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张柏楠:搭建“天梯”的摆渡人
http://www.100md.com 2017年12月2日 《财经界》 2017年第1期
     和神舟五号一人一天飞行相比,神舟六号要实现两人多天飞行。两名航天员在太空生活工作多天,衣食住行,每日三餐,冷凝水的收集,进出轨道舱安全等诸多新问题,一下子凸显在了这位新总师和他的团队面前。飞船舱内有效容积只有5.5个立方米,两名航天员生活工作在里面,两、三个小时湿度就会达到饱和,人生活在里面极不舒服。舱内空气不流通,航天员呼出的二氧化碳就会自然堆积,滞留在航天员口鼻附近,导致呼吸困难甚至会造成窒息。影响航天员安全的事必须充分验证,张柏楠率领团队在地面生生造出了一个“类太空”环境,用两人模拟航天员太空七天七夜的生活,进行了多次流场试验,验证了自主设计的湿度控制技术和通风换热技术的合理性。为进一步增加冷凝水收集能力,他们扩大了冷凝水箱的容积,增加了被动的吸湿材料,给航天员提供一个良好、舒适的湿度环境。为了保证船上设备在一定湿度条件下正常工作,他们还采取了许多办法,做了大量试验验证船上设备能在湿度98%的环境下正常工作。

    杨利伟乘坐神舟五号飞行一天,都是呆在返回舱里,可神舟六号飞船两名航天员衣食往行都要进入轨道舱。从返回舱进入轨道舱,首先要打开连接两个舱的舱门。打开舱门风险相对不大,可关键问题是航天员在关闭舱门后能不能够保证密封,保证在再入过程中不会出现问题。1971年6月30日,俄罗斯“联盟11号”飞船返回时,在168公里高度,就因返回舱舱门故障,导致了三名航天员牺牲的悲剧。这个连接两个空间的舱门,可以说是一个生命之门,也是一个生死之门。
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    为了保证飞行万无一失,张柏楠带领有关技术人员做了上万次的相关试验,从改进密封性能、在轨检漏、舱门清洁等多方面摸索出一套规律,为进加了密封锁、双重密封圈、快速检漏仪等8道“安全锁”,还对对航天员进行了专项培训,以保证航天员顺利、可靠地关闭舱门。

    航天员的安全是第一位的,这是张柏楠挂在嘴上也是记在心里的一句话。在太空飞行中,舱外温度最高值和最低值要相差100到200度,飞船长时间频繁地在这种环境下运行,会使一些连接的部件发生断裂。这个问题从神舟二号起就开始困绕着他们,为了彻底解决它,他们一边分析一边做试验,最终使这个隐患在神舟六号上天前消灭在了地面。张柏楠说,搞航天,时时处处都会遇到挑战,只有敢于迎接挑战,才能敢于赢得胜利。

    神舟六号上天时,航天员的座椅缓冲器让张柏楠有点“牵肠挂肚”:由于在着陆前座椅缓冲器是用火工品提升,尽管飞船的密封环节已进行了充分的验证和考核,但是火工品工作时燃气中气体如果发生泄漏,就会危及到航天员的生命安全。在设计神舟七号时,他多次向结构与机构分系统设计师强调:一定要彻底消除座椅缓冲器的隐患,用安全的介质取代有害气体。经过研制,神舟七号飞船最终确定了用“压缩空气”来取代燃气。
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    2005年10月17日凌晨4时33分,当神舟六号飞行了115小时33分钟后以最完美的姿势着陆时,作为飞船总设计师的张柏楠深深地吐了一口气,心中揪起的那块石头可以轻地放下来了。

    路铺中国载人航天

    神五突破载人飞天、神六实现两人多天,神七突破出舱活动、神八实现无人对接、神九突破载人交会对接……每艘飞船型号的更新,都意味中国载人航天事业实现巨大跨越。张柏楠说:“小步快跑,这就是神舟系列飞船发展模式。”突破和跨越的背后,带来的是更加严峻的挑战。张柏楠敢于和他的同事们一起迎接挑战。

    神舟飞船在上升阶段或在轨阶段发生危险,怎么保证航天员的安全?张柏楠说,在上升段,如果运载火箭出故障就要启动逃逸系统,把飞船的返回舱带离运载火箭,然后再把返回舱释放出来,安全着陆;在轨道运行阶段,如果飞船发生泄漏问题,我们将通过监测机制和应急手段予以排除。
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    张柏楠常说:飞船是一个系统工程,一个载人系统有8万多个点、几十万条软件,恰似一个环状链条,那一个环节都不能疏忽,那一环都至关重要。他像战略家一样,组织实施好每一个步骤。繁忙的工作让他深深地体会到,“搞工程不是靠一个人的智慧,而是要靠一个团队,团队个个都能干才行。”

    1999年11月21日凌晨1时,内蒙古四子王旗草原。作为神舟一号飞船返回舱回收试验队队员的张柏楠,在看到神舟一号飞船成功着陆那一刻流下了眼泪。2016年10月17日7时30分,当神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空时,已是中国航天科技集团空间技术研究院载人飞船系统总设计师的张柏楠则显从容淡定。“我希望以后发射飞船就是一条普通的新闻,更希望未来的中国老百姓能够像坐飞机一样乘飞船去太空旅行。”张柏楠说。

    随着神舟十一号飞船的发射,神舟系列飞船已进入到新的发展模式——应用型阶段。“神舟十一号最大的变化是没有变化。”张柏楠表示,神舟十一号在外观、任务、技术上均与神舟十号相似。为验证空间站关键技术,神舟十一号只在技术状态上略有调整。张柏楠说,天宫二号的飞行轨道与空间站相似,需要对神舟十一号的交会对接测量系统进行适当升级,使其能在393公里的轨道高度与天宫二号进行交会对接,确保其功能和技术指标满足未来空间站航天员的往返运输要求。
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    放在整个中国载人航天事业发展历程中来看,神舟十一号尽管变化不大,但依然有其独特的历史地位。张柏楠表示,神舟十一号的发射,表明我国已掌握天地往返运输技术,神舟飞船的技术状态已基本稳定,从产品研制进入新的应用阶段。“神舟十一号之后,神舟系列飞船将为后续的空间站提供人员运输服务,它的主要任务将从突破关键技术转为保证任务的可靠性、航天员的安全性。”

    言及神舟十一号飞船为什么只搭载2名航天员,张柏楠说,受生命保障系统能力限制,为延长航天员在太空驻留时间,只能减少人数,毕竟神舟十一号任务的主要目的之一是要开展航天员在太空中期驻留试验。

    从天宫一号与神舟十号组合体10天的飞行时间到天宫二号与神舟十一号组合体30天的飞行时间,张柏楠的梦想又近了一步。“20天,不仅仅是数字的增加。”张柏楠说,驻留时间的延长,可以更多地掌握航天员在微重力环境下生理指标有何变化,为未来长期驻留提供一些数据。, http://www.100md.com(吴志菲)