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遥远的太空,亲近的牵挂

来源:解放军报
2022-06-23 07:49:00

  原标题:遥远的太空,亲近的牵挂

  占康 解放军报记者 高立英 王凌硕

  纵然脚下没有土地,但我依然能够坚定地迈出每一步。 纵然飞行没有翅膀,但我依然能够勇敢地张开双手。 我知道,前方是浩渺的太空,而身后是你们!在征服宇宙的道路上,我们始终在一起。

  ——中国航天员

  当航天员陈冬在中国空间站呼吸着新鲜的空气,饮用着循环水;当航天员刘洋在“太空厨房”喝着自制美味酸奶,吃上口味丰富的饭菜;当航天员蔡旭哲在中国空间站自如地跑步,在“包间”安心入睡……有一群人,时刻关注着航天员在天上的一举一动。

  他们,是离航天员最近的人——中国航天员科研训练中心的工作人员。航天员在太空顺利度过的每一天,都离不开他们在地面24小时的精心守护。

  作为“中国航天员成长的摇篮”,在载人航天工程中,中国航天员科研训练中心主要肩负着“培养人、保障人、研究人”的职能使命。

  这群在航天员身后默默奉献的航天科研人员,不断挑战一个个技术难关,攀登一座座科技高峰,用心血和智慧为飞天英雄们搭就一架通往太空的坚实天梯。

  以平凡造就非凡,以无名成就有名。今天,我们一同走近该中心的科研人员,探寻飞天幕后的故事。

  关键词 敢为人先

  有些事,必须有人先去做,哪怕艰险无比

  水深10米、直径23米的巨大水槽中,空间站水下训练模型如同一个庞然大物,静静卧在水底。

  这是该中心模拟出舱训练的主要场地。航天员教员赵阳与航天员一起开展水下训练,已很长时间。一旦忙起来,赵阳一天只睡4个小时、吃一顿饭。教员的任务是分解每个动作,细化每个姿态,帮助航天员迅速、安全地找到返回的路。

  加入航天员大队后,航天员要经过8大类上百门科目的学习和训练。其中,训练工作主要由航天员选拔训练室的教员们组织实施。

  “甘为人梯,敢为人先。”这是航天员选拔训练室的室训,也是每一名航天员教员的座右铭。超重耐力训练、低压训练、模拟失重训练、野外生存训练……凡是涉及生理极限、有危险隐患的训练,教员都是第一个“吃螃蟹”的人。

  自中国载人航天工程启动以来,13次返回舱均按计划降落在预定区域。不过,世界航天史上也多次出现返回舱“不听话”的事。

  1965年3月18日,苏联一艘载人飞船返回降落时,因故障应急降落到乌拉尔山的桦树林里。两名航天员只能一边在雪地里写上求救信号,一边用随身携带的应急手枪抵御野狼和熊,并生火御寒。最终,训练有素的航天员靠生存技能摆脱了困境。

  无论中国航天员降落在哪里,都必须能够应对不同环境的挑战。要做到这一点,恶劣条件下的野外生存和应急救生训练必不可少。

  热带丛林中,冒着被野象踩踏和毒蛇毒虫咬伤的危险,教员团队艰难勘察选址,遭遇过竹叶青蛇,被蚂蟥咬伤过……最终,历经8天,他们从3处备选地中确定了训练点。

  巴丹吉林沙漠,昼夜温差高达39摄氏度,教员团队在此开展48小时预训练。夜晚,大家挤在沙漠掩体里,即使用火烤着,后背还是冰凉。就这样,他们验证了航天员沙漠生存训练课目设计的合理性和可行性。

  有些事,必须有人先去做,哪怕艰险无比。

  2008年9月27日,航天员翟志刚穿着我国自主研制的“飞天”舱外服完成首次出舱活动任务,标志着我国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家。

  这100多公斤重的舱外服,是航天员执行出舱活动的铠甲。它相当于一个人形飞船,充上一定的压力后,可以保护航天员的生命安全,抵御外太空的高低温、真空、强辐射等环境因素。

  舱外服经过严格测试合格后,航天员穿上它之前,还有最后一项关键试验——需要志愿者穿着全新舱外服,进入模拟在轨真空环境的低压舱,进行载人试验。

  这项试验异常危险。当舱内泄压到近乎真空状态,一旦舱外航天服出现任何细微的故障,将直接威胁到参试志愿者的生命安全。

  谁敢冒着生命危险上?虽然舱外服从初样到正样,经历过层层测试,确保万无一失。但是,天底下哪有百分之百的事呢?

