張柏楠：搭建“天梯”的擺渡人

文｜雷 澤

張柏楠：搭建“天梯”的擺渡人

文｜雷 澤

張柏楠，著名空間技術(shù)科學(xué)家。1962年6月出生于黑龍江省齊齊哈爾市，1984年7月畢業(yè)于國防科技大學(xué)固體力學(xué)專業(yè)。歷任中國航天科技集團公司空間技術(shù)研究院工程組組長，總體副主任設(shè)計師，總體室副主任、副總設(shè)計師，總體設(shè)計部副部長、總設(shè)計師，現(xiàn)為航天五院載人航天總體部科技委主任、中國載人航天工程飛船系統(tǒng)總設(shè)計師，系全國“五一”勞動獎?wù)芦@得者、第十二屆全國人大代表。

中國載人航天的發(fā)展歷史會記住：曾經(jīng)有一個年輕人，在廣袤的草原上等待著飛船歸來；多年后，有一個中年人，在飛控中心日夜守護著飛船；不久前，還是這個人，在北京航天城打造著中國新一代飛船。

他的名字叫張柏楠。

沉穩(wěn)淡定、不喜張揚，是身邊人對張柏楠的印象。這位魁梧有型的東北漢子，盡管言語不多，但一提到“神舟”飛船，表達欲就上來了，且語速很快。而每每說到自己，卻總是語焉不詳，“航天的事、飛船的事，一個人哪能成,這得成百上千人合作，真談不到個人”。這位從“神舟一號”便開始參與中國載人航天工程的科學(xué)家，信奉搞科研就要多做少說，甚至只做不說，用心做事本身就是最大的享受。

志在蒼穹遨學(xué)海

在黑龍江省齊齊哈爾市，有一面“中國航天英雄手印墻”。這里，就是中國載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計師張柏楠的家鄉(xiāng)。由于工作的關(guān)系，張柏楠回家鄉(xiāng)的機會不多，但是家鄉(xiāng)的發(fā)展依舊牽動著他的心。

1962年6月，張柏楠出生在齊齊哈爾市的一個普通干部家庭。在化工局從事化工研究的父親和在冶金局從事會計工作的母親為了三個孩子能多讀書，從他們并不多的收入中緊縮出一部分，專門用來購置各類書籍，家里的藏書數(shù)量達到了幾百本。在那個年代，有這種“家底”的人家并不多見，張柏楠從小養(yǎng)成的讀書愛好也得益于家庭的熏陶。小學(xué)時，偶然在父親書柜中翻出一本《航空知識》，便愛不釋手，浩瀚無垠的蒼穹從此令他無限憧憬。他在整個中學(xué)時期都一直訂閱《航空知識》。

“小時候看見飛機在天上飛，我就感到很神奇，越是神奇，就越覺得飛機設(shè)計師們太偉大了！”早年，張柏楠就在自己的日記中寫過，自己的理想是設(shè)計飛機。拼裝飛機、汽車模型，用電腦做三維動畫就是他最大的娛樂。跟如今設(shè)計宇宙飛船一樣，兒時的張柏楠玩起喜歡的東西，經(jīng)常會忘了吃飯、睡覺。

恢復(fù)高考后，張柏楠在填報志愿時，所有的專業(yè)選項都與航空航天有關(guān)，立志非此專業(yè)不學(xué)。有人說，他的這種有自信、有主見、沉著冷靜的性格，正是后來走上飛船研制等崗位的重要鋪墊，也形成了他獨有的處“變”不亂、處“喜”不驚的“大將”風(fēng)格。最終，張柏楠以優(yōu)異的成績跨進了國防科技大學(xué)的門檻。本科畢業(yè)時，為了盡快從事渴望已久的衛(wèi)星設(shè)計工作，他不顧學(xué)校的一再挽留，最終做出了一次積極的“放棄”，選擇來到北京，在中國航天科技集團公司空間技術(shù)研究院攻讀復(fù)合材料力學(xué)專業(yè)碩士研究生。

不管是讀本科還是讀碩士研究生，張柏楠總是癡心于他的學(xué)業(yè)。在老師眼里，他是一個愛學(xué)的好學(xué)生，可在同學(xué)眼里，他卻“癡”得近乎于“呆”。對自己當(dāng)年做出的選擇，張柏楠至今還是那樣堅定不移：“這條路走對了!”

