中國航天的獨辟蹊徑

從“兩彈一星”到載人航天工程，中國人用幾十年的時間走出了一條不斷躍升的航天之路。回顧中國航天發展史，既有集中力量辦大事的制度優勢，更離不開廣大科技工作者的聰明才智。在破解諸多技術瓶頸時，中國科學家們展現出的奇思妙想常令人拍案叫絕。

減燃料反而打得遠

1964年6月，剛從蘇聯留學歸來的年輕中尉王永志，作為總體設計部總體設計組組長，參加了中國自行設計的近程火箭“東風二號”的第二次發射任務。當時，發射陣地戈壁灘驕陽似火，火箭的液體推進劑注入導彈后，在高溫下膨脹汽化，燃料儲箱內不能灌進足量的燃料。若不及時補救，勢必影響導彈射程以致無法達到預定目標。

此時，不少專家建議，要再補充燃料、加大火箭的推力，無奈火箭的燃料儲箱容量有限，再也加注不進去了。就在這時，王永志突然站起來說：“我認為應該泄出一些燃料，才能提高推力，加大射程。戈壁灘天氣炎熱，對推進劑密度有影響。火箭發射時推進劑溫度高，密度就要變小，發動機的節流特性也要隨之變化。經過計算，要是從火箭體內泄出600公斤燃料，這枚火箭就會命中目標。”

“本來火箭射程就不夠，你還要往外泄燃料？”現場質疑聲一片。

面對質疑，王永志毫不氣餒。當晚，他鼓足勇氣敲開了最高技術負責人錢學森的房門，將自己的計算過程、補救方案詳細闡述了一遍。錢學森研究過相關計算，認為王永志泄出燃料的意見有道理，于是下令按這一方案實施發射。

1964年6月29日，減少了600公斤燃料的“東風二號”連續發射3發，都進入了目標區，發射成功！自此，錢學森信科學不重資歷、充分聽取年輕人意見的故事，成為中國航天發展史上的一段佳話。

“模擬人”替代猴子

1992年9月21日，中國載人航天工程立項。1992年11月，曾向錢學森獻策的王永志，在60歲時被任命為中國載人航天工程的總設計師。

按常規思路，在正式載人飛行前，要經過大量的地面試驗和無人飛行試驗，來考核飛船的安全性和可靠性。美蘇兩國在首次載人飛行前，分別進行了7次、8次無人飛行試驗，而且都進行了動物搭載試驗。

在航天員系統的復議會上，與會人員大多認為，先送動物上天試驗比較保險。相關專家還提議，準備以云南獼猴為訓練對象。為此，要先成立一個動物研究實驗室，再買猴子開展訓練，估計要斥資3000萬元，大約需要一年的時間。

王永志對此提出質疑。他認為，猴子的代謝能力低，消耗氧氣慢，在相同的時間里，6只猴子的氧消耗量才相當于1個人。飛船是按載3個人來設計的，那么就要18只猴子來模擬。18只猴子上了天，還不得“大鬧天宮”呀？他進一步分析指出，飛船升空，有過載，有噪聲，猴子要受驚，害怕，不吃不喝怎么辦？我們的飛船按設計可以在太空自主飛行7晝夜，如果猴子7天7夜不吃不喝，下來就死了，這究竟是飛船的問題，還是猴子的問題，很難說清楚。

王永志根據試驗飛行的原理指出，動物試驗能起到的作用，一是測定耐受失重、超重的能力，二是依靠動物不斷消耗氧氣、排出二氧化碳，來考核飛船自動補充氧氣和消除二氧化碳的能力。根據當今的科技水平，要實現這個目的，不用非上動物，只要做一個擬人代謝的裝置就足夠了。這番有理有據的分析，說服了相關專家。

會后，中國科學院大連化學物理研究所承擔了研制擬人代謝裝置（以下簡稱“模擬人”）的任務。這套裝置利用物理和化學原理，能模擬3個人的代謝規律及航天員的脈搏、心跳、呼吸、體溫、血壓、飲食等多種生理參數。“模擬人”完成生產后，僅耗資600萬元人民幣。

2002年3月，中國發射第3艘無人飛船“神舟三號”，“模擬人”首次上天。經過太空旅行后，“模擬人”上的數據顯示，中國飛船完全可以達到3人飛行7天的供氧要求。此外，“模擬人”還提供了其他生理數據。

王永志回憶這件事時曾非常感慨地說：“載人航天，我們比美蘇晚40年啟動。如果不創造性地前進，中國什么時候才能趕上40年的差距！”

仿自蝦殼的航天服

航天員若要出艙行走，需要艙外航天服。然而，艙外航天服的技術門檻很高。“神舟五號”任務成功后，某外國航天機構就曾宣稱，中國的航天飛船雖然上了天，但他們要想實現太空行走，不是那么容易的事。2004年7月，中國決定自主研發艙外航天服，一場攻堅戰就此打響。

當時，能查到的資料很有限，引進國外技術需要巨額資金，更何況有些關鍵技術是用錢也無法買到的。研究人員有的只是一些產品說明書，以及網上的公開資料。

根據他國經驗，在技術儲備缺乏的情況下，即便擁有世界一流的研發力量，研制艙外服至少要8到10年。彼時距“神舟七號”發射的預定時間只剩下不到4年，而中國的科研人員硬是用最短的時間做到了。

在研制艙外服的過程中，上肢部分的結構問題成了攔路虎。航天員出艙活動的目的是到艙外進行維修、安裝等活動，因而艙外航天服的上肢部分非常重要，既要保證氣密性和強度，又要讓關節靈活自如。這個難題曾讓艙外航天服責任總師李潭秋苦惱不已，經過無數次的論證推翻到再論證再推翻，他仍一籌莫展。

一天吃飯時，工藝師李智望著盤中的大蝦，突然閃過一個想法，蝦的全身也是硬殼，為什么就能行動自如呢？他拿起一只大蝦，仔細觀察它的身體構造，發現蝦的隨動結構之所以好用，是因為層疊的蝦殼給了它很大的靈活性。李智心想，若把“蝦殼”的結構搬到艙外服的上肢部位，那航天員的活動會不會自如得多？

第二天，李智把想法告訴了李潭秋，李潭秋像是久旱逢甘霖一般，立即組織人員仿照蝦的構造試做了一個套接式的關節結構。

這個獨特的“滾、旋、套、疊”結構的活動關節，成為艙外服創新的亮點之一，而利用仿生學原理來設計艙外航天服，也成為世界航天史上的首創。