崢嶸歲月話神舟

鄭松輝

中國載人航天工程(簡稱“921工程”)是跨世紀的偉大工程。航天人懷揣夢想，歷經30年，2022年正是載人航天工程實施“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的收關年。

30年間，從神舟一號飛船到神舟五號載人飛船首送航天員楊利偉遨遊太空，實現了中華民族的飛天夢，到神舟六號多人多天、神舟七號航天員翟志剛的出艙活動，再到神舟八號與天宮實驗室成功交會對接實驗，以及正在進行的空間站建設。工程碩果累累，每次任務圓滿成功，都是對全國各族人民的極大鼓舞，也是國家綜合國力的體現，舉世矚目。然而這些成功背后都有著一個個不平凡的故事。作為親身經歷者、見證者，始終久久不能忘懷。

1 從返回衛(wèi)星到載人飛船

載人飛船系統是“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略第一步——中國載人飛船工程的核心。在確定載人飛船由哪個部門承制時，競爭十分激烈。領導經過慎重考慮，綜合各方面的因素，最終明確由中國空間技術研究院為主負責載人飛船系統研制，由北京空間飛行器總體設計部(簡稱總體部)負責技術總體工作。因為總體部具有20多年的返回式衛(wèi)星研制經驗，成功發(fā)射并回收了十幾顆返回式衛(wèi)星，不僅積累了工程研制經驗，掌握了衛(wèi)星返回技術，還培養(yǎng)造就了一支“沒有克服不了的困難，沒有解決不了問題”的研制隊伍，是所有的競爭隊伍中競爭力最強的。

載人航天工程明確了載人飛船系統的任務是在確保安全可靠的前提下，從總體上體現中國特色和技術先進，完成突破載人航天技術，開展空間科學技術試驗，提供初期載人天地往返運輸器，為載人空間站工程積累經驗等任務。為此，總體部成立載人飛船系統(921-3)總體研究室，成員由返回式衛(wèi)星研制隊伍中抽調出來的有豐富工程實踐經驗的技術骨干，加上參加中國空間技術研究院載人飛船方案經濟可行論證組總體人員組建成。這是一支系統配套、專業(yè)齊全、老中青三結合、以老帶新的載人飛船總體隊伍，負責型號技術抓總、總體技術協調、為總設計師、總指揮(簡稱兩總)決策提供技術依據。

中國載人航天工程起步，比蘇聯、美國等先進國家晚40年，在落后情況下，要使中國載人飛船做到“起步晚、起點高、性能先進，具有中國特色”，難度巨大。

研制隊伍遵循系統工程實施方法，首先對上報中央的載人飛船系統可行性方案進行認真復審。飛船總體經過多方案比較和進一步深入論證，肯定了軌道艙在前、返回艙居中、推進在后的三艙構型的載人飛船方案是正確合理的。與此同時也確定了返回著陸采用大型普通環(huán)傘是合理的，至此確定了載人飛船方案，并提出了關鍵技術攻關項目，轉入了方案設計研制階段。

載人飛船系統在設計過程中大膽創(chuàng)新，采用基于計算機技術，數字化網絡化技術；規(guī)范船載計算機機型和軟件語言；設立數據管理分系統，采用1553B串行總線，構成分布式控制、集中管理的一體化系統。測控通信采用統一S頻段測控技術，圖像和話音數字化技術，擴頻技術，飛船著陸定位技術等。

為了確保航天員的安全，并提供一個舒適工作和生活的環(huán)境，提出了一次故障正常工作，二次故障安全返回的設計要求。飛船方案設計之中就開展故障模式和影響分析(FMEA)和故障樹分析法(FTA)等可靠性工作，以消除飛船設備的單點故障，提高系統可靠性安全性。開展飛船系統軟件工程化工作，規(guī)范軟件開發(fā)研制流程，建立飛船軟件開發(fā)隊伍，提高軟件設計水平。

從初樣研制階段起，飛船總體基于能量流、信息流、控制流，先后對能源供配電總體電路、應急救生、推進控制電路、航天員自/手動控制電路、回收著陸系統電路及相關火工裝置電路等開展?jié)撏贩治?，有效地發(fā)現并消除了設計中的隱患，進一步提高了飛船系統可靠性安全性設計水平。

電磁兼容性是關系飛船成敗、技術難度很高的問題。根據飛船研制進程，在初樣階段，對裝船的電子產品進行電磁兼容性測試；對電性船進行整船電磁兼容性測試，有干擾問題，立即糾正。在正樣研制階段，單機電磁兼容性指標不合格的產品也要進行改進或加固，一直到滿足要求為止。經過多回合認真細致工作，實現了裝船設備的電磁兼容性，也保證了船上各分系統的匹配性，以及運載火箭、發(fā)射場大系統間的電磁兼容性。

為了完成載人飛船系統的測試任務，研制配備了一套技術先進，數據處理能力強，響應速度快，自動化程度高的地面測試系統。測試系統由總控設備、各分系統的專用測試設備、前置專用測試設備和光端設備組成。信息傳輸采用TCP/IP協議的以太網進行通信，測試控制指令集中統一控制，測試數據實時處理同時分發(fā)給相應的分系統專用測試，并具有遠程測試功能。