1987年，張柏楠碩士研究生畢業(yè)后，來到總體設(shè)計部六室，從事返回式衛(wèi)星總裝設(shè)計工作，不久又站到了航天飛船設(shè)計的第一線。1998年，“神舟一號”甫一研發(fā)，36歲的他就擔(dān)任了飛船系統(tǒng)副總設(shè)計師這一重要職務(wù)，主要負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)驗證。他主持和參與解決了“神舟”系列載人飛船正常運行、安全返回和出艙活動中的多項重大技術(shù)問題。當(dāng)飛船研制遇到重大難題時，攻關(guān)小組的組長往往都是張柏楠。“神舟四號”返回時被發(fā)現(xiàn)艙內(nèi)一氧化碳濃度超標(biāo)，張柏楠作為技術(shù)工作的主管副總設(shè)計師，受命帶隊攻關(guān)成功。“神舟五號”發(fā)射前，他提出并主持制定飛船系統(tǒng)載人放飛準(zhǔn)則。“一切為載人，全力保成功”，所有的航天人都在為了這個目標(biāo)而盡著自己最大的努力。而對于自己的貢獻，張柏楠本人卻只字不提，更愿意不為人知地默默做事。

“神舟五號”成功后，張柏楠從“中國飛船之父”戚發(fā)軔的手中接過帥印，擔(dān)任載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計師、未來空間站設(shè)計總管的重任。戚發(fā)軔在評價他時，只微笑著說了一句話：“像我，比我懂得多。”張柏楠說，比其航天老前輩們，他只是“人生機遇比較好”；比起一些年輕人，自己只是比他們早些介入了飛船的研制。他還說，等到了晚年，再回憶“神舟”，那才是最幸福的事

肩擔(dān)“擺渡”之責(zé)

2003年春節(jié)期間，忙碌的張柏楠晚上回家后，帶著工作的疲憊進入睡眠。深夜，急促的電話鈴聲把他驚醒，打來電話的是央視《焦點訪談》節(jié)目組的人員。從對方急切的口吻中，張柏楠得知，2月1日，美國哥倫比亞號航天飛機在返航過程中爆炸墜毀，節(jié)目組希望他能馬上趕到臺里錄制節(jié)目。事關(guān)重大，不能怠慢，張柏楠立刻起床，認(rèn)真準(zhǔn)備與此事相關(guān)的資料，凌晨1點，坐到了央視《焦點訪談》節(jié)目的錄制現(xiàn)場。面對主持人，他深有感觸地說：“這場航天災(zāi)難對我的觸動很大，從這件事，我了解到了航天的分量，航天工作一定要細(xì)致，絕不能心存僥幸，否則將會帶來毀滅性的后果。”

失敗是慘痛的，防范卻是可以盡力做到的，那就是把質(zhì)量作為永恒的主題。在“神舟六號”進入發(fā)射場后，張柏楠一直在前方督陣。他說，一個細(xì)節(jié)不合格，不僅意味著單機重新設(shè)計，還意味著復(fù)雜系統(tǒng)的再次調(diào)整、再次合理化。

張柏楠與團隊在試驗中

和“神舟五號”一人一天飛行相比，“神舟六號”要實現(xiàn)兩人多天飛行。兩名航天員在太空生活、工作多天，衣食住行、每日三餐、冷凝水的收集、進出軌道艙安全等諸多新問題，一下子凸顯在這位新總設(shè)計師和他的團隊面前。飛船艙內(nèi)有效容積只有5.5立方米，兩名航天員生活、工作在里面，兩三個小時濕度就會達到飽和，人在里面極不舒服。艙內(nèi)空氣不流通，航天員呼出的二氧化碳也會自然堆積，滯留在航天員口鼻附近，導(dǎo)致呼吸困難，甚至窒息。影響航天員安全的事必須充分驗證，張柏楠率領(lǐng)團隊在地面生生造出了一個“類太空”環(huán)境，模擬航天員七天七夜的太空生活，進行了多次流場試驗，驗證了自主設(shè)計的濕度控制技術(shù)和通風(fēng)換熱技術(shù)的合理性。為進一步增加冷凝水收集能力，他們擴大了冷凝水箱的容積，增加了被動的吸濕材料，給航天員提供了一個良好、舒適的濕度環(huán)境。為了保證船上設(shè)備在一定濕度條件下正常工作，他們還采取了許多辦法，做了大量試驗，保證船上設(shè)備能在濕度為98%的環(huán)境下正常工作。