  2020年9月,舱外服载人低压试验再次启动。此时,距首次试验已经过去12年。

  当天晚上21时58分,试验大厅内灯火通明。历经17小时,志愿者王浩和岳跃庆在舱外服试验舱中,经历出舱活动任务中实际泄复压过程,顺利执行完出舱活动程序。

  迎着在场人员热烈的掌声,王浩和岳跃庆成功出舱,所有人一直悬着的心终于放下来。

  志愿者王浩和岳跃庆是从踊跃报名的12人中挑选出来的。王浩,曾先后参加过5次舱外服加压寿命试验、20多次在悬吊状况下的机械臂或舱外装备维修验证试验、2次离心机超重负载试验等,每一次试验都意味着巨大的挑战。

  新一代“飞天”舱外服是岳跃庆带领团队进行总装装配的,他也亲身参与了系列航天服的测试。对他来说,舱外服像自己一手抚养长大的孩子一样。

  一次次试验,一次次改进……每一次试验都面临着风险考验。对此,家人很是不解:“做航天服,好好当个裁缝就行了,干吗这么折腾自己?”

  “因为我这个裁缝不一样,关系着航天员的安危,关系着载人航天任务成败。” 为了航天服的最佳舒适度与安全性,岳跃庆总是义无反顾地投入到下一次试验中。

  “祖国高于一切,生命高于一切。”这句话,深深烙印在他们心里。迄今,由该中心组织的2次载人低压试验均圆满成功。

  关键词 自主创新

  十年磨一剑,实现“从无到有”到“从有到优”的跨越

  建成中国空间站,是我国从“航天大国”迈向“航天强国”的重要标志,更是该中心几代人的梦想。自空间站工程实施以来,为满足任务需要,该中心科研人员承担了许多开创性任务,既无模式可循,更无经验可鉴。

  作为世界第三大航天员中心,自诞生之日起,该中心科研人员就在国外技术封锁、国内没有经验的情况下,艰难探索前进。

  星光不负赶路人,岁月不负有心人。

  1992年,随着中国载人航天工程的启动,该中心迎来了大机遇大发展。科研人员集智攻关,团结奋斗,至今先后圆满完成5艘无人飞船、8艘载人飞船、天宫一号目标飞行器和天宫二号空间实验室、天和核心舱、4艘货运飞船的发射和在轨运行任务。目前已有14名航天员、23人次征战太空,实现了中华民族的飞天梦想。

  眼下,载人航天工程进入空间站建设阶段。面对一道道难关,他们接续奋斗,啃下一个个硬骨头。

  该中心环境控制与生命保障(以下简称环控生保)室,负责为航天员在太空撑起一把生命的“保护伞”。他们在太空舱内创造出基本生活条件和适宜工作环境,保证舱内有适合人生存的气压、风速、空气质量和水等。

  神舟十二号太空飞行任务之前,航天员在太空生存所需的氧气和水都要从地面携带。在空间站任务中,航天员在轨时长超过3个月,从地球运送物资代价高昂。环控生保技术必须在舱内实现氧气和水循环使用,这是空间站在轨长期运行的关键技术。

  在一个密闭狭小的空间站舱内,制造一个类似地球环境的可循环生命保障系统且长时间稳定运行,难度可想而知。

  2011年,一支平均年龄不到35岁的科研团队,受领这一任务。从论证到初样研制再到正样,他们一路摸着石头过河,查资料、请专家、做调研,不断试验,在出现问题和解决问题中往复循环、螺旋发展。

  将尿经过提纯后,变成可饮用的水,在常人听来似乎不可思议。10多年前,这已经成为该中心环控生保再生子系统尿处理团队研究的方向。

  科研人员遇到的最大难题就是如何一边蒸馏一边进行水气分离。国际空间站设计的是双旋转蒸馏装置,技术相对成熟,但是较为笨重。该团队另辟蹊径,开拓性提出研制重量减半、体积减小、可靠性更好的单旋转蒸馏装置。

