播种载人航天的未来
交会对接任务是个系统工程,每一个环节都紧密相扣,完成这一高难度任务的团队平均年龄只有32岁,这对中国航天事业来说,是一笔宝贵财富
文/《瞭望》新闻周刊记者袁元
11月15日,天宫一号与神舟八号成功实现第二次交会对接的第二天。在北京西北郊航天城中,我国载人航天和深空探测工程的“神经中枢”——北京航天飞行控制中心里仍然弥漫着一种既紧张又期待的气氛。
《瞭望》新闻周刊记者走进飞控中心的指挥大厅,在这里见到了天宫一号目标飞行器、神舟八号飞船总指挥尚志。他在开会讨论神舟八号回收方案的的间隙,接受了本刊记者专访。
全新的任务
“交会对接技术是未来中国载人航天和组装大型空间站,乃至载人登月的关键技术”,尚志说,为了首次交会任务,天宫一号和神舟八号的研制历时6年多,先后经历了方案设计、初样研制和正样研制阶段,完成了规定的700余项试验。
“天宫一号是个全新的飞行器,神舟八号是一个改进型神舟飞船,并不是此前神舟系列飞船的简单重复,而做了大量改进,也是一个全新的飞船。”从神舟飞船副总指挥到总指挥,尚志曾经历了“神一”到“神七”的全部研制、发射、返回过程。与前7次载人航天工程任务相比,此次交会对接任务呈现出三个特点:
一是以前执行的是单项任务,而这次执行的是“组合体”任务。尚志说,此次任务一方面技术新,交会对接任务涉及到的很多技术都是世界级的,对中国航天来说都是首次;另一方面试验、验证方法新,航天技术发展40多年来,几乎都是针对单一飞行器而开展研制工作的,而交会对接任务是针对多个飞行器而展开。
从单一飞行器变成两个不同的飞行器,增加了研制、试验的难度。比如,单一飞行器的研制方法可以借鉴、可以遵循,研制流程相对简单可控,队伍管理也相对单一。两个飞行器则具有系统复杂、技术难度很大、任务风险大等特点,没有成熟经验可借鉴,同时,还需协调二者之间的关系,无论是研制的进度、状态、质量,还是技术上的每次转阶段、攻关、出厂、大型试验等,都要协调同步,环环相扣。
他告诉本刊记者,神舟八号“零窗口”发射就是两个飞行器必须保持同步的一个例子。在这次交会对接任务中,天宫一号和神舟八号是一个整体,缺一不可。因此,神舟八号的发射时间需根据天宫一号的运行轨迹而定,只有在发射前约4小时才能确定。一旦神舟八号发射数据确定,就必须在那时准时升空,这就是分秒不差的“零窗口”。唯有如此,交会对接任务才能圆满完成。
再如,在飞行控制中,交会对接的飞行控制也更具有挑战性。交会对接需要同时遥控两个飞行器,对接不能有丝毫偏差,对精确度和安全性的要求前所未有。而天宫一号与神舟八号进行对接后,在太空中以“组合体”的方式运行。“这在中国航天史上从来没有遇到过,‘组合体飞行’不仅体积大,而且很难控制。如何保证组合体以规定的姿态运行,这给姿态控制和轨道控制带来很大难度。”
二是任务安排紧凑,交叉重叠多,型号研制时间紧张。尚志回忆说,交会对接任务于2004年12月立项,当时刚刚完成了神舟五号飞船飞行任务,神舟六号发射在即,神舟七号处于研制中,空间站任务也论证立项,“过去按照航天惯例,主要是顾眼前、顾发射型号,但从神舟五号开始,实际上是神舟六号、七号、交会对接和空间站四大任务同时开始推进,在如此短的时间内完成如此高密度的型号研制任务,对团队的技术攻关和管理组织能力是一个极大的考验。”
根据工程计划,交会对接任务将执行4次发射任务。即:首先发射天宫一号,随后相继发射神舟八号、神舟九号和神舟十号飞船与之进行对接。尚志说,从1999年的神舟一号到2008年的神舟七号,中国航天用了9年的时间圆满完成了7次载人航天任务,而现在要在1年多一点的时间内,完成4次交会对接任务的组织发射,面临的压力可想而知。
三是在交会对接中,有很多技术验证工作很难在地面上充分验证。如何增强技术风险识别成为此次任务的一个难点。以前7次载人航天任务的顺利推进都是建立在充分的地面试验的基础上,而鉴于交会对接任务的特性,很多技术很难在地面上充分验证。
“举例来说,天宫一号是新研制的飞行器,虽然使用了很多成熟的技术,但采用的新技术、新设备非常多。单看它的个头——长10.4米、直径3.25米就比以往的飞行器大很多,而两个飞行器的大型试验怎么做?既没有这么大的试验室,也没有这么大的试验场地,更没有办法模拟两个飞行器这么大的飞行速度。”
“任务重压”下的管理创新
首次交会对接任务填补了中国航天的又一项空白。交会对接任务是一个系统工程,“牵一发而动全身”,尚志说,在这样的情况下,提高管理效能就显得更加重要。
“结合首次交会对接任务的特点,科研团队从过去的七八十人扩充到四百多人,而且跨行政单位、跨地域,甚至跨军民两地,涉及领域多、人员广,而且‘80后’占了较大比例。”尚志说,年轻人有热情、有干劲、知识丰富,但是经验相对不足。
