中國(guó)日?qǐng)?bào)10月21日電(記者 趙磊)幾天前,我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)二F火箭成功發(fā)射神舟十三號(hào)載人飛船,新“太空出差三人組”進(jìn)駐空間站。
當(dāng)長(zhǎng)二F火箭矗立在發(fā)射塔架上,電視機(jī)前,82歲的劉竹生院士看到它,就像自己的孩子般親切。雖然隔著屏幕,還是會(huì)不由自主地手心冒汗,只因四個(gè)字——人命關(guān)天。
劉竹生在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心長(zhǎng)征2F火箭前。 郭嘉瑞 攝影
“載人成功了,那才叫成功”
有著“神箭”美譽(yù)的長(zhǎng)二F火箭是中國(guó)的第一型載人火箭,于1992年立項(xiàng)研制。在該型火箭研制初期,發(fā)射 “神舟一號(hào)”到“神舟六號(hào)”飛船期間,劉竹生曾擔(dān)任火箭總設(shè)計(jì)師,全面負(fù)責(zé)載人火箭的研制工作。
在劉竹生的火箭生涯中,經(jīng)歷過不少大風(fēng)大浪。但 “載人”,就好似一把懸頂之劍,成敗之間,乃生命之重。這份提心吊膽,還要從20多年前說(shuō)起。
“發(fā)射‘神舟一號(hào)’之前,一次航天員到火箭總裝廠參觀,我做講解。那時(shí)我就感到,這些航天員都是年輕人中的精英,載人發(fā)射可不容有失,這個(gè)壓力從來(lái)沒有過。”劉竹生回憶說(shuō)。
1999年,中國(guó)第一艘無(wú)人飛船“神舟一號(hào)”發(fā)射升空。“那一次的心情,一半是希望成功,一半是希望暴露問題,好到載人前把它消滅了。”劉竹生說(shuō),在載人發(fā)射之前,有兩次合練、一次零高度試驗(yàn)、4艘無(wú)人飛船發(fā)射。
每次成功之后,歡慶的氣氛總是歸于寂靜。劉竹生和隊(duì)員們說(shuō):“厲害的還在后頭,載人成功了,那才叫成功!”
2003年10月15日,長(zhǎng)二F火箭將中國(guó)第一名航天員楊利偉送上太空。一飛沖天,千年夢(mèng)圓,祖國(guó)各地沸騰了!
在火箭發(fā)射測(cè)控大廳,劉竹生激動(dòng)而緊張。至今,他還清楚地記得當(dāng)時(shí)的情景,火箭發(fā)射前他摸了摸自己的脈搏,一分鐘跳一百多下,而測(cè)控顯示屏幕上航天員的曲線,一切正常。不禁感嘆:“專業(yè)訓(xùn)練過,就是不一樣!”
航天人有句話,叫心與火箭一起飛,或許干了載人航天,更能理解這份牽掛與相隨。
“載人火箭是拿著雙層‘放大鏡’找問題”
長(zhǎng)二F火箭脫胎于長(zhǎng)二捆火箭,有了大推力捆綁火箭,將人送上太空才有了可能。劉竹生就親歷了每一發(fā)長(zhǎng)二捆火箭的發(fā)射。那時(shí),一門心思就是想把中國(guó)的火箭打入國(guó)際市場(chǎng),掙外國(guó)人的錢。
苦戰(zhàn)長(zhǎng)二捆,可謂一波三折、步步驚心,劉竹生從未想過,這一步步的攻堅(jiān)克難,不僅是掙了外國(guó)人的錢,也讓中國(guó)人的飛天夢(mèng)越來(lái)越近。
從外形上看,長(zhǎng)二F火箭是在長(zhǎng)二捆火箭的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)逃逸塔,用于航天員逃生。但為了確保安全可靠,長(zhǎng)二F火箭從軌道、氣動(dòng)、載荷、環(huán)境等等各方面全部進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。
“我干了一輩子火箭,自信在火箭設(shè)計(jì)的大方向上不會(huì)出問題,關(guān)鍵是能否在細(xì)節(jié)上做到精益求精。”劉竹生說(shuō),載人火箭對(duì)質(zhì)量的要求幾近嚴(yán)苛,可以說(shuō)是拿著雙層“放大鏡”找問題。
“比如,一個(gè)儀器合蓋的操作工序,設(shè)計(jì)、工藝、工人、檢驗(yàn)都要確認(rèn)一遍,沒問題才能合蓋。載人火箭的生產(chǎn),每一步都是可追溯的,擰一個(gè)螺釘都要知道是誰(shuí)擰的。”
“世界上有那么多火箭,為什么載人火箭只有幾個(gè)?”
