“天宮”發射僅成功一半

　　對接成功才能松口氣

　　本報記者專訪中國載人飛船和空間實驗室副總指揮葉勛（上）

　　從運輸到發射，環環做足功課

　　記者：“天宮一號”馬上就要發射，對中國航天意味著什么？

　　葉勛：我們每一次發射，都必須完成大量技術突破。比如，“神五”實現載人飛行，“神七”宇航員出艙，飛船先后進行了200多項改進。“天宮一號”發射也是如此，它將檢驗我們接下來要進行的“空中交會對接”技術，事關空間站建設，意義重大。為保證發射，發射場設施設備系統升級改造已達66項，長征二號F運載火箭共進行了近170項技術狀態更改，來滿足交會對接。

　　一些看似不重要的非技術細節，也是關鍵點。為了讓“天宮一號”經受長途跋涉的考驗，安全抵達發射場，研制團隊在運輸細節上可謂做足了功課。“天宮一號”塊頭超大，使用了迄今為止最大的包裝箱，還專門給它設計了一個內部減震系統、溫控系統。

　　“天宮”的設計壽命是2年

　　記者：上海航天局在“天宮一號”里主要負責哪一塊？

　　葉勛：“天宮”是個龐大的系統工程，我們主要負責電源分系統、對接機構分系統、資源艙的結構和總裝，以及測控通信分系統的設備研制。“天宮一號”共有3項比較新的技術，我們就有兩項，這對我們是一個不小的考驗。

　　“天宮一號”的設計壽命是兩年，在兩年時間里它要和“神八”、“神九”、“神十”對接，電源系統是關鍵，電源系統要提供能源，沒有電能，所有的太空飛行器就是一堆太空垃圾。我們搞“天宮一號”、“神八”電源系統的有四五十人，采用了不少新技術、新材料。

　　我們用在“天宮一號”上的對接機構，目前世界上，除了俄羅斯就是我們的，是一種非常復雜的空間機構，技術難度大。“天宮一號”發射成功僅僅完成了一半任務，只有跟“神八”對接成功，我們才能松一口氣。

　　“天宮一號”從2006年就開始研制

　　記者：“天宮一號”從什么時候開始研究的？

　　葉勛：“天宮一號”從2006年開始研制，一直到現在，整個過程從方案設計、初樣到正樣，通過了大量的計算、仿真和地面各種試驗的驗證，全力做到可靠和安全。打個比方，我們先假設某一系統失效，然后列出幾種可能導致失效的故障，每種故障的原因是什么，一層層查下去，到單機，再到部件、零件，任何一件產品都要考慮進去。

　　只做到這點還不夠，我們還要反過來想，比如一個零部件的失效可能對系統造成什么樣的影響，有可能出現什么樣的問題，應該制定怎么樣的應對措施。

　　在產品研制的全過程，只要是能想到的，驗證試驗能做的，我們都要去做。“天宮一號”要進行地面運輸，我們就要考慮運輸過程的震動、剎車會不會對它有影響；在起吊時有加速度，我們也要驗證這種過載能否承受。我們盡量模擬火箭發射和太空環境做驗證，在振動、噪聲、真空、高低溫環境下做，如果地面做不了，也要進行仿真計算驗證。

　　等我們老了，要對自己有個交代

　　記者：做航天的，給人一種很神秘的感覺，是這樣嗎？

　　葉勛：其實干航天事業的也是普通人，我們單位很多80后的年輕人，他們已經能挑大梁了。干航天很辛苦，航天事業是一個大系統，對每個人的要求很高，每個環節都有時間節點，有時候每個環節要精確到分鐘，所以我們加班加點是常有的事。

　　對很多年輕人來說，既然選擇了這個事業，就得有奉獻精神，需要家人的支持，很多人最后能堅持下來，主要是有一種為國家強大而奮斗的使命感。等我們老了，回想這段經歷，會對自己說，我參與了中國最重大的航天工程，對自己也算有個交代。

　　兩個8噸重的物體

　　以28440公里時速無縫對接

　　本報專訪中國載人飛船和空間實驗室副總指揮葉勛（下）

　　“跟楊利偉乘坐的‘神五’比，‘天宮一號’的艙內環境要舒服多了。”上海航天技術研究院科研四部部長、高級工程師、中國載人飛船和空間實驗室副總指揮葉勛，在接受本報記者專訪時說。

　　“天宮一號”的名字讓人聯想起《西游記》中的孫悟空大鬧天宮。“天宮”是中華民族對未知太空的通俗叫法。雖然“天宮一號”實際上就是中國空間實驗站的雛型，但它擔負了中華民族載人航天工程最為關鍵的一步。