“神舟八号、天宫一号,这两支队伍有两种管理方法,一种是两支队伍的人员混在一起使用,这有利于打攻坚战,但不利于独立开展工作,对指挥系统要求比较高,指挥系统要对每一件事情事无巨细地安排到位。另一种是两支队伍在日常工作中相对独立,但保持协调一致,在关键环节融合统筹协调,这样两个系统既可以各自同步推进,不需要事事等待指挥,又可以集中力量攻坚克难。”尚志说,交会对接任务相互衔接度高,所有的任务都是环环相扣,哪一个环节出现问题,都将对后续任务产生重要影响,针对交会对接任务、人员组成的特点,进行了较长时间的分析讨论,研制试验团队选择了第二种管理方式。
从管理上看,研制试验团队分为两个大系统,飞船系统和空间实验室系统,但实际上,他们既分别管理,又在技术上融会沟通,实施项目管理方式,提前策划、周密安排、按进度检查、反馈,并及时调整管理策略。同时,人员机动并可跟进研制试验情况进行调整。例如,天宫一号要出厂了,就会抽调神舟八号人员补充天宫一号的人员队伍,进行突击。
“这种平时工作各自独立,关键时刻集中力量的管理方式,从队伍名称就可以看出来。”尚志说,此次执行天宫一号、神舟八号任务的“交会对接任务联合飞控试验队”,这个试验队的名字在航天的历史上也是从来没有过的。如果是两支相对独立的试验队,可以各管各的飞行器,任务单一,好操作,但是问题在于,在交会对接任务期间,两支队伍之间如果出现了问题,就需要协调,不便于管理。所以,3月份正式组建了相互飞控试验队,在运行过程中,其岗位、人员都是联合配合。“这实际上是要解决两个飞行器在天上飞,它们的飞行任务、飞行规划怎么安排的问题,这也是为了未来空间站做准备,从而应对多个飞行器的飞行任务。”尚志说。
在飞控中心指挥大厅的飞控监视页面中,本刊记者看到天宫一号和神舟八号两个信号放在同一个综合显示页面中,由工作人员一起监控。“这就是联合飞控试验队的工作方法,一名工作人员坐在监视器前,但是可以同时监控两个飞行器,易于作出判断分析,能够更好地控制飞行过程中的每一个细节,更符合这次交会对接任务的特点。”
针对青年人多的特点,团队采取的办法是以老带新、老中青结合,注重专业、年龄、经验上的搭配,“未来的空间站建设需要年轻人,虽然在队伍组建过程中,磨炼青年人是个痛苦的过程,但是现在我们的团队平均年龄只有32岁,这对中国航天事业来说,是一笔宝贵财富。”
傻得执著的“孩子们”
“载人航天,就是衡量国家综合国力的重要标志。”尚志说,载人航天工程不仅产品复杂,零失误的要求高,而且关系着航天员的生命安全,只有本着如履薄冰、永无止境的态度,把工作做到百密而无一疏。而研制队伍的能力和作风,是保证航天工程任务成功的基础和关键。
作为总指挥,尚志深感责任重大。在他看来,首先需要具有战略眼光和战略谋略。“载人航天已作为一个专项纳入国家中长期科学和技术发展规划纲要,其意义毋庸赘言,但与美国、俄罗斯相比,我们已经落后了三十年,如果我们这一代再不迎头赶上,就要到下一代了。”国家的利益,始终放在研制团队的心头。
而担任总指挥的工作,还需要具有敏锐的判断能力,一旦出现了问题,需要在第一时间判断其对于整个工程的影响。“总指挥的知识、技术有限,要发挥团队作用,团队共同研究分析。载人航天工程,知识面广、环节多,任何一个人都不可能是全能型专家,需要组织团队协调解决。”此外,更需要有统筹协调能力和严格的工作作风。
“经过锻炼,很多年轻人已成长为独当一面的专家。他们在工作中将国家利益、对航天事业的追求与个人的价值紧紧结合在一起,牢固地树立了奉献意识与大局意识。”作为总指挥,尚志坦言对年轻人要求很严格。严明的纪律,雷厉风行的作风,严谨科学的工作态度已成为团队中每一位成员的自觉行动。就连部队的同志也深表佩服,夸他们是一支不穿军装而又特别能战斗的队伍。
然而,严格只是尚志工作作风的一面;另一面,这位作风干脆硬朗的东北大汉记得团队中每个人的生日。采访中,他总是把队伍里的年轻人称为“孩子们”。尚志调侃说:“他们是‘青年队’,像我,就已经属于‘老年队’了。”
“就在昨天,第二次对接成功后,一个负责飞控调度的孩子请假,理由是他爱人怀孕临产,第二天就要做剖腹产手术,可是在这之前,我们大家竟没听他说起过一次。赶他回去,可他还要坚持值完当天的班。”谈及此,尚志忍不住热泪盈眶。“现在队伍里有个‘不好’的倾向,大家总觉得正常下班不好意思,不仅加班加点毫无怨言,就是平时正常下班,碰见我还要解释一番,这让我很过意不去。”
“天宫一号发射前,因‘长二丙’失利后,火箭试验队根据航天质量管理条例,要开展举一反三的问题排查,天宫一号发射从9月初推后到9月末,队伍里几个孩子原定‘十一’结婚,酒席都预定了,但一听到这一调整,立刻毫不犹豫地推迟了婚期。”尚志说,他以后不准备再去参加团队里年轻人的婚礼了,因为参加婚礼本是件开心的事,可是每次在婚礼上想到孩子们平时的付出,他又总忍不住感动得流泪。“我们这些年轻人啊,就是有些傻,傻得执著。”尚志这样说。□
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