  当时,国内找不到能承接该产品的协作单位,他们只能自己干。经过一遍遍修改设计,问题最终迎刃而解。

  挑战接踵而来。一般轴承都在有润滑油的环境中工作,但该旋转轴承要在无油、强酸的介质中工作。当时,市面上没有一种轴承满足这种条件。国际空间站上的尿处理装置,同样面临这一问题。

  针对这一世界难题,研究团队联合国内顶尖轴承技术研究所,选取多种材料和不同的结构方案,反复实验对比,找到了最优材料和结构,将轴承寿命提升到数千小时。最终,经过团队成员近4000个日日夜夜的刻苦攻关后,性能良好的尿处理装置成功面世。

  同样面临微重力条件下水气分离问题的,还有电解制氧团队。经过反复调研试验,团队研制出某种膜材料,可材料的重量和寿命仍不符合相关指标要求。他们集思广益,跑遍大江南北,走访请教业内资深专家,创新性设计出新型膜结构。随后,他们又用9年时间,将这种膜的寿命提升了10倍,重量下降到原来的1/4。

  十年磨一剑。经过关键技术攻关和工程化研制,再生生保团队攻克多项关键技术和技术难点,完成再生生保装置的工程研制。

  目前,该中心实现诸多“从无到有”到“从有到优”的跨越——

  空间站舱外服的功能性、舒适性不断改进优化,能够满足多次出舱使用,每次出舱时间能长达数小时;飞行手册首次应用交互式电子信息技术,有效提升航天员在轨工作和地面飞控支持效率;航天食品达到120余种,突出个体化设计,为航天员长期飞行提供更好保障;空间站系统配置“太空跑台”等在轨锻炼装备,为航天员提供丰富的锻炼方式;研制出先进的航天医学实验平台,将更加系统深入地探索人类重大医学和健康问题……

  关键词 精益求精

    成功是差一点点失败,失败是差一点点成功

  2秒有多长?不过是秒针滴答2下,而对中心科研团队来说,2秒可能就是个重大事故。

  “每起严重事故背后,必然有29起轻微事故、300起未遂征兆和1000个隐患。”在该中心某训练现场,整整一个墙面上用醒目的黑体字书写了这个名为“海恩法则”的科学规律。

  这,既是对所有工作人员的警示,更是科研人员熟知熟记的质量箴言。

  “成功是差一点点失败,失败是差一点点成功。”多年来,该中心参研参试人员始终遵循科学规律,精益求精,确保每次任务万无一失。

  某飞行器发射前夕,环控生保系统做最后的系统测试。工作人员发现,一个泄压阀关闭过程比以前长了2秒,电流值也有10毫安的小小抬升。这些微小的变化,不仔细观察很难察觉到。

  在太空,万一阀门关不上,密封舱就与外太空的真空环境相连通,直接影响航天员的生命安全。此时,任务已进入倒计时状态。他们承受着巨大压力,将产品从飞行器上取下来。

  留给他们排除故障的时间只有48小时。环控分系统迅速成立设计复核组、归零报告编写组、故障复现试验组、异常数据整理分析组、历史数据复查组。各小组分头行动,高效有序开展工作。

  36小时后,产品如期送回。经排查,这个产品的内腔中有一个100微米的金属丝多余物,使阀门运动不畅导致卡滞。如果放过这个疑点,让产品上天,后果不堪设想。

  除了自主研发的产品,该中心还与近百家协作单位一起合作生产。这种情况下,精益求精的质量意识显得更加重要。

  那年,一次产品验收会上,检验和设计师发现,某装置产品内部有一处1厘米左右的细微裂纹。协作单位解释说,是产品表面的油漆出现裂纹,不影响产品功能和性能。

  面对看似“合理”的解释,设计师却没有轻易放过。果不其然,去除表面油漆后,他们发现产品内部结构也出现裂纹。后来查明,是运输过程中一次不起眼的小意外,产品受到冲击所致。

  “质量高于一切。”严慎细实、精益求精的基因,早已融入该中心全体人员的血脉——

  航天工效既是航天员的“代言人”,也是航天器的“质检员”。空间站任务,涉及舱段多、界面类型杂、研制周期长、接口单位广,他们坚守底线,找相关人员一次次沟通,积极推进问题解决。