載人火箭的關(guān)鍵是確保航天員的生命安全,因此對(duì)可靠性和安全性要求極高。
按照設(shè)計(jì)指標(biāo),長(zhǎng)二F火箭的可靠性達(dá)0.97,安全性達(dá)0.997。簡(jiǎn)單地說(shuō),就是發(fā)射100發(fā),失敗不能超過3發(fā);在這3發(fā)可能的失敗中,危及航天員生命安全的概率小于0.003,這在國(guó)際上也處于領(lǐng)先水平。長(zhǎng)二F火箭的安全性和可靠性,研制人員仍在不斷地改進(jìn)完善,目前安全性已經(jīng)達(dá)到了0.99996。
而可靠性和安全性又是什么關(guān)系?是不是可靠性越高,安全性也越高?
劉竹生打了一個(gè)形象的比喻:“就像一個(gè)房間,門鎖增加到兩道、三道,對(duì)防止小偷進(jìn)來(lái)更可靠了。但這個(gè)房間要是發(fā)生火災(zāi),鎖越多,就越難逃出去,反而不安全了。”
看來(lái),火箭可靠性越高,并不代表安全性一定高。而要保證火箭既可靠、又安全,需要經(jīng)過大量的試驗(yàn)。這也是載人火箭的極端復(fù)雜性和特殊性所在。
“比如一個(gè)儀器設(shè)備,飛行只有10多分鐘,但我們要做500多個(gè)小時(shí)的試驗(yàn)。所以,世界上有那么多火箭,為什么載人火箭只有幾個(gè)?其主要原因是沒有一定的國(guó)力,一般是搞不起。”劉竹生說(shuō),目前,除長(zhǎng)二F火箭外,世界上現(xiàn)役的載人火箭還有俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)和美國(guó)的獵鷹9號(hào)。美國(guó)的航天飛機(jī)出過兩次嚴(yán)重事故,再加上成本居高不下等原因,最終也退役了。
“美蘇都搞過載人火箭,中國(guó)為什么還要搞?”
在載人航天工程實(shí)施初期,有不少人不理解,美國(guó)、蘇聯(lián)早已搞出了載人火箭,中國(guó)再搞有什么實(shí)際意義?
當(dāng)時(shí),就連劉竹生的家人也曾問過同樣的問題,他總是急切地說(shuō):“載人航天是人類進(jìn)入太空的第一步,而無(wú)論建空間站、載人登月、載人登火,首當(dāng)其沖要有載人火箭。”
“空間站上開展的都是高精尖的試驗(yàn),這恰恰是衡量一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵。真正的基礎(chǔ)在哪里?在天上、在海里。”
劉竹生說(shuō),太空擁有地球上所沒有的或難以達(dá)到的環(huán)境條件,如失重、高真空、宇宙輻射、超低溫和超潔凈等,人類可以在太空研究地球上解決不了或很難解決的很多問題。“別人搞了,我們沒有親自搞,很多細(xì)節(jié)就不知道,人家也不會(huì)告訴你。”
“趕快把年輕人提上來(lái),把我換下去”
飛天圓夢(mèng),這并不是中國(guó)載人航天工程的終點(diǎn),相反,恰恰是第一步,后面還有第二步、第三步。而在“神舟五號(hào)”載人飛船發(fā)射成功之后,劉竹生主動(dòng)要求辭去總設(shè)計(jì)師的職務(wù)。在他看來(lái),不是功成身退,而是自己在研制隊(duì)伍中有點(diǎn)“孤獨(dú)”了。
那時(shí),長(zhǎng)二F火箭隊(duì)伍進(jìn)行了人員調(diào)整,幾乎全都是年輕人,只有劉竹生一位老將繼續(xù)擔(dān)任總設(shè)計(jì)師。
“原來(lái),很多技術(shù)人員跟我都是同齡人,討論問題從來(lái)沒有那么客氣,沒有人因?yàn)槲沂强値熅筒惶崃恕5冗@些老同志一退休,一開會(huì),都是年輕同志,有意見也不好意思直說(shuō),都是聽我說(shuō)。”
