從“神一”到“神十二” 揭秘中國載人航天“神箭”

孫英蘭

乘坐神舟十二號載人飛船入駐空間站天和核心艙，中國航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波的太空之旅牽動人心。如今，中國載人航天已圓滿完成第一步、第二步的既定任務，正向著建造空間站、建成國家太空實驗室的第三步目標前進。

從1999年發(fā)射神舟一號，到今年發(fā)射神舟十二號，一支“神箭”功不可沒——長征二號F系列火箭。

“在中國載人航天的歷史上，長征二號F系列運載火箭執(zhí)行了從神舟一號至今的所有載人飛船和目標飛行器的發(fā)射任務，發(fā)射成功率達到100%，被譽為中國‘神箭。”航天科技集團一院長二F火箭總指揮荊木春說。

為載人飛船發(fā)射和航天員的生命護航，長二F火箭戰(zhàn)無不勝的背后，凝聚著幾代中國航天人的智慧與奉獻。

可靠性安全性不斷提高

長二F火箭是目前中國唯一一型載人運載火箭。從立項研制到如今第7次載人飛行，長二F火箭已經(jīng)陪伴中國航天29個春秋。

長二F火箭為何能夠擔當如此重任？強大的安全性是重要因素。荊木春說，長二F火箭上有兩名“醫(yī)生”——逃逸救生系統(tǒng)和故障檢測系統(tǒng)。在兩個系統(tǒng)的相互配合下，執(zhí)行神舟十二號發(fā)射任務的長征二號F遙十二運載火箭在可靠性、安全性方面進一步提高。

作為專門為航天員逃逸而研制的系統(tǒng)，兩名“醫(yī)生”各有所長。逃逸系統(tǒng)在運載火箭拋整流罩前發(fā)生重大危險、威脅到航天員的生命安全時，負責使航天員脫離危險區(qū)，并為航天員返回著陸提供必要條件。故障檢測處理系統(tǒng)則負責檢測火箭的重要參數(shù)、判斷火箭故障，在出現(xiàn)故障時向有關系統(tǒng)發(fā)出逃逸指令和終止飛行指令，并在逃逸時完成逃逸飛行器的時序控制等任務。

如今，只要拿起長征二號F火箭的技術與管理文集，荊木春都會想起與火箭一起走過的歷程。“做個‘火箭人其實最有成就感。你想，將來看著滿天的‘星星，都是你做的火箭發(fā)射上去的，那感覺真是挺好的！”

逃逸系統(tǒng)發(fā)揮作用，離不開逃逸塔裝置。“逃逸塔是載人火箭的標志，有逃逸塔的火箭才能執(zhí)行載人航天任務。”長二F火箭前任總指揮劉宇說。

所謂逃逸塔，是指位于火箭頂部、像避雷針似的巨大裝置。在火箭起飛前15分鐘到起飛后120秒，火箭一旦出現(xiàn)問題，逃逸塔上的發(fā)動機就會立刻啟動，讓飛船的軌道艙和返回艙與火箭分離，并降落在安全地帶，第一時間幫助飛船上的航天員脫離險境。

即便擁有多項技術的加持，這座航天員的“生命塔”也不會輕易啟用。“逃逸塔的研制凝結著幾代航天人的心血，但永遠不讓這個功能啟用是每個航天人的心愿。”劉宇說。

身輕如燕，卻力大無窮——這是長二F火箭作為載人航天器的專屬火箭的獨特設計。長二F遙十二火箭高達58.3米，相當于20層樓，起飛推力約600噸。火箭全身上下90%的重量來自其攜帶的燃料。

為了多裝燃料、將神舟十二號和航天員送到“太空之家”，火箭本身的重量要足夠輕。為此，長二F遙十二火箭有的外殼厚度僅有1.5毫米，相當于玻璃杯杯壁的厚度。

經(jīng)過不斷的技術改進，此次執(zhí)行載人飛行的長二F遙十二運載火箭航天員安全性評估結果為0.99996。“為了確保任務成功、安全，只要能換來百分之零點零幾，甚至是零點零零幾的指標提升，我們所做的任何工作都是值得的。”航天科技集團一院長征二號F運載火箭副總師劉烽說。

幾代“火箭人”創(chuàng)造歷史

1992年，中國載人航天工程正式立項，載人運載火箭進入設計階段。自那時起，荊木春就一直跟著火箭走，從方案論證、研制生產(chǎn)到綜合測試、發(fā)射試驗……20多年來，他和同事一起參與、見證和創(chuàng)造了中國載人航天的歷史。