　　“天宮”有15立方米

　　3個人漂浮在里面不擁擠

　　記者：“天宮一號”里的空間有多大？

　　葉勛：大家都知道，2003年10月，楊利偉完成21小時23分鐘的太空之旅，成為我國進入太空第一人。楊利偉當時是固定在艙內，基本上動不了，跟楊利偉乘坐的“神五”比，“天宮一號”雖然只是我國未來空間站的“試驗品”，它的艙內環境要好得多。

　　對接成功后，宇航員從飛船上進入“天宮一號”，感覺就像下了小汽車，來到“實驗艙”，這是一個精致小巧的單身“公寓”——這個“公寓”是個圓柱體，直徑大約3.35米，長4米，差不多有15個立方米，周邊擺放了很多儀器，所以3個宇航員在這里漂浮或者轉身，都不會感覺擁擠。

　　宇航員不需要用尿不濕

　　睡覺要“綁”在睡袋里

　　記者：宇航員在“天宮一號”里生活，是否需要尿不濕？

　　葉勛：今后中國的宇航員要在空間站工作、生活很長一段時間，不可能每天用尿不濕。“天宮一號”里有環境控制和生命保障系統，宇航員的小便可以通過循環系統得到重復利用。

　　宇航員在“天宮一號”里可以脫掉笨重的宇航服，穿的衣服當然是特質面料，很薄很舒服，有點像薄型的針織衫，為了減少他們出汗，艙內溫度控制在22℃左右。宇航員們睡覺時，就鉆進睡袋——睡袋是固定在一個位置，樣子有點像大衣柜，人進去后把自己一綁就能睡覺。宇航員十分需要這樣的固定保護，如果熟睡時在“公寓”里飄來飄去、撞頭撞腳的可相當不安全啊。

　　未來空間站規模約60噸

　　發射“核心艙”暫不具備能力

　　記者：中國未來的空間試驗站，是怎樣一個規模？

　　葉勛：“天宮一號”有8噸多重，是我國目前發射到空間的最大飛行器。現在的國際空間站，是用了10年時間搭建起來的，發射了上百次，有400多噸。我國未來的空間站估計規模在60多噸。

　　我們的空間站大致模樣是這樣的：包括一個核心艙、兩個實驗艙，再加上一艘載人飛船和一艘貨運飛船，總重量在80噸以下。空間站建成以后可以長期有人駐守，能開展各種空間實驗。

　　不過，只有具備了20噸以上運載能力的火箭，才有資格發射核心艙，此外空間站在運行期間也需要大運載能力的貨運飛船來回運輸大量物資，而目前我國的火箭運載能力只有10噸。中國正在研制的大推力運載火箭長征五號，其運載能力將超過20噸。

　　我國載人航天仍面臨諸多挑戰，許多技術瓶頸有待突破，例如艙內再生式環境控制技術和生命保障技術、空間站長期在軌飛行技術等。

　　“天宮一號”有兩個艙

　　對接口像一扇圓門

　　記者：“天宮一號”內有幾個艙？各自功能是什么？

　　葉勛：“天宮一號”可分為兩艙結構——實驗艙和資源艙。實驗艙用于航天員駐留期間在軌工作和生活，資源艙內有推進的發動機、電源系統等，為“天宮一號”提供動力。

　　在實驗艙前端，安裝有一個對接機構，它是“天宮”和飛船聯通的關鍵所在。“交會對接”，指兩個航天器在太空軌道合并連接成一個整體，是實現太空裝配、補給、維修、航天員交換等過程的先決條件，更是建立大型空間站的基礎。對接口像一扇圓形的門，內部直徑約為0.8米，對接后航天員可以通過這一扇門從飛船進入“天宮一號”。

　　“天宮”和“神八”對接

　　就好比螺絲擰進螺帽

　　記者：“天宮一號”與“神八”對接將怎樣實現？

　　葉勛：從2002年開始，我們開始正式研制這一對接機構，并已經進行了大量的地面試驗。做試驗的時候，我們真的都捏著汗呢！設想一下，兩個8噸重的物體，在太空中以第一宇宙速度（相當于每小時28440公里）飛行，并完成無縫對接，難度可想而知，稍微刮擦都是不可想象的。“天宮一號”和“神八”對接，就好比螺絲擰進螺帽，“天宮一號”是母的，“神八”是公的，神八”追著“天宮一號”，一旦時機成熟對接機構開始捕獲，在這個過程中要緩沖掉能量。

　　要實現順利對接，兩個飛行器的相對速度不能超過每秒0.2米，橫向偏差不能超過18厘米。只有準確對接，“神八”通過很多把鎖緊緊綁住“天宮一號”，對接艙門才能打開，宇航員就可以從“神八”邁向“天宮一號”。