楊利偉乘坐“神舟五號”飛行一天，只是待在返回艙里，可“神舟六號”的兩名航天員無論衣食住行，都要進入軌道艙。從返回艙進入軌道艙，首先要打開連接兩個艙的艙門。打開艙門風(fēng)險相對不大，可關(guān)鍵問題是航天員在關(guān)閉艙門后能不能夠保證密封，保證再入過程中不會出現(xiàn)問題。為了保證飛行萬無一失，張柏楠帶領(lǐng)有關(guān)技術(shù)人員做了上萬次的相關(guān)試驗，從改進密封性能、在軌檢漏、艙門清潔等多方面摸索出一套規(guī)律，加進了密封鎖、雙重密封圈、快速檢漏儀等8道“安全鎖”，還對航天員進行了專項培訓(xùn)，以保證航天員順利、安全地關(guān)閉艙門。

航天員的安全是第一位的，這是張柏楠掛在嘴上、記在心里的一句話。在太空飛行中，艙外溫度最高值和最低值要相差100度到200度，飛船長時間在這種環(huán)境下運行，一些連接的部件會發(fā)生斷裂。這個問題從“神舟二號”起就困擾著他們，為了徹底解決，他們一邊分析一邊做試驗，最終將這個隱患在“神舟六號”上天前消滅了。張柏楠說，搞航天，時時處處都會遇到挑戰(zhàn)，只有敢于迎接挑戰(zhàn)，才能贏得勝利。

“神舟六號”上天時，航天員的座椅緩沖器讓張柏楠“牽腸掛肚”：由于著陸前座椅緩沖器是用火工品提升，盡管已對飛船的密封環(huán)節(jié)進行了充分的驗證和考核，但是火工品工作時，如果燃?xì)庵械臍怏w發(fā)生泄漏，就會危及航天員的生命安全。因此，在設(shè)計“神舟七號”時，張柏楠多次向結(jié)構(gòu)與機構(gòu)分系統(tǒng)設(shè)計師強調(diào)：一定要徹底消除座椅緩沖器的隱患，用安全的介質(zhì)取代有害氣體。經(jīng)過研制，“神舟七號”飛船最終確定了用“壓縮空氣”來取代燃?xì)狻?/p>

“神舟七號”飛船火箭“四巨頭”，左起：張柏楠，尚志，荊木春，劉宇

2005年10月17日凌晨4時33分，當(dāng)“神舟六號”飛行了115小時33分鐘后，以最完美的姿勢著陸時，作為飛船總設(shè)計師的張柏楠深深地吐出了一口氣，心中的那塊石頭終于可以放下了。

為中國載人航天鋪路

“神五”突破載人飛天，“神六”實現(xiàn)兩人多天，“神七”突破出艙活動，“神八”實現(xiàn)無人對接，“神九”突破載人交會對接每次飛船型號的更新，都意味著中國載人航天事業(yè)實現(xiàn)了巨大跨越。張柏楠說：“小步快跑，這就是神舟系列飛船的發(fā)展模式。”突破和跨越的背后，帶來的是更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。張柏楠敢于和他的同事們一起迎接挑戰(zhàn)。

飛船在上升階段或在軌階段發(fā)生危險，怎么保證航天員的安全？張柏楠說，在上升階段，如果運載火箭出故障，就要啟動逃逸系統(tǒng)，把飛船的返回艙帶離運載火箭，然后把返回艙釋放出來，安全著陸；在軌道運行階段，如果飛船發(fā)生泄漏問題，將通過監(jiān)測機制和應(yīng)急手段予以排除。

張柏楠常說：“飛船是一個系統(tǒng)工程，一個載人系統(tǒng)有8萬多個點、幾十萬條軟件，恰似一個環(huán)狀鏈條，哪一個環(huán)節(jié)都不能疏忽，哪一環(huán)都至關(guān)重要。”他像戰(zhàn)略家一樣，組織實施好每一個步驟。繁忙的工作讓他深深地體會到，“搞工程不是靠一個人的智慧，而是要靠一個團隊，團隊個個都能干才行”。

1999年11月21日凌晨1時，內(nèi)蒙古四子王旗草原。作為“神舟一號”飛船返回艙回收試驗隊隊員的張柏楠，在看到飛船成功著陸那一刻，流下了眼淚。2016年10月17日7時30分，當(dāng)“神舟十一號”載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空時，已是中國航天科技集團空間技術(shù)研究院載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計師的張柏楠則顯得從容淡定。

隨著“神舟十一號”飛船的發(fā)射，神舟系列飛船已進入新的發(fā)展模式——應(yīng)用型階段。“神舟十一號最大的變化是沒有變化。”張柏楠表示，“神舟十一號”在外觀、任務(wù)、技術(shù)上均與“神舟十號”相似。為驗證空間站關(guān)鍵技術(shù)，“神舟十一號”只在技術(shù)狀態(tài)上略有調(diào)整。張柏楠說，“天宮二號”的飛行軌道與空間站相似，需要對“神舟十一號”的交會對接測量系統(tǒng)進行適當(dāng)升級，使其能在393公里的軌道高度與“天宮二號”進行交會對接，確保其功能和技術(shù)指標(biāo)滿足未來空間站航天員的往返運輸要求。

