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中国载人航天工程着陆场系统总设计师侯鹰


http://www.sina.com.cn 2005年10月11日15:47 中国青年报
中国载人航天工程着陆场系统总设计师侯鹰

着陆场系统总设计师侯鹰
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  本报讯 (记者 吴苾雯)

  10月16日凌晨,内蒙古四子王旗大草原失去了昔日的宁静。

  当乳白色的晨曦开始涂抹广阔平坦的草原时,搜索救援回收部队的所有车辆和人员已经各就各位,直升机在预定空域盘旋待命。地面与空中拉起了一张搜寻之网,等待着“神
舟”五号飞船的归来。

  6时许,新疆和田测量站报告,“神舟”五号飞船进入中国国境上空。

  6时23分,伴随着着陆缓冲发动机的轰鸣声,“神舟”五号返回舱降落在主着陆场预定点。负责搜索救援的直升机几乎同时到达,前后只差半分钟。

  舱落人到!此时,在北京航天指挥控制中心,脖子上挂着两块秒表、已20多个小时没有合眼的侯鹰眼睛湿润了,这是他和同伴们朝思暮想的完美结果!为了这个完美的结果,他们付出了10年青春岁月,走过了艰辛而又漫长的路。

  载人航天是一项充满风险与挑战的事业。人类自开展载人航天活动以来,已有22人献出了宝贵的生命,其中有11人是因返回着陆过程中发生故障而丧生的。因此,在载人航天工程中,着陆场系统有着不同寻常的重要地位和作用,它不但要在飞船正常着陆时及时跟踪并捕获返回舱,利用地面和空中的搜索救援力量,救出航天员,并确保其生命安全,而且还要保证在飞船出现问题需要应急返回时,能成功回收返回舱,并确保航天员生命安全。

  这是一项要求近乎苛刻、极其复杂而又艰难的工作。

  要为航天员铺设一条安全回家的路,首先必须确定最佳主、副着陆场和上升段陆上应急救生区、上升段海上应急溅落海域和运行段应急返回着陆区。而选择的条件是:使飞船可返回着陆的机会尽可能多。为保证返回舱触地安全,主、副着陆场的地形还得足够平缓,无高山沟壑,少高大树木,地表坚硬,无大型工业设施和大型居民区等。

  在960万平方公里的陆地疆域寻找一块具备各种有利因素的场地作为着陆点,并不是一件容易的事。着陆场系统建设初期,第一任总设计师夏南银带领科技人员在河南、四川、辽宁、内蒙古、甘肃等所有理论上适宜做着陆场的地方,先后进行了6次大规模实地勘察。勘察面积达18万多平方公里,包括空中直升飞机勘察17架次,地面勘察驱车行程2.35万多公里,最终确定了主、副着陆场的场址和国内应急区的选择。

  应急救生区虽然是为飞船不能实施正常返回设置的,但它却是必不可少的,因为谁都不敢保证不会有意外发生。

  如果意外发生在飞船上升段(即飞行高度为零公里至110公里),系统会立刻启动各种逃逸救生模式,确保航天员脱离险境。可是逃到哪里才是最安全的?

  这是侯鹰他们必须要预先设计的,不但要预先设计,还要将地面所有的一切都准备好,包括救援的飞机、车辆、医护人员,甚至血浆。只有这样,才能保证在最短的时间内实施营救,确保航天员的生命安全。

  在上升段,长二F

火箭将托举着“神舟”五号飞船飞过宁夏、陕西、河北3省区,这一区域长1860公里,宽100公里。在这个广袤的区域里,应该设置几个应急救生区?每个应急救生区的范围多大才最科学最安全?当设置4个应急救生区的方案定下来后,侯鹰带领科技人员进行了大量的考察和分析工作,将每一个应急救生区的地理位置、地形地貌特点、周围交通状况,以及飞机场、
医院
的位置和救治能力等都做了详尽的调查,不忽视任何一个细节,不放过任何一点安全隐患,制订出了各个应急救生区的详细方案。

