筑牢航天員的生命防線

2010年1月13日的《解放軍報(bào)》刊登這樣一條消息：中華人民共和國中央軍事委員會(huì)主席胡錦濤日前簽署命令，給在完成重大科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)中取得顯著成績的單位和個(gè)人記功，李潭秋是三位一等功人員之一。

李潭秋，遼寧莊河人，1963年1月出生，工學(xué)博士，研究員，現(xiàn)任載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師，艙外航天服責(zé)任總師。多年從事載人航天工程環(huán)控生保和航天服研制，先后主持研制了我國第一套艙內(nèi)航天服和飛天艙外航天服研制，為我國的載人航天事業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，全軍科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)（排名第1），二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，2004年獲載人航天突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)，2005年獲航天基金獎(jiǎng)，榮立個(gè)人一等功1次，二等功1次。

開啟航天事業(yè)夢想

李潭秋是哈爾濱工業(yè)大學(xué)的優(yōu)秀學(xué)生。哈工大濃郁的學(xué)風(fēng)，正符合李潭秋的天性。他如饑似渴地學(xué)習(xí)，為他日后出眾的科研能力打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

大學(xué)畢業(yè)后，李潭秋被分到航天部的一個(gè)比較清閑的單位，對(duì)于滿懷報(bào)國熱情，一心致力于高科技領(lǐng)域研究的李潭秋來說，這顯然不符合他的心意。于是，他和幾個(gè)志同道合的同學(xué)一起，考研到了現(xiàn)在這個(gè)單位。當(dāng)時(shí)，航天員上天在國人心中還是個(gè)遙遠(yuǎn)的夢想。人體工程的研究也處于剛剛起步的階段，國內(nèi)公眾知之甚少。在這種情況下，李潭秋選擇了航天控制和生命保障專業(yè)，開始了自己的奮斗歷程。

1992年，我國啟動(dòng)載人航天工程。為了幫助航天員應(yīng)對(duì)惡劣的太空環(huán)境，保證他們安全返回地面，需要為航天員設(shè)計(jì)專門的航天服。1995年，我國正式起步研制航天服。此時(shí)的李潭秋已從大學(xué)生成長為碩士、博士，研究了十多年環(huán)境控制與生命保障專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，十多年的修煉終于到了用武之時(shí)。

1971年6月，蘇聯(lián)發(fā)射的聯(lián)盟11號(hào)載人飛船，搭載3名航天員在禮炮1號(hào)內(nèi)停留了23天。當(dāng)飛船結(jié)束考察，奉命脫離“禮炮號(hào)”太空站返回地面后，人們驚奇地看到三名宇航員竟然安詳?shù)厮涝谧约旱淖簧稀Ｊ潞蠼?jīng)過各方面調(diào)查，在返回的過程當(dāng)中，由于整個(gè)飛船的震動(dòng)，導(dǎo)致返回艙壓力閥門非正常打開，氣體泄漏。在幾秒內(nèi)，氣壓下降到致命程度，再加上沒有穿艙內(nèi)航天服，致使體內(nèi)嚴(yán)重缺氧而死亡。這是蘇聯(lián)載人航天活動(dòng)中最為悲慘的一次。所以從那以后，艙內(nèi)航天服就變成了整個(gè)天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)載人航天的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配制。因此，航天服的研制，是我國載人航天工程的重要內(nèi)容。

航天技術(shù)在任何國家都屬于高度機(jī)密，因此，我們的航天服不能從國外引進(jìn)，只能自己研發(fā)。在此之前，我們只能從一些宣傳圖片和一些發(fā)表的論文上了解航天服的構(gòu)造和基本原理，卻無法了解它的內(nèi)部構(gòu)造和設(shè)備細(xì)節(jié)。因此可以說，李潭秋和他的團(tuán)隊(duì)是在幾乎是空白的基礎(chǔ)上開始了航天服的研制工作。面對(duì)著如此復(fù)雜艱巨的任務(wù)，李潭秋沒有退縮，而是選擇了迎難而上。無數(shù)個(gè)夜以繼日的工作，巨大的壓力，年富力強(qiáng)的李潭秋兩鬢出現(xiàn)了絲絲白發(fā)，但他并沒有感覺到累。他的心被一種激情占據(jù)著——他終于開始實(shí)現(xiàn)多年的夢想了。

中國首套航天服誕生

“航天服不是簡單的服裝，它實(shí)質(zhì)上是航天員的個(gè)人防護(hù)系統(tǒng)。”李潭秋說，“在飛船出現(xiàn)意外情況時(shí)，航天服將成為保護(hù)航天員生命安全的最后防線?！焙教旆垂δ芸煞譃榕搩?nèi)用航天服和艙外用航天服。李潭秋和他的團(tuán)隊(duì)首先接到的是艙內(nèi)航天服的研制任務(wù)。

