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新博电竞十二年征途,只为建造中国人自己的空间站

来源:八院 日期:2022-11-15

20221031日,由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制的空间站梦天实验舱,在文昌航天发射场由长征五号B运载火箭托举升空,发射取得圆满成功。2022111427分,梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口。至此,中国人自己的太空家园和国家级太空实验室将开启全新征程,一时间,兴奋、期待、不舍的感情交织在一起,涌上研制团队的心头。回首12年来的研制历程,梦天实验舱陪伴着设计师们走过了从“而立”到“不惑”的激情燃烧岁月,设计师也陪伴着梦天从一张张蓝图变成了而今飞天时的挺拔模样;他们成全了梦天逐梦星河的理想,梦天成全了他们为国圆梦的志向。

为国论站这是中国空间站该有的模样

2011年,上海航天人历时十六年创新攻坚,自主研制的对接机构产品首次亮相太空,神舟八号和天宫一号实现了首次无人在轨交会对接,我国成为世界上第三个独立掌握空间对接技术的国家,空间站在轨建造具备了坚实的基础。”梦天实验舱责任总指挥甘克力说道,“着眼于未来的太空实验室,国家将空间站定位在‘着力建设具有中国特色的载人空间站工程体系,体现时代特征,实现整体跨越’,这也是当时八院论证的顶层指导。”

在国家的统一部署下,八院迅速集合了具有丰富载人航天工程研制经验的专家队伍,对中国空间站顶层方案进行论证。“那时候我们也分析国际空间站的情况,博采众长,但是我们一开始就深刻认识到,我们中国人建造自己的空间站,就必须符合我国的国情,契合我国技术的发展水平,以及中国人的文化和习惯。”梦天实验舱责任总设计师罗斌回忆。

“中国空间站应该长什么样?”团队内掀起学习与讨论高潮,大胆构想、小心求证,一时间“八仙过海、各显神通”。会议室、食堂间、散步中,不停地畅想着‘未来中国空间站’的样子。”说起过往,梦天实验舱总体主任师吴军仍然抑制不住兴奋,“慢慢地,‘积木组合+有限桁架’‘太阳翼二维对日定向’这两个核心构型思路得到一致认可,中国空间站‘大风车’构型跃然于纸上了。”“大风车”的构型与最终的”T”字构型非常接近,各舱段平展布局极大提升了对应用载荷的支持能力,使得中国空间站稳稳地飞行在太空,宛如给中国梦插上了翅膀,极好地诠释了“中国特色”和“时代特征”。这一构型方案一经汇报,便赢得了业内各级专家领导、各大系统的一致好评,这就是中国空间站该有的模样。

科学探索空间站的理想状态就是我们的理想

2012523日,国家在空间站系统相关分工定点的批复中明确,八院负责空间站实验舱II总体研制工作。方案伊始,实验舱Ⅱ的主要任务是装载多功能光学系统,整个飞行器大约一半的空间都围绕着如何承载这套巨大的光学系统而开展设计。2014年,历经2年研制,实验舱II攻克了结构力学设计一系列难题,就在方案设计工作接近尾声时,一个重大颠覆性的方案正悄悄靠近。经过反复的工程论证,为获取更好观测效果,原本搭载在实验舱II肚子里的光学系统设计方案发生重大变化,光学载荷需采用独立飞行器方案,与空间站共轨飞行,实验舱II的主任务、方案设计都需要调整。“服从大局,建站为应用,把中国空间站建成我们心中最理想状态就是我们这些人的理想。”“科学没有尽头,只有越来越深刻的认识、越来越详尽的研究。方案需要改变,我们没有二话,但我们最担心的是进度问题,空间站建造不能在我们的手中延误。”回忆过往,梦天实验舱计划经理刘慧颖有些许激动,更多是坚定。那段时间,会议室里常常是灯火通明,研究讨论经久不息。

“我们迅速发挥作为总体设计和结构机构专业的综合优势,将拓展应用能力为主攻方向,用两个月的时间论证了一个新方案。”空间站系统副总指挥李江道说道。新方案创新性提出了“货物气闸”功能,增加了货物进出气闸舱,巧妙地采用嵌套式结构构型,“三舱”变“四舱”,展开式暴露平台、自动舱门,载荷进出滑台,一系列新机构呼之而出,实现了货物(载荷)在空间站上的自由进出,增加了舱外载荷数量,极大地减少了航天员携带载荷出舱的次数,提高了航天员出舱活动的工作效能,实现了“建站为应用”的目标。201541日,承载着中国人寰宇追梦的美好期望的“梦天”这一名字终被选用。

十年砺剑把地面试验做到极致

“规模庞大、系统复杂”是大家对梦天一致的外在印象。虽然设计团队对于这样一个17.88米高、4.2米直径、重达23吨的飞行器的设计难度有所认识,但是进入初样设计后,还是被这样一个巨系统的复杂程度震惊了。