張柏楠等人在宣傳板上簽字

放在中國載人航天事業(yè)整個發(fā)展歷程中來看，“神舟十一號”盡管變化不大，但依然有其獨特的歷史地位。張柏楠表示，“神舟十一號”的發(fā)射，表明我國已掌握天地往返運輸技術(shù)，神舟飛船的技術(shù)狀態(tài)已基本穩(wěn)定，從產(chǎn)品研制進入新的應(yīng)用階段。“神舟十一號之后，神舟系列飛船將為后續(xù)的空間站提供人員運輸服務(wù)，它的主要任務(wù)將從突破關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)為保證任務(wù)的可靠性、航天員的安全性。”

言及“神舟十一號”飛船為什么只搭載兩名航天員，張柏楠說，受生命保障系統(tǒng)能力限制，為延長航天員在太空駐留的時間，只能減少人數(shù)，畢竟“神舟十一號”的主要任務(wù)之一是開展航天員在太空中的駐留試驗。

從“天宮一號”與“神舟十號”的組合體10天的飛行時間到“天宮二號”與“神舟十一號”的組合體30天的飛行時間，張柏楠離夢想又近了一步。“20天，不僅僅是數(shù)字的增加。”張柏楠說，駐留時間的延長，可以更好地掌握航天員在微重力環(huán)境下生理指標(biāo)的變化，為未來長期駐留提供一些數(shù)據(jù)。

數(shù)字的背后涉及載人航天的核心問題——生存。想要在宇宙中長期生存下去，對人類本身的健康保障和載人航天器的生命保障系統(tǒng)提出了更高的要求。“人類不可能一夜之間就能夠在月球上生活，這個過程很漫長。我們能做的，就是1天、10天、30天甚至半年、一年的逐漸累積、適應(yīng)。”張柏楠相信，載人航天是決定人類未來命運的一件事。“近期比較熱門的方向是太空旅游。現(xiàn)在國外的公司正在開發(fā)飛船，實際上也是瞄準(zhǔn)這個市場。載人航天正處于一個非常重要的階段，已經(jīng)從國家政府資助轉(zhuǎn)向民間資本發(fā)展，這是一個非常重要的轉(zhuǎn)變。將來人類能夠在宇宙中自由飛行，建設(shè)更美好的人類家園，這是載人航天發(fā)展的方向。”

張柏楠在會上發(fā)言

夢逐太空架“天梯”

30多年前，國際空間站籌備時期，美國以防止航天技術(shù)擴散為由，拒絕了中國加入國際空間站的意愿。一扇門被關(guān)閉，總有一扇窗會被推開。從那時起，中國航天人開啟了獨立建設(shè)空間站的歷史。

從無到有，從有到精，再到如今載人航天單機產(chǎn)品全部國產(chǎn)化，張柏楠把這些歸功于特殊歷史條件下中國走出的獨立自主道路，“神舟飛船會逐漸成為具有中國特色的高質(zhì)量、高效率的中國航天品牌”。目前，這種品牌效應(yīng)正在得到國際的認(rèn)可。“歐洲空間局（ESA）目前正在摒棄美國式的偏見和封鎖，尋求和中國航天項目上的合作。”張柏楠說，神舟飛船已經(jīng)具備了走向世界的能力。

在獲得奧斯卡最佳視覺效果獎的影片《星際穿越》里，突如其來的沙塵讓人們的生活環(huán)境迅速惡化，地球無法繼續(xù)生存，人類通過在宇宙設(shè)立空間站、被引導(dǎo)通過蟲洞進入新的星球兩種方式尋求解決之道。有關(guān)情節(jié)引發(fā)了張柏楠的深思，他說，《星際穿越》具有很深的哲學(xué)意味——“那一天已經(jīng)來了，人類該怎么辦？”他認(rèn)為，電影中的末世情節(jié)可能真的會發(fā)生。他說，要在“那一天”前準(zhǔn)備好，載人航天對人類的未來是“非常重要的事”。

其實，張柏楠就是一個科幻迷。“作為科幻作品，主要的作用有兩個：一是給人提供夢想，讓人找到自己；另外它給你描述了一個未來的世界，讓大家選擇。”他堅定地認(rèn)為，科學(xué)幻想與科技發(fā)展水平，包括載人航天有很多聯(lián)系。“如果要拍出一部和美國水平差不多的電影，我相信中國的技術(shù)創(chuàng)新、科技創(chuàng)新也將達到和美國接近的水平。”

