,飞船系统一开始就面临没有场地、没有设备的困境。由于飞船比卫星的体积大好几倍,原先用于卫星研制的场地特别是地面试验设备,无法直接用于飞船研制。
曾经参与过我国第一发导弹、第一枚火箭和第一颗卫星研制的戚发轫,心里很清楚地面试验设备的重要性。“载人航天,人命关天,必须保证万无一失。之前型号研制的失败教训告诉我们,地面试验必须要做充分,才能确保成功。”戚发轫说。
为此,国防科工委和航空航天工业部决定,在载人飞船研制开始的同时,立项新建北京空间技术研制试验中心。
▲ 神舟一号飞船返回舱开舱仪式
于是,在讨论研制方案的同时,飞船系统研制团队还将很大精力用在了航天城的建设上。那个时候,戚发轫经常陪各级领导去北京周边考察,选址征地。在先后考察了大兴、朝阳、海淀之后,航天城最终落户北京西北部的唐家岭。
1994年10月28日,唐家岭航天城破土动工。在奠基仪式上,原中央军委副主席刘华清冒着寒风,亲临现场,挥动铁锹,为奠基石埋上了第一锹土。
新的航天城要怎么建,飞船研制要用到哪些设备,这些设备如何研制?这些挑战对五院来说一点也不比研制飞船小。从1994年11月到1998年6月的3年多时间里,在多方支持下,五院打破建设常规,边设计、边出图、边建设,在工期极紧张的情况下,成功完成了一期工程。
原来的田野上,一座全新的近10万平方米的建筑群拔地而起。这里有采用国际最先进的AIT一体化设计思想建成的总装厂房,有亚洲最大的真空罐和电磁兼容实验室以及世界最大的振动台……
新航天城的诞生使得飞船系统的研制能力大大提升。
二、“争八保九”神舟飞船的研制一直牵动着党和国家领导人的心。1998年11月10日至11日,两天时间里,江泽民、李鹏、朱镕基等分别视察五院,看望了正在参加载人航天工程研制工作的科技人员。
看到原来的庄稼地里建设出一个如此大规模且现代化的航天城,江泽民十分高兴。当时,飞船研制正在如火如荼地进行,真空罐、振动台、电磁兼容试验室等都是一派忙碌景象。于是,江泽民便问戚发轫:“明年能发射吗?”
实际上,早在1992年载人航天工程立项之时,中央确定的目标就是“争八保九”,即力争1998年、确保1999年发射第一艘飞船。1999年发射似乎是箭在弦上的事情。
▲ 酒泉卫星发射中心当时正在建设的航天员村
然而,按照飞船的正常研制程序是不行的。此时的神舟飞船还处于初样阶段。中国航天有一个比较成熟的研制习惯,上天的航天器必须要经过初样、正样两个阶段。初样在地面做完各种试验,充分暴露出问题,更改设计后研制出的正样产品才能上天。
那时,火箭团队已经准备在1999年进行首次发射试验,考察长征二号F火箭的表现。飞船还没有研制好,当时又没有卫星发射任务,于是“打什么”成了首要问题。
有人建议打一个模拟飞船重量的“铁疙瘩”,为的是有个配重方便检验火箭性能。这个方案虽不被看好,但实属无奈之举。后来,打国际卫星等方案也被否定。
对飞船系统来说,似乎搭上长征二号F火箭首飞的“快车”已不现实。但他们从没放弃。在一次偶然的讨论中,飞船系统的技术人员萌生了把初样电性船改造为试验船的想法,并报给了戚发轫。
这个想法很大胆也很冒险,却也是有根据的,并不是完全不可行。返回式卫星在返回地面以后,虽然防热部分都烧坏了,但其中的电子设备充电之后依然可以使用。那么飞船的初样电性船从实践上讲,也可以在地面使用后,再到天上重复使用。
针对这一想法,戚发轫、飞船副总指挥袁家军以及副总设计师王壮和郑松辉等人召开专题会,论证电性船改装上天的可能性。飞船系统统一意见之后,戚发轫将《用电性船改装成试验船的建议》报告上交载人航天工程的有关领导,并在载人航天工程总指挥、总设计师联席会议上得到了通过。
