總臺記者專訪丨長二F火箭首任總設計師劉竹生:中國載人火箭 安全可靠是第一位
5日,長征二號F遙十四運載火箭搭載著神舟十四號載人飛船成功發射。
長二F火箭是我國載人發射任務的專用火箭,具有極高的可靠性、安全性,長二F何以成為載人發射的“專車”,總臺記者近日獨家專訪了長二F火箭首任總設計師、今年83歲高齡的劉竹生院士,聽他解密中國載人火箭從研制攻關到不斷成熟的故事。
中國載人火箭 安全可靠是第一位
總臺央視記者 崔霞:一個火箭它要具備什么樣的條件,才能成為載人火箭?
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:我覺得最根本的還是應該有一個運載能力,你要是運載能力不夠,連個飛船都運不上去,還載什么人?所以這個是最基本的。再加上第一個是高可靠,第二個是高安全。
高可靠,指的是火箭本身不能出毛病。長二F運載火箭從研制之初,可靠性要求就遠高于國際標準。按照設計指標,長二F火箭的可靠性達0.97,安全性達0.997。簡單地說,就是發射100發,失敗不能超過3發;在這3發可能的失敗中,危及航天員生命安全的概率要小于千分之三。
為了讓航天員更安全,長二F火箭上增加了故障檢測系統和逃逸救生系統。而從外形上看,它和普通火箭最大的區別就是在于頭頂上突出的逃逸塔。
劉竹生說,當時研制團隊沒有關于逃逸塔的任何資料,只能一點點摸索,一次次試驗。1995年4月,滿懷希望的人們迎來了逃逸發動機的第一次點火試驗,然而首次試驗就遭遇失敗。隨后研制團隊又經過了三年艱苦攻關,直到1998年,火箭逃逸塔才終于成功完成了測試。
1999年11月20日凌晨,第一發長二F火箭在酒泉衛星發射中心一飛沖天,成功將神舟一號飛船送入預定軌道。劉竹生說當時的感覺,是心與火箭一起飛。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:我覺得很清楚的一句話,就是說你心血實際都凝聚在這發火箭上,然后火箭飛了,你說你心不是也都飛了。
“神箭”發射也曾經歷一波三折
1999年神舟一號飛船成功發射和返回,中國掌握了天地往返技術,開啟了中國航天一個新的時代。然而,造火箭、搞航天,風險不可能為零。就在一年之后,神舟二號發射的前十天,發生了一次意外情況,差點讓當時已經確定的神舟二號發射推遲。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:(2001年元旦)前夜,本來是大伙都說休息休息就發射,沒想就在之前的那天把火箭給撞了,撞得那個慘勁就不用說了。到處都是撞的坑,有的工作臺把貯箱都撞變形了。
由于機械故障,工作平臺一頭撞在了火箭上。不僅箭體出現了明顯的變形,內部元器件也可能受到了損傷。這對火箭來說,是致命的問題。然而,劉竹生心里卻還抱有一線希望。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:當時看完了以后,我心里還想別的地方如果要壞了,我都能夠得著,能進去把它采取措施,就是這根管子如果要是撞了,現場沒法修,現場分解又沒那個條件。就這根管子如果要是撞壞了,咱們就二話別說,裝箱回北京了。
然而打開艙蓋一看,劉竹生松了一口氣。原來,平臺撞的時候,這根管子被箭體里的一塊擋板擋住了,沒有被撞壞。隨后,工作人員立刻開始對火箭進行全面的維修,故障被一一排除。然而到底發射還是不發射,卻出現了不同的聲音。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:大部分人心里是沒有底的。說老劉,你要是現在發射就停止了,咱們把它拉回去,沒人說咱們的問題,也沒說是你的問題。
總臺央視記者 崔霞:當時您咋說的?
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:當時我倒沒說過什么豪言壯語,我就心里想這花了這么些錢,這么些人圍著它轉,好歹能發射了,咱不打了,你說損失這怎么說。
放棄發射回北京檢修,責任風險最低,但經濟損失巨大。經過慎重考慮,最終劉竹生在火箭質量評估報告上做出了決定:火箭技術狀態完好,可以發射。
2001年1月20日,在火箭被撞后的第十天,第二發長二F火箭將神舟二號飛船成功送入預定軌道。這一刻,現場的許多航天人喜極而泣。一向沉穩的劉竹生,也無法按捺心中的激動。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:飛完了我就拍他(身旁的人)的大腿,我說你看看什么叫神箭。
神舟五號載人飛天一刻 是圓夢也是新起點
從神舟一號到神舟四號,發射的都是無人飛船,劉竹生當年這樣說:只有載人成功了,那才叫真正的成功。
2003年10月15日,長二F火箭將中國第一名航天員楊利偉送上太空,神舟五號一飛沖天,千年夢圓,而長二F持續改進技術狀態的腳步并沒有停止,劉竹生說,神舟五號發射成功那一刻,即是圓夢,也是載人火箭新的起點。
總臺央視記者 崔霞:您說過作為一型載人火箭,只有載人成功了才叫真正的成功。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:對,特別高興,高興在哪呢,中華民族多少代人一個夢想,想飛天,(我)當了總師,然后領大伙干了個火箭,然后發射還成功了,你說這是不是最大的高興。
然而飛天圓夢,這并不是長二F火箭研制的終點,相反恰恰是一個新的起點。雖然安全性足夠高,但是通過首次載人飛行,也還是暴露出長二F火箭不足的地方。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:楊利偉回來說這個問題,在火箭起飛以后,到助推器分離一共有二十多秒鐘,說火箭震動得非常厲害,很難受,心臟難受,他簡直都以為活不了了。
這個問題讓所有人都沒有想到。于是,研制團隊經過反復研究,最終發現造成楊立偉在火箭飛行到在120秒到140秒的難受,是因為一個8赫茲頻率的振動。這正是心臟的固有頻率,當飛行到這個量值時,心臟也振起來了。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:他是過載,不是失重,在這個情況下你再有8赫茲,他人受不了了,心臟在里頭跟著(振)動起來。
于是接下來,劉竹生帶領團隊展開攻關,在后續任務中對火箭進行了優化改進,火箭的舒適度大幅提升,航天員再也沒有出現心臟不舒服的現象。
航天科技集團一院長征二號F運載火箭首任總設計師 劉竹生:經過神舟六號、神舟七號做工作改進以后,這種現象徹底沒了。
新一代載人火箭正在研制 登月夢不再遙遠
劉竹生說他有曾有三個夢想,少年時代,嫦娥奔月的飛天夢;中學時代探索星空的航天夢;參加工作后他堅持40多年的鑄箭強國夢。正是劉竹生這樣的老一代航天人追逐夢想、執著鉆研,讓中國有了第一型載人神箭,而這份傳承,生生不息。
如今,載人登月,成了他最大的夢想,他告訴記者,新一代載人火箭已經開始研制,中國人的千年登月夢,一定不再遙遠。