這哪還是技術(shù)民主?劉竹生有點(diǎn)悶悶不樂了,在他看來(lái),一個(gè)沒有爭(zhēng)論的團(tuán)隊(duì),沒有戰(zhàn)斗力。
“這么復(fù)雜的問題叫我一個(gè)人說(shuō)了算,很危險(xiǎn),一個(gè)隊(duì)伍里沒有爭(zhēng)論,技術(shù)搞不好,得趕快把年輕人提上來(lái),把我換下去。”劉竹生說(shuō),搞載人航天的目的,其中有一條就是培養(yǎng)跨世紀(jì)載人航天人才,未來(lái)是屬于年輕人的,這才符合歷史規(guī)律。
“POGO問題惹不起,但躲得起”
經(jīng)過上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的一再權(quán)衡,給出了明確答復(fù):“以大局為重,主動(dòng)要求退下來(lái),這種精神值得贊揚(yáng)……但長(zhǎng)二F火箭第一次載人發(fā)射剛剛結(jié)束,有些技術(shù)問題還亟待解決。”
劉竹生點(diǎn)點(diǎn)頭:“好吧,我再干一陣子,扶上馬再送一程。”
這個(gè)亟待解決的問題,就是很多人熟知的POGO振動(dòng)問題。那時(shí),這個(gè)問題是怎樣發(fā)現(xiàn)并解決的?
劉竹生回憶,楊利偉回來(lái)后,感到起飛后不久心臟非常難受。而研制團(tuán)隊(duì)拿到振動(dòng)曲線時(shí),并沒有發(fā)現(xiàn)問題。后來(lái)又做了很多試驗(yàn),包括訓(xùn)練員和飛船上的座椅聯(lián)合做全程試驗(yàn),也沒有什么不舒服。
那么,楊利偉上天時(shí)為什么會(huì)難受?這仿佛成了一個(gè)謎。“后來(lái),我們又去找醫(yī)生,醫(yī)生斷定這肯定不是正?,F(xiàn)象。”
于是,研制團(tuán)隊(duì)分成幾個(gè)組來(lái)攻克,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)縱向耦合振動(dòng)問題(即POGO振動(dòng)),也就是火箭的4個(gè)助推器和芯一級(jí)在有過載情況下的某個(gè)時(shí)段共振起來(lái)。
研制人員還查看了國(guó)外的資料,發(fā)現(xiàn)他們當(dāng)年搞的火箭也存在共振的現(xiàn)象,只不過振動(dòng)出現(xiàn)在較高頻率,大約30赫茲,與宇航員的眼睛發(fā)生了共振,導(dǎo)致視力模糊。而我們火箭的共振是在低頻,7赫茲到8赫茲,這正是心臟的固有頻率,當(dāng)飛行到這個(gè)量值時(shí),心臟也振起來(lái)了。
“POGO問題解決起來(lái)很麻煩,惹不起,但躲得起,我們的辦法就是讓振動(dòng)岔開,不產(chǎn)生共振。直到發(fā)射‘神舟七號(hào)’,這個(gè)問題徹底解決了。”劉竹生說(shuō),如今,航天員乘坐長(zhǎng)二F火箭,更舒適、更可靠。
空間站時(shí)代,神箭戰(zhàn)猶酣。距離載人神箭的開局,轉(zhuǎn)眼已是20多個(gè)春秋,對(duì)劉竹生來(lái)說(shuō),這枚火箭親若子女,熟若戰(zhàn)友。
十月的酒泉,胡楊一片金黃,這一切仿佛如昨。而在“特別能吃苦,特別能戰(zhàn)斗,特別能攻關(guān),特別能奉獻(xiàn)”的載人航天精神指引下, 眼前的長(zhǎng)二F火箭已經(jīng)從當(dāng)年的一紙藍(lán)圖成為了一枚明星火箭,乃至“神箭”。16次騰飛,成功率100%,將13名航天員送上太空。
一代人的執(zhí)著和鉆研,讓中國(guó)有了第一型載人神箭,而這份傳承,生生不息。如今,新一代載人火箭開始擘畫,載人登月,未來(lái)可期!
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