李潭秋介紹說，飛船在軌道飛行時(shí)，航天員一般不穿航天服。但在容易出現(xiàn)事故的飛行時(shí)段，必須穿上航天服。當(dāng)載人航天器座艙發(fā)生泄漏，壓力突然降低時(shí)，航天員及時(shí)穿上它，接通艙內(nèi)與之配套的供氧、供氣系統(tǒng)，服裝內(nèi)就會(huì)立即充壓供氣，并能提供一定的溫度保障和通信功能，啟動(dòng)艙內(nèi)航天服系統(tǒng)救生，可在6小時(shí)內(nèi)保證航天員的生命安全，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急返回著陸。此外，在航天服上還配有廢物處理裝置和生理數(shù)據(jù)測量裝置。廢物處理裝置就是用于尿收集的高性能吸收材料，安置在航天服內(nèi)衣里；生理數(shù)據(jù)測量裝置則是通過貼在航天員身上的電極測量航天員的心電、呼吸、血壓等生理信號(hào)并傳遞相關(guān)數(shù)據(jù)到地面飛行控制中心，供地面醫(yī)監(jiān)醫(yī)生觀察分析航天員的身體情況。

李潭秋簡單介紹了艙內(nèi)航天服的結(jié)構(gòu)。從外形上看，航天服心臟部位有一個(gè)可以擰動(dòng)的圓形裝置，這是用來調(diào)節(jié)衣服內(nèi)的壓力、溫度和濕度的；右腹部位置有一根細(xì)管，是航天員的通信工具；左腹部處有兩條管路，是給航天員供氧和排放二氧化碳的設(shè)備。李潭秋說，航天服外層采用的是高強(qiáng)度滌綸材料，可承受高強(qiáng)度拉力。

航天服式樣看似簡單，但制作起來難度可不小。據(jù)李潭秋介紹，艙內(nèi)航天服由三部分組成：一是限制層，由耐高溫、抗磨損材料制成，用來保護(hù)服裝內(nèi)層結(jié)構(gòu)，并使航天服按預(yù)定形態(tài)膨脹，保證航天員穿著舒適合體；二是氣密層，用涂有丁基或氯丁橡膠的錦綸織物制成，有良好的氣密性，防止服裝加壓后氣體泄漏；三是散溫層，與內(nèi)衣褲連接在一起，有許多管道，采用抽風(fēng)或通風(fēng)將氣流送往頭部，然后向四肢軀干流動(dòng)，經(jīng)肢體排風(fēng)口匯集到總出口排出，帶走人體代謝產(chǎn)生的熱量。航天員穿戴的頭盔、手套和靴子更加特殊。頭盔的盔殼由聚碳酸酯制成，不僅能隔音、隔熱和防碰撞，而且還具有減震好、重量輕的特點(diǎn)。為防止航天員呼吸造成水氣凝結(jié)以及低溫環(huán)境下頭盔面窗上結(jié)霧、結(jié)霜，需要特殊的氣流和防霧涂層。手套與航天服相配套，充氣加壓后具有良好的活動(dòng)功能和保暖性能。

這一切，都是李潭秋和他的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過無數(shù)次的設(shè)計(jì)、改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成的。李潭秋說，在一套方案的服裝設(shè)計(jì)加工完成后，首先要工作人員自己去做這些體驗(yàn)，要先選擇跟航天員體型相當(dāng)?shù)娜诉M(jìn)行試驗(yàn)。在最終關(guān)鍵的一些節(jié)點(diǎn)和最終的節(jié)點(diǎn)要請航天員來試穿，完成人服匹配。此外，要經(jīng)歷多方面性能的試驗(yàn)，比如說功能試驗(yàn)、環(huán)境力學(xué)試驗(yàn)、溫度試驗(yàn)等驗(yàn)收和鑒定過程，滿足全部要求后才可以確定狀態(tài)。除此之外，還要了解航天員有什么意見，有哪些需要修改完善的地方。李潭秋說，航天員的意見很重要，因?yàn)楹教靻T是我們產(chǎn)品的最終用戶，所以他們的意見建議對(duì)我們產(chǎn)品的改進(jìn)是至關(guān)重要的，我們一般在每次試驗(yàn)或載人飛行任務(wù)過后都會(huì)與航天員座談，因?yàn)檫@些產(chǎn)品在地面上進(jìn)行了若干的試驗(yàn)，但最終是要在失重狀態(tài)下去使用的，所以失重狀態(tài)下的一些體驗(yàn)可能就尤其重要。通過座談，我們要找出來哪些是我們產(chǎn