  如果返回舱溅落在海上,怎样才能迅速找到飞船?多长时间内救出航天员可以确保他的生命安全?返回舱在海面上的漂浮性能怎样?航天员抗寒抗热抗浸的能力怎样?低海况条件下如何打捞飞船返回舱,救出航天员?高海况条件下又如何操作?这都是着陆场系统必须解决的问题。

  2002年5月,侯鹰带着科技人员来到海南某海军基地,进行返回舱漂浮、航天员耐受力和搜索打捞综合试验。

  综合试验涉及方方面面,共有20多家单位参加,侯鹰担任试验总指挥。在进行综合试验的20多天里,他们每天都漂浮在海上。白天,他们将返回舱一次次地放进海里,观察返回舱在海中的自然漂浮状态、漂浮性能,计算救生船的探测距离和打捞时间。晚上,大家都睡下了,侯鹰仍蜷缩在狭小的舱室里,写当天试验的工作总结,制订第二天试验任务的实施细则,实在困了才倒下去睡一会儿。

  返回舱如果溅落海面,航天员在漂浮的密封舱内能否坚持24小时?从理论上说是可以的,但是必须通过试验进行验证。

  那天,他们在海上进行航天员耐受力试验。担任试验任务的训练员和医生按预定时间进入模拟返回舱不久,训练员就出现了重度晕船反应,体温迅速上升到38.5摄氏度,并开始呕吐。守候在船上的侯鹰密切关注着训练员的生理反应,随时与医生通话,并监测着他们心电图的波动。半个小时过去了、一个小时过去了,训练员的状态逐渐趋向平稳,晕船反应渐渐消失。可是到了半夜,天气骤变,大雨倾盆而下,茫茫大海上伸手不见五指!有人提议结束试验,可这时耐受试验才进行了不到12个小时,还没有掌握航天员的耐受极限情况,如果放弃,试验就等于白做了。通过与模拟舱里的医生联系,得知训练员状态稳定,侯鹰一边做出继续试验的决定,一边紧急安排潜水员做好打捞救援的准备。

  雨终于停下了,侯鹰松了一口气。试验一直进行到第二天上午10时,舱内训练员达到了24小时的耐受限度。舱盖打开,他和医生竟然不用人扶,自己走了出来!

  而侯鹰却累倒了,他已经一连几天发烧、尿血,体重急剧下降,已经没有力气从3层的船舱走到位于8层的指挥室了。可是,短波定向仪在海面上的作用距离的试验还没有做,虽然以前曾论证过这个问题,认为理论上能够达到120公里,但并没有经过实际验证。不能确定短波定向仪在海面上的作用距离,就不能准确地确定打捞船只待命救援的位置。这个试验没做,他不能躺下去,侯鹰挣扎着从船舱一步一步爬到了指挥室。

  如果返回舱应急溅落在高海况(四级以上海浪的海况条件)区,直升机不能起飞,救生快艇也无法从船上放入水中。当直升机和救生快艇丧失了营救打捞能力时,怎样才能将返回舱及时地打捞上来?侯鹰带领科研人员进行技术攻关,他们从海上污油回收船回收扫油臂的原理、打捞渔网的成熟技术等方面受到启发,设计出了一种完全自动化操作的拦截臂打捞软网。当返回舱溅落在海上,海浪高达3米以上时,它可以由人在驾驶舱中操作,自动完成一连串的拦截、打捞、起吊、固定等动作,快速有效地救援航天员。

  在侯鹰手下干活的人有时会为他的“不近人情”发牢骚,但却又不得不敬重他、佩服他,因为他总是身先士卒,总能一针见血地挑出工作中的毛病,并指挥大家将毛病彻底消灭。每次方案,他总是提醒大家做一个假设:假如我们失败,会是什么原因造成的?然后审查技术将这种假设进行反推。这种反推法不但能时刻给设计人员以警醒,而且保证了方案设计的周密性。

  10年心血,终于凝成一盏明亮的灯,照亮了航天员回家的路。

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