載人航天工程立項后，荊木春被選為長征二號F運載火箭故障檢測處理系統(tǒng)的研制人員。那時，中國搞載人航天是第一次，搞載人航天運載火箭故障檢測處理技術、故障檢測處理系統(tǒng)更是第一次，涉及多項難題。為了學習研究，荊木春和同事奔波在圖書館、大學和資料室，一去就是一整天，晚上常常加班到深夜。

當時，荊木春和同事可參考的技術資料非常有限，能查到的內(nèi)容也多是一些公開的“大路貨”，具體方案的實現(xiàn)完全要靠自己，在探索中研究解決。

為此，在方案論證階段，荊木春幾乎天天加班熬夜，僅用一個多月的時間就完成了可行性報告分析。隨后，荊木春和同事結合外國的先進技術和實際情況，一次次修正、復核、改進，最終形成了故障診斷和逃逸途徑的雛形，為中國載人航天運載火箭的安全性和可靠性打下了堅實基礎。

2006年，荊木春接任長二F火箭總設計師。2008年，中國載人航天工程第二步拉開帷幕。為了滿足這一階段的發(fā)射任務需求，荊木春帶領團隊對長二F火箭迭代升級，進行了100多項各種技術狀態(tài)的更改，其中有多項關鍵技術在國內(nèi)火箭研制史上首次應用。2014年，荊木春走上了長二F火箭總指揮的崗位，圓滿完成了天宮二號空間實驗室、神舟十一號飛船的發(fā)射，為中國載人航天工程第二步畫上了圓滿句號。

如今，只要拿起長征二號F火箭的技術與管理文集，荊木春都會想起與火箭一起走過的歷程。“做個‘火箭人其實最有成就感。你想，將來看著滿天的‘星星，都是你做的火箭發(fā)射上去的，那感覺真是挺好的！”

“載人航天，人命關天”

有了“容易”，火箭發(fā)射更容易了——神舟十二號發(fā)射成功后，現(xiàn)任長二F火箭總設計師容易引發(fā)了關注和熱議。

在一次招生宣講上，還在讀高中的容易對航天產(chǎn)生了興趣。2006年，她進入航天科技集團一院工作。2009年，剛過不惑之年的容易便挑起了長二F火箭故障檢測逃逸總體設計的重任。

故障檢測和逃逸兩大系統(tǒng)是保障航天員生命安全的“保險繩”。作為一名航天新人，容易不停地啃書本、做筆記，在短時間內(nèi)掌握了核心知識，完善了整流罩分離失效故障模式的判別方法，提出了姿態(tài)角信息出現(xiàn)異常情況下的判據(jù)處理方法，大大提高了故障判斷的準確率。

2012年6月16日，神舟九號飛船發(fā)射，劉洋等3位航天員搭乘運載火箭進入太空，這也是中國航天史上首次女航天員成功飛天。看到航天員進入自己參與設計的火箭，成功進入太空的場景，容易熱淚盈眶。

“那一刻，航天員的生命就寄托在我們身上。我真正意識到‘載人航天，人命關天不是一句口號，而是我們給航天員的承諾。”容易說。

今年，中國空間站建設任務拉開帷幕。時隔5年，再度出征的長二F火箭進行了多項技術改進——109項技術狀態(tài)更改中，有70余項與可靠性提升相關。盡管這些改進主要是為了消除薄弱環(huán)節(jié)，不涉及重大技術狀態(tài)變化，但容易及其團隊不放過任何一個薄弱點，確保發(fā)射安全順利。

和以往的發(fā)射不同，長二F遙十二和遙十三火箭此次同時進場總裝和測試。長二F遙十二火箭發(fā)射后，長二F遙十三火箭將在廠房就位，進入待命狀態(tài)，隨時準備發(fā)射神舟十三號飛船，以應對需要救援的情況，將航天員接回地面。

容易說，應急發(fā)射待命狀態(tài)將持續(xù)3個月，試驗隊員將采取24小時三班倒的方式進行火箭總測，直到航天員順利返回地球。

時至今日，容易已經(jīng)7次參與載人航天工程交會對接和空間實驗室發(fā)射任務，其中3次擔任發(fā)射現(xiàn)場火箭指揮、1次擔任火箭總設計師。

“探索浩瀚宇宙、發(fā)展航天事業(yè)、建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢。”容易說，自己幸運地趕上了中國航天的高速發(fā)展期，擁有廣闊的平臺為國爭光。載人航天工程任務的成功，是她心中最重的褒獎。

◎ 來源|瞭望新聞周刊