2 爭八保九首飛遨蒼穹

2.1 總體部提的建議

中國載人航天工程立項時有一項任務目標，爭取1998年，確保1999年發(fā)射首艘無人試驗飛船，簡稱“爭八保九”。

“921工程”總設計師曾經說過，“飛船系統研制出來之時，就是‘921工程’發(fā)射之日”。隨著飛船系統的研制進程，“爭八保九”矛盾越來越突出。如果按常規(guī)航天型號研制階段流程進行研制，飛船系統按當時的研制進度，“爭八”不可能，“保九”也保不住。有一天在總體部總師辦公室，兩位副總師和總體部領導一起談論此事，提出若借鑒新一代返回衛(wèi)星的成功經驗，將飛船系統初樣、正樣兩個研制階段融合在一起(并行工程)，初樣產品做完地面試驗后，按照正樣產品要求做適應性改裝，完成電測和地面試驗后，實施發(fā)射任務，這樣即使“爭八”做不到，“保九”還有可能。其核心是初樣研制按正樣要求、初樣電子設備裝機的元器件應符合上天元器件要求，上述想法達成共識。

1995年底，“921工程”召開七大系統工作協調會，在分組協調討論會上，載人飛船系統總體提出了借鑒返回式衛(wèi)星成功經驗，利用初樣階段研制的電性船改造成具備飛行條件的試驗飛船，實現“爭八保九”的目標任務。然而，由于會上承研飛船單位的參會人員認為這是天方夜譚，表示反對，因而建議未被采納。盡管如此，飛船轉入初樣研制時，飛船總體還是提出明確要求：飛船系統初樣的電子設備，裝機用的電子元器件質量等級按正樣元器件要求。

2.2 “921工程”項目辦公室領導及總體室到總體部調研

隨著載人航天工程的研制進展，實現“爭八保九”的目標，矛盾越來越突出。

1997年底，“921工程”項目辦公室領導及總體領導到中國空間技術研究院飛船總體調研，提出利用初樣研制的電性飛船，完成地面測試、試驗后改裝成為第一艘無人試驗飛船。記得當時在座談會上曾說過：“從總體部飛船總體建議，將初樣電性船政裝成首艘試驗飛船至今已近2年了，現在重提此事更加難了，然而中國特色社會主義的特點是集中力量辦大事。有條件領導不想辦的事辦不成，沒有條件領導想辦的事也能辦成?，F在離1999年“保九”的目標不到兩年的時間，只有‘921工程’領導下定決心！再困難也得完成?！?/p>

3 試驗飛船方案設計

1998年1月9日，召開載人航天工程總指揮、總設計師聯席會議，正式決定：將初樣電性船改裝成試驗飛船，在1999年10月，利用長征二號F火箭發(fā)射試驗的機會，發(fā)射首艘試驗飛船。

這一決定對飛船系統來說是前所未有的挑戰(zhàn)。載人飛船系統總體首先進行了試驗飛船方案設計，明確試驗飛船首飛的任務是考核驗證飛船方案設計的正確性和再入返回技術，確保飛船返回試驗成功。根據飛船首飛目標任務，最低配置必須上結構與機構、熱控、數管、測控通信、電源供配電、制導導航與控制、推進、回收著陸8個分系統。其他5個分系統的設備可裝船參加飛行試驗，但不作考核，飛船軌道艙也不留軌試驗。利用初樣電性船改裝成首艘試驗飛船的實施方案，經“921工程”和中國航天科技集團專家評審通過。

4 實現“保九”目標

航天型號飛行產品，必須滿足上天條件的正樣要求，試驗飛船也不例外，初樣電性船改裝成試驗飛船必須符合正樣上天要求。因此，電性船在完成初樣階段測試、試驗任務后，對不滿足正樣要求的產品，需要返回研制單位，進行適應性修改或重新生產，直到滿足正樣要求才能交付，並重新組織驗收。另外為爭取時間，把串行工作盡最大限度改成并行作業(yè)，生產與試驗同步進行。

經歷了日以繼夜，連續(xù)奮戰(zhàn)，改裝后的試驗飛船，出廠前電測、試驗過程中不斷出現問題，經過參試人員的艱苦努力，細心排查，所有故障終于都得到了解決，具備出廠條件。

試驗飛船進入發(fā)射場后，在技術區(qū)電測仍發(fā)現不少問題，推進軟件、環(huán)控生保、導航、制導與控制(GNC)等先后出現問題。為了把出現的問題徹底解決，兩總下決心打開飛船返回艙大底，更換設備，做到不帶問題上天。

1999年11月20日，首艘試驗飛船搭載長征二號F運載火箭發(fā)射成功。21日飛船返回艙安全返回著陸場，實現了載人航天工程“保九”目標。將不可能變成可能，實屬不易！

5 結束語

將電性船改裝成首艘無人試驗飛船，并成功發(fā)射安全返回預定著陸場是一次空前創(chuàng)舉，振奮全國人民，極大鼓舞全體參研人員的士氣。從此神舟載人飛船研制駛上了“快車道”。不忘初心，牢記使命，日以繼夜，奮力拼搏，經過神舟二號和神舟三號的困難和挫折的考驗，研制出完全具備載人條件的神舟四號無人飛船，最終神舟五號載人飛船實現了中華民族飛天夢想。每一艘神舟飛船都經歷過一段極不平凡的研制歷程，更培育出“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關、特別能奉獻”的載人航天精神。

載人航天工程是我國航天事業(yè)的一項壯舉，也為我國航天事業(yè)的發(fā)展積累了很多寶貴經驗和成果。

今年是我國載人航天工程實施“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的收關年，將完成我國空間站的建造，衷心祝愿我國空間站建設圓滿成功。