就这样,飞船系统用一种冒险的方式为自己争取来了一次试验的机会,完成“争八保九”的任务。对他们来讲,这是一次只能成功不能失败的冒险。建国50周年大庆、澳门回归、飞船首飞被列为1999年的三件国家大事,这次任务事关国家荣誉。
后来有人曾问戚发轫:“按照正常程序,飞船是无法发射的,为什么你们还要冒这个险?”戚发轫这样回答道:“在那个时候,国家有特别的需要,我们就要用特别的精神来完成这个使命,这就是载人航天精神。”
三、“回到中国就是成功”确定电性船改装试验船之后,留给飞船系统的时间只剩下了不到一年。考虑到飞船系统的实际困难,中央领导同志不断勉励型号队伍,并指示“只要飞船能够返回中国就是成功”。
▲ 军乐队奏曲欢迎返回舱抵京
于是,飞船系统针对这个目标做了方案优化,“事关飞船返回中国的技术必须突破”。由此,他们确定了一年内必须突破的五大关键技术,分别是舱段连接与分离技术、调姿制动技术、升力控制技术、防热技术和回收着陆技术。
飞船上天之后要绕地球飞行十几圈,然后舱段分离,返回舱从大气层外返回地球。要确保返回舱从茫茫太空成功落到中国,飞船系统必须完全吃透这五大技术,哪一环节出了问题,任务都不可能成功。
“虽然我们在返回式卫星的实践经验能够提供一些借鉴,但要把用在飞船上的技术摸清,说实在的,时间太紧张了。”回忆起那段时间,“忙”成为戚发轫最大的感触。
改装电性船上天,是实现跨越式发展的大胆决策。虽然飞船的13个分系统简化成了8个必须的分系统,已经大大减少了工作量,但是改装任务依然艰巨。八院承担的电源和推进分系统是试验性飞船必不可少的系统,任务最重、最为关键。
按照国外惯例,参加飞行试验以前,载人飞船的发动机需要进行10万秒试车。按照中国的航天器研制要求,至少也需要几万秒的试车。然而,此时的飞船主发动机只进行过一次930秒的高空试车。这时,有人气馁地认为,合格的主发动机无论如何也改装不出来。
发动机是飞船的心脏,无论如何也要确保发动机的运行正常。载人航天工程副总指挥沈荣骏带队前往上海。目的很明确:催进度。
在经过充分调研之后,八院飞船系统副总指挥、副总设计师施金苗代表八院表态,“虽然任务很重、困难很多,但试验飞船的列车绝不会再上海晚点!”
施金苗一诺千金、说到做到,他科学分配好各科研部门承担的任务,定好了时间节点,最后向各部门下达了死命令。在他的“高压政策”下,一场与技术难关较劲、和时间赛跑的战斗在上海飞船战线上打响。
就这样,各个系统都像上了发条一样,为了第二年的发射做着最后的冲刺。
1999年11月20日凌晨,位于巴丹吉林沙漠深处的酒泉卫星发射中心星光灯影,人语车鸣,直刺天际的发射塔架俨然一座繁星闪烁的灯塔。6时30分,随着指挥员“点火”口令的发出,一股烈焰霎时映亮夜色中的大漠。长征二号F火箭托举着我国第一艘载人航天试验飞船直刺苍穹。
▲ 长征二号F火箭托举神舟一号飞船首飞
11月21日3时41分,在绕地球飞行了14圈之后,神舟一号返回舱在内蒙古中部地区成功着陆,着陆点离预定地点相距不到10公里。我国实施载人航天工程的第一次飞行试验取得圆满成功。
这一天,载人航天领域里俄美一统的局面被中国的神舟飞船打破。
成功的消息传来,飞船系统上下格外振奋,见惯大场面的戚发轫也由衷地感到高兴。“神舟一号的成功给了我们很大的信心。在这样艰苦的条件下,这个都能干成,那后边的我们更有把握了。”戚发轫说。
▲ 成功后的喜悦
也正是如此,若干年后,我国第一艘载人飞船神舟五号发射点火之后,指控大厅里飞船系统的老总们显得格外镇静。记者看到后表示十分不解。
“我们有把握。”戚发轫这样回答他们。
来源 | 中国航天科技集团 作者 | 魏京华 编辑 | 李 鑫 邮箱 | ourspace0424@163.com
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