影片中，空間站里種植了大量植物，通過構(gòu)建小型生物圈，完成釋放氧氣、吸收二氧化碳、提供食物和消化排泄物的循環(huán)。張柏楠說，這種技術(shù)將是未來的發(fā)展方向。“這條路從技術(shù)上講可行，但還是存在很多問題。”未來到底怎么走？他認(rèn)為，人類的未來在宇宙，人類應(yīng)該積極地去探索未知空間，要為自己的未來準(zhǔn)備不止一套解決方案。

影片中的另一套解決方案是透過蟲洞抵達新的星球，張柏楠認(rèn)為，人類應(yīng)該做好準(zhǔn)備，如果有一天蟲洞真的被發(fā)現(xiàn)，這樣的方案就可能實現(xiàn)。

影片中，空間碎片襲擊了正在修理太空望遠(yuǎn)鏡的美國航天員，四名航天員中僅一人依靠中國飛船生還。他說，隨著衛(wèi)星數(shù)量增多，太空碎片將相應(yīng)成為問題，“現(xiàn)在中國的航天器上已有碎片防護體系，通過躲避、擊打和堵住漏洞的方式來進行防護”。

“我把對事業(yè)的熱愛轉(zhuǎn)化成工作的動力。從事航天事業(yè)，我非常高興，樂在其中，哪怕是夜以繼日地工作。我們從事的工作不能出現(xiàn)任何問題，要善于發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題。載人航天的失敗例子很多，任何一個小失誤，都會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，我們不能放過任何一個疑點。正是這份熱愛，才讓我們?nèi)〉靡粋€又一個成功。”張柏楠說，對事業(yè)的熱愛也給了自己克服困難的決心和勇氣。“我所要做的，就是一步一個腳印，把工作做扎實。通過大量的分析試驗，換來每一步的完美。”

張柏楠是一個少言寡語的人，面對記者講自己的故事，身經(jīng)百戰(zhàn)的他卻顯得有些拘束。他最大的愛好就是看書。早在中小學(xué)時，每每一放學(xué)回家，他就抱起書來不撒手。那時圖書市場種類單一，文學(xué)名著根本買不到，還是一個同學(xué)伸手相助，把家里珍藏的書籍借給他，才了卻了他一直心存的遺憾。從《紅樓夢》《三國演義》《水滸傳》《西游記》到《資治通鑒》等古典書籍，張柏楠都一一讀了個遍。一向謙虛的他說到此事用不無“張揚”的口吻說道：“在同代人中，我算讀書多的。”如今，他辦公室的書櫥里除了飛船方面的書籍外，還有《史記》等史學(xué)書籍。當(dāng)有人向他推薦英國人寫的《聯(lián)盟號飛船》一書時，他很感興趣，這本書對研究俄羅斯“聯(lián)盟號飛船”以及中國載人航天工程有一定的參考價值，他立即組織人員利用業(yè)余時間翻譯。此書出版后，張柏楠十分欣慰。

張柏楠成功的背后還有一個美滿和諧的家庭作支撐。妻子是一名中學(xué)物理教師，每學(xué)年的天體運動課都是她的公開演示課。為幫妻子備好課，張柏楠沒少提供資料，甚至連學(xué)生物理考試出現(xiàn)問題時，他也幫著分析，還提出了一些好的建議。對于事業(yè)和家庭，張柏楠有自己獨道的見解。他從不把工作上的事帶回家，他說，單位里不談家事，家里不談工作，這才能達到一種和諧的美。張柏楠說，他感謝妻子對自己事業(yè)的支持。從結(jié)緣飛船起，他總是早出晚歸，有時去基地一待就是兩三個月，家里的事沒時間顧，擔(dān)子都讓妻子一人挑了。

漫漫求索路，追求不停止。一直以來，中國人從未停下對太空探索的腳步，從未放棄實現(xiàn)探索太空的夢想。如果把中國載人航天工程比作一個舞臺，張柏楠無疑是這個舞臺上的主角之一；如果把中國載人航天工程看成中華民族的飛天夢，張柏楠無疑是一名執(zhí)著的追夢者。他說：“如果說有什么夢想，我希望將來載人航天可能只是一條普通新聞，中國的老百姓就像坐飛機一樣，搭乘飛船到太空旅行。如果發(fā)展到那一天的話，那肯定標(biāo)志著中國已經(jīng)進入航天強國的行列。”張柏楠和他所率領(lǐng)的團隊正在中國航天的“天梯”上不斷攀登

責(zé)任編輯/于溟躍