  舱内评价团队,策划实施了舱内系统间评价试验。这个试验为期近2年,有近百名志愿者参加,分布在多个城市多个现场,解决了数百个工效问题。

  机械臂是在中国空间站上首次应用的重大创新。机械臂评价团队,识别解决上百项设计问题,通过工效评价,填补了工程设计多方面的空白……

  关键词 心无旁骛

    当个人理想与国家需求“交会对接”时,所有的苦都变成了乐

  2020年初,新冠肺炎疫情打乱了人们的生活。工厂停工,商店关门,但该中心科研人员奋战的步伐没有停歇。为了不影响任务,中心所有科研人员在办公区封闭办公近两个月。

  航天员医学监督与医学保障(以下简称医监医保)室中药组组长刘军莲,脸上常洋溢着热情的笑容,对同事有求必应。可是,一提到家人,她的表情立马黯淡下来。孩子看到妈妈回家,就一个劲儿地催:“妈妈,你赶紧把衣服换下来!这样你就不会再去加班了。”

  在刘军莲的日记里,有这样一段话:“任务在即,有多少奔波在路上的脚步,身后就有多少期盼的双眼;有多少会场上的激烈争辩,就有多少回家后的缄口不言。都说儿女情长,舐犊情深,任务里的航天人,把这些柔情都暂时放在心的最里面,把最深沉最真挚的爱全部献给了航天……”

  医监医保室微生物研究与检疫组组长王珩,脚踝严重扭伤,拄着双杖坚持上班;航天员乘组医生仲崇发,放弃了回家见父亲最后一面的机会,把遗憾藏在心底;航天员总体室副主任翟志宏,劳累过度晕倒在办公室,输完液又回去加班;航天员系统副总设计师吴大蔚,随身带着速效救心丸……

  无论外面的世界有多么喧闹,该中心科研人员守在航天城一角,心无旁骛,一心一意搞科研。

  虚拟现实训练器负责人陈学文带领团队,开发了一套出舱活动模拟程序。只要戴上VR眼镜,立马仿佛置身空间站,操作助力手柄,开舱门,出舱……站在舱外,瞭望缓缓转动的美丽地球,体验者说:“仿佛到了真的太空一样!”

  其实,研制这套程序的研究人员,谁也没有上过太空。他们花了整整2年时间走访各试验现场,建立三维虚拟模型,开发软件。陈学文说:“有幸生在这个时代,赶上这项任务,参与开发这么有意义的重大项目。人的一生,有这么一次机会,值!”

  历次载人航天飞行任务中,人们在电视机前总能听到这样的声音:“航天员,我是医监医生,你现在感觉怎样?”这个声音的主人,就是中国航天员健康中心主任李勇枝。

  1996年,李勇枝博士研究生毕业。她了解到,我国已经开始着手选拔预备航天员。一直从事中医药研究的她,敏锐地意识到,航天员医监医保工作必将成为传统医学一个崭新的研究和应用领域。于是,她放弃更加优越的生活和科研条件,成为航天医学领域一名普通科研人员。

  医监医保医生被称为航天员的“生命守护神”。任务前训练,航天员昼夜节律被打乱,容易出现头疼、晕眩、食欲减退等病症。对此,传统中医中药正好派上用场。白天上班,李勇枝紧张地处理业务工作,组织科研攻关;下班之后,她还要接待求诊的患者,有时直到晚上八九点才吃上饭。

  不知多少个日夜,李勇枝忙完已是凌晨。当年的同学曾经好奇地问她:“你这样忘我加班,薪酬一定很高吧?”她淡淡一笑:“没有加班费,都是我自愿的。”

  “祖国的载人航天事业让我骄傲,我想在这里实现自己的价值。”焦飞飞是电解制氧团队里的年轻人。6年前,他从英国某高等学府博士毕业,怀着对载人航天的热爱,慕名来到中心工作。

  天和核心舱成功发射后,再生生保子系统进行首次在轨测试。那时,焦飞飞刚做完一个小手术,就返回岗位。值班席上,他脸色苍白,仍一直坚守……

  是什么让他们保持这样一种热情和淡定?答案浓缩为一个字——爱,对祖国的爱、对载人航天事业的爱。

  航天员系统总设计师黄伟芬说:“当个人理想与国家需求‘交会对接’时,个人的潜能就会被极大地激发,所有的苦都变成了乐。”

责任编辑:王天玥

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