“我們搞載人航天,就是希望最終能在宇宙里找到新的人類家園。我們這一代應(yīng)該看不到了,但總有人會看到”
11月11日,在中國空間技術(shù)研究院載人航天總體部的辦公室里,《瞭望》新聞周刊記者專訪了天宮一號和神舟八號總設(shè)計師張柏楠。
此時,離天宮一號和神舟八號第二次交會對接還有三天時間,緊張的工作仍在繼續(xù),采訪張柏楠的時間在多次調(diào)整后才最終確定。當(dāng)他出現(xiàn)在本刊記者面前時,臉上有著明顯的疲憊神情。
“張總工作非常非常認(rèn)真,一貫如此”,張柏楠身邊的工作人員說:“可以說,搞載人航天,既是他的工作,也是他的愛好。”這位空間飛行器設(shè)計專業(yè)碩士,從1987年畢業(yè)便進(jìn)入中國空間技術(shù)研究院,先后擔(dān)任神舟一號至神舟五號載人飛船副總設(shè)計師、神舟六號和神舟七號載人飛船總設(shè)計師,直至天宮一號和神舟八號總設(shè)計師。二十余年時間,一直與載人航天工程同行。
交談中,張柏楠說話音調(diào)不高、語速很快,語言條理分明,邏輯嚴(yán)密,正如人們想象中科技工作者的樣子。他從天宮一號和神舟八號的交會對接談起,最終談到載人航天的終極目標(biāo):“時間,從天文的角度是很有限的;太陽、地球都是有壽命的,終歸有消亡的一天。在宇宙中為人類的延續(xù)尋找新的家園,這就是載人航天的終極目標(biāo)。我剛開始搞航天的時候,這個目標(biāo)很模糊,后來越來越清晰。這是我最喜歡的事情,是最值得研究的領(lǐng)域,也是最有意義的事情。這些事可能我們這一代人做不了,可能下一代人做不了,但是一代代的人往下走,總有那么一天能夠?qū)崿F(xiàn)。”
突破兩大技術(shù)難題
“交會對接的成功,從大的方面來說突破了兩個技術(shù)難題,一是交會對接技術(shù),二是組合體控制技術(shù)。這兩個技術(shù)的突破,為未來空間站建設(shè)打下了良好的基礎(chǔ)。”張柏楠說。
“交會對接技術(shù)說得很多了,容易忽略的是組合體控制技術(shù)。實際上這是未來空間站的一個關(guān)鍵技術(shù)。對接成功之后,神舟八號停靠關(guān)機,轉(zhuǎn)由天宮一號控制兩個飛行器飛行,這時就要考驗其組合體控制技術(shù)。以前,衛(wèi)星、飛船上天之后,都是自己管自己;而對接之后是多個飛行器連在一起,必須納入統(tǒng)一的體系一起來管理,不能各管各的,這需要解決很多問題。”張柏楠說。
例如,在能源方面,對接成功后,天宮一號要為神舟八號供電,起碼滿足500瓦的供電能力,以補充飛船能源不足的問題,這同時也是對將來空間站整個能源系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一管理技術(shù)進(jìn)行試驗驗證;在姿態(tài)控制方面,整個組合體的姿態(tài)和軌道也都要由天宮一號來統(tǒng)一控制,控制重量翻了一番,等于從輕裝上陣到負(fù)重前行,無論是指令還是遙測,雙方都要重新適應(yīng)。
目前來看,天宮一號和神舟八號對接上了,交會對接基本上突破了;從組合體這方面來看,對接之后運行了很長時間,姿態(tài)、能源、信息這些統(tǒng)一管理的事也都解決了。“干成了一次,我們算是知道是怎么回事了。但是這次還是無人的,載人環(huán)境保障和控制,就需要神九和神十來解決了。”
“在以往既沒有技術(shù)基礎(chǔ)也沒有在軌試驗的情況下,交會對接一次成功,我覺得是非常非常難的,也是非常了不起的。更為可貴的是,一步一步走下來,我們的飛船、火箭,技術(shù)上不依賴別人,都是自主知識產(chǎn)權(quán)。”張柏楠說,在此之前,美、俄兩國已掌握了這項技術(shù),并多次進(jìn)行航天器空間交會對接,其對接形式也多種多樣。但美國和前蘇聯(lián)早期在實施航天器交會對接任務(wù)時,都有故障發(fā)生,造成任務(wù)失敗。
但張柏楠也坦言,在交會對接成功之前,也對諸多問題憂心忡忡:一是操作流程十分復(fù)雜,一件事接著一件事,一件事做完就要把下一件事要做的評估參數(shù)做好,準(zhǔn)確度要求高,而且時間間隔非常短,做到?jīng)]有瑕疵是很困難的。
二是空間操作難度很大。因為一般衛(wèi)星是自己獨立飛行,但交會對接是兩個飛行器的配合,要控制得十分精確,相對速度要非常小,這也是一個擔(dān)心的問題。
三是天地差異的問題。比如說我的精度很高、控制很準(zhǔn),但這都是在地面理論條件下仿真的,你想得到的問題是可以仿的,但是想不到的東西是沒法仿的。天上的實際情況,比如太陽光很強、電磁環(huán)境很復(fù)雜,還有很多動力學(xué)問題,都是和地面的情況不一樣的,這就存在風(fēng)險。
此外,美國在交會對接之前,就做過各個飛行器編隊飛行等試驗。俄羅斯禮炮1號到禮炮7號,前后反復(fù)試驗,不斷進(jìn)行空間站技術(shù)驗證,并最終完成和平號空間站的建設(shè)工作,是個循序漸進(jìn)的過程。我們的交會對接,沒有做過飛行試驗驗證,是要一次成功,這也是比較擔(dān)心的。“但從目前的結(jié)果來看,還是比較理想的,這說明我們前期對環(huán)境的分析和判斷是比較準(zhǔn)確的。”