十年一箭 “問天”蒼穹

　　央視網(wǎng)消息：今天（7月24日）下午成功發(fā)射的問天實(shí)驗(yàn)艙是我國空間站的首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成，是全世界現(xiàn)役在軌最重的單艙主動(dòng)飛行器。問天實(shí)驗(yàn)艙具備核心艙多個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)的備份功能，可以說它對(duì)中國空間站的建造有很重大的意義，而它的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)在我們國家的航天器研制歷程當(dāng)中也創(chuàng)下多個(gè)新紀(jì)錄，是中國航天奮力實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)取得的又一重大成就。 

　　如此重大成果的背后，問天實(shí)驗(yàn)艙的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)平均年齡只有三十多歲，是一群年輕人。今天的中國空間站故事，我們就來聽聽這群年輕人的創(chuàng)新故事。十年一箭，“問天”蒼穹，來感受下這個(gè)年輕設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新的力量。

　　今天下午14點(diǎn)22分，搭載著問天實(shí)驗(yàn)艙的長五B火箭成功發(fā)射。

　　就在大家都在合影慶祝的時(shí)候，有一支團(tuán)隊(duì)還在緊張地盯著電腦屏幕，他們?cè)诘却粋€(gè)重要的消息。

　　距離發(fā)射約一個(gè)小時(shí)后，問天實(shí)驗(yàn)艙太陽翼順利展開，直到此時(shí)，這支團(tuán)隊(duì)?wèi)抑囊活w心才稍微放松了下來。

　　航天科技集團(tuán)五院問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠：太陽翼帆板展開，這是我們?nèi)胲壋跗诘淖钪匾囊粋€(gè)關(guān)鍵事件。只有它成功了，咱們飛行器飛得才平順、才安全。

　　張嶠是問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師，他所在的團(tuán)隊(duì)就是已經(jīng)陪伴了問天實(shí)驗(yàn)艙十年之久的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)。 

　　柔性太陽翼分段展開 確保實(shí)驗(yàn)艙姿態(tài)穩(wěn)定

　　為了給空間站提供足夠的能源，問天實(shí)驗(yàn)艙攜帶了兩個(gè)巨大的柔性太陽翼，單翼長度可以達(dá)到28米，為了保證問天實(shí)驗(yàn)艙的姿態(tài)穩(wěn)定，太陽翼采取了一種全新的展開方式——分段展開。

　　航天科技集團(tuán)五院問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠：首先在單飛階段的時(shí)候，先展開三分之一到四分之一的長度，展開6.5米左右，使它先縮著飛，縮著飛之后它的剛度會(huì)好，控制會(huì)穩(wěn)，當(dāng)我們完成交會(huì)對(duì)接之后，再徹底地二次展開。

　　2012年3月30日，也就是十年前，空間站正式從方案論證階段轉(zhuǎn)入到了方案設(shè)計(jì)階段，就在第二天，剛剛才從海外留學(xué)歸來的張嶠就如愿加入到空間站設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)。十年來，包括張嶠在內(nèi)的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)攻克了重重難關(guān)，不斷創(chuàng)新，在尋找著最佳方案。在他們看來，把空間站做好，將來再把它用好，是他們這一代航天人應(yīng)該有的擔(dān)當(dāng)。

　　航天科技集團(tuán)五院問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠：我在第二天正式進(jìn)入了空間站的方案設(shè)計(jì)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，就加入了空間站的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。因此的話我對(duì)這個(gè)日子銘記于心。 

　　太空移行換位 問天實(shí)驗(yàn)艙如何成功轉(zhuǎn)位？

　　正當(dāng)年輕氣盛的張嶠準(zhǔn)備大展拳腳的時(shí)候，現(xiàn)實(shí)卻給他澆了一盆涼水。問天實(shí)驗(yàn)艙在前項(xiàng)端口和天和核心艙完成交會(huì)對(duì)接之后，需要在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射之前，轉(zhuǎn)位到側(cè)向端口，兩個(gè)體重超過20噸的大家伙要在太空中完成移行換位，稍有不慎就可能發(fā)生翻滾漂移，空間站以什么姿態(tài)來完成這個(gè)超高難動(dòng)作，這可難住了大家。