为确保航天器不带问题上天,就是充分利用地面试验,对各种状况做充分验证,确保航天器不带任何问题上天。梦天实验舱的货物气闸舱可以让做科学实验的各类载荷在舱内舱外自由进出,为了保持开舱门前舱内外的压力平衡,每次进出舱都要进行货物气闸舱泄压和复压。初样阶段,设计师们通过地面热真空试验,验证舱体的热量收集、转移和排散功能,验证货物气闸舱泄复压功能,考核舱体对空间环境的适应能力。“封罐试验前,我们都非常紧张,预想各种可能出现的状况,并一一制定预案。阀门是否可靠?会不会无法泄压?会不会无法复压?万一试验不顺利是不是会影响研制进度?”八院梦天实验舱总体副主任设计师宣建强笑着说,“越担心我们就把工作做的越细,等到真正封罐做试验,我们反而淡定了,感觉心里非常有底。”有的试验只开展一次或几次,有的试验却要在几年的时间里反复做,反复验证,比如805所梦天实验舱分总体副主任设计师韩艳负责的舱外操作工效学评价试验,用来验证整舱舱外设计的合理性。“最牵动我心的还是悬吊试验,2018年开始一直到2022年型号出厂之前都在持续地开展,每一次悬吊我的心也跟着悬起来。”韩艳开玩笑说道。经过一轮一轮的悬吊试验,不断完善工效设计要素,为最终梦天实验舱的上天状态确定基线。一个庞大飞行器的测试工作是需要一个同等体量的地面综合测试系统进行支撑的,“飞行器的规模有多大,链路有多少,机构有多少,就需要多少的地面设备进行模拟和支持。”805所综测技术负责人邵琼说道。为提高测试效率和质量,“从53台设备的桌面联试,到飞行器初样、正样全系统综合测试、三舱联试、五舱联试……我们都笑称已经人机合一。”805所信息总体主任设计师林翼露笑着说道。

一朝亮剑以平凡工作铸就不凡事业

到底从什么时候开始算亮剑,设计师们也说不清楚。“我们是开局即冲刺,2021年春节的时候,设计师们在正对电梯厅的门口挂了一个倒计时的牌子,每当难了、累了,一想到这块牌子,就会被治愈。”805所专业副总师周涛说起来,笑了笑。治愈可能就是重新获得力量的过程,在飞天的路上,还有很多的难题需要一一解决。

梦天实验舱的总装和测试在上海进行,整舱力学、热试验均在天津滨海的飞行器AIT中心进行,发射任务在海南文昌进行。三地作战,没有一套安全高效的运输方式是难以实现的。由于飞行器外形尺寸大,包装箱和地面工装超宽超限,不适合公路运输,必须海陆联运,八院从未组织开展过这么大规模的海上运输任务。万事开头难,运输码头泊位能力有限,梦天实验舱便将整件运输任务化整为零,拆解成了海陆联运和公路运输任务并行开展。面对梦天实验舱这样的庞然大物,能安全进行起吊作业吗?码头方最初也不敢贸然接单。航天人用数据说话,用方案通行,最终消除了码头方的疑虑,使用岸吊的方案,解决了制约操作作业风险的难题,后续的多次运输工作组织都很顺畅,正是“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”。

2020年大年三十上午,设计师们将梦天产品停放在天津厂房,下午赶回上海与家人共度春节,没想到型号即将经历一场巨大的考验。一场突如其来的新冠肺炎疫情席卷全国,为了确保人民生命安全,社会按下了暂停键,延长春节假期,延迟复工。当时是三地作战的工作安排,队伍也要兵分三路,一路要在文昌开展核心舱发射场合练,一路大部队要去天津开展梦天实验舱结构热控舱的力学和热试验,一路人马留在上海利用梦天电性平台进行电测工作。这么繁重的工作安排,遇上这么大的考验,型号怎么办,任务怎么完成,这一切打乱了原有的工作节奏。经过综合研判,因地制宜地制定了三地疫情防控工作策划,毅然逆行出征。“从上海到天津,1089公里的路途,一辆专车承载着我们40多位队员‘疫’然前往天津,只在1个空无一人的服务区做了一次最短暂的停留。” 20221月下旬,型号两总带领研制队伍进驻天津,开始长达6个多月的AIT工作,为了确保正样计划,研制队员在天津过春节,只短暂休息了半天便投入繁重工作。面对应用载荷交付后150天内整舱要完成力热环境试验和测试、大系统联试、出厂前回归测试的严峻形势,以及需开展121次大型操作,包括5次四舱对接分解、10次整舱吊装、24次舱段吊装翻转、30次舱段及整舱转运、52次大型设备拆装的巨大工作量,项目办主任王华带领团队组织制定了“130”的型号工作策划体系,做到“日计划看板上墙”“一本策划抓到底”,确保AIT工作做到“日清日结”。甘克力总指挥、罗斌总设计师带头常驻天津,每当看到他们,队员们就会安心,100余名试验队员咬紧牙关,上下一盘棋,这一次的坚守,就是半年多。

梦想无垠,步履不停。十二年攻坚路,一路荆棘,一路繁花,一群平凡人以不平凡的业绩完成的一段不平凡的历程。3000多个日夜的坚守,12年的青春年华,都凝聚在梦天的每一台设备、每一根电缆、每一个螺钉之上。他们铸就的是大国重器,成全的是飞天情节,缔造的是强国梦想。“探索浩瀚宇宙、发展航天事业、建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦!”航天人,一直在路上。

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