　　航天科技集團(tuán)五院問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠：以什么形式轉(zhuǎn)位？用什么執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位？轉(zhuǎn)位的功能怎么分解？時(shí)序怎么匹配？地面怎么驗(yàn)證？驗(yàn)證的環(huán)節(jié)是否覆蓋？每個(gè)覆蓋的環(huán)節(jié)所能夠返回來？回答我的技術(shù)指標(biāo)是怎么進(jìn)行的一個(gè)匹配？這些都是我們需要回答的問題，兩年都沒睡好覺。

　　任務(wù)級(jí)實(shí)驗(yàn)、功能級(jí)實(shí)驗(yàn)、測(cè)試的驗(yàn)證、模飛測(cè)試等等，2年的時(shí)間里，設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)通過模擬仿真做了成千上萬次的試驗(yàn)，終于找到了最穩(wěn)定可靠的飛行姿態(tài)。

　　航天科技集團(tuán)五院問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠：我們發(fā)現(xiàn)基于重力梯度穩(wěn)定的這么一個(gè)轉(zhuǎn)位姿態(tài)，是對(duì)于轉(zhuǎn)移過程中的姿態(tài)漂移是最小的，就是說轉(zhuǎn)位之前我先把艙給立起來，變成細(xì)長的一個(gè)一字形的組合體，比如這根筆我這么拿著，它其實(shí)是特別容易進(jìn)行滾動(dòng)和滾轉(zhuǎn)的，但是我如果把它拎著，它自己就會(huì)因?yàn)槲业闹匦牡囊粋€(gè)形式，重力梯度穩(wěn)定，它自己就是一個(gè)基本上準(zhǔn)穩(wěn)定的組合體。

　　2022年1月6日6時(shí)59分，經(jīng)過約47分鐘的跨系統(tǒng)密切協(xié)同，空間站機(jī)械臂轉(zhuǎn)位貨運(yùn)飛船試驗(yàn)取得圓滿成功，這是我國首次利用空間站機(jī)械臂操作大型在軌飛行器進(jìn)行轉(zhuǎn)位試驗(yàn)。

　　航天科技集團(tuán)五院問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠：通過天舟二號(hào)轉(zhuǎn)位過程中，我們已經(jīng)對(duì)基本的構(gòu)型和姿態(tài)進(jìn)行了先期的驗(yàn)證，那么我們之前所設(shè)計(jì)的方案是合理的，因此我們后續(xù)的（問天）實(shí)驗(yàn)艙的轉(zhuǎn)位也會(huì)沿用此姿態(tài)的方案。 

　　設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)：做好空間站是航天人的擔(dān)當(dāng)

　　攻克了轉(zhuǎn)位難題，這只是問天實(shí)驗(yàn)艙研制過程中的冰山一角，2014年6月至2020年12月問天實(shí)驗(yàn)艙初樣研制階段的總結(jié)文件，就有近700頁、60多萬字。

　　航天科技集團(tuán)五院問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠：光是問天實(shí)驗(yàn)艙的交會(huì)對(duì)接和兩艙一字形構(gòu)造的一個(gè)任務(wù)，我們的故障模式對(duì)策就有將近4000條，并且在故障出現(xiàn)的第一瞬間，我們能夠準(zhǔn)確定位、準(zhǔn)確識(shí)別，并且能夠及時(shí)地處置。

　　不同于其他型號(hào)的航天器，往往幾年的研制周期過后就能看到成果，空間站的研制用了十年。在這十年里，空間站的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)沒有慶功的機(jī)會(huì)，有的只是甘坐冷板凳的堅(jiān)持。

　　航天科技集團(tuán)五院問天實(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠：一直是到去年4月29日核心艙發(fā)射的那個(gè)時(shí)候，我們才真正地感受到第一份的喜悅。把空間站做好是把它設(shè)計(jì)好，把它研制好，以及再會(huì)把它用好，是我們這一代航天人應(yīng)該有的擔(dān)當(dāng)。

　　航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體主任設(shè)計(jì)師 張昊：大家都是心往一塊使，沒有什么別的事情，都在考慮怎么把這個(gè)事情和這個(gè)型號(hào)干好，把這事業(yè)干好。

　　航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師 鄭昊：運(yùn)載火箭打得非常完美，我心里的一個(gè)大石頭落地了。希望后面的工作一切順利，然后明天完美的完成交會(huì)對(duì)接，完成我們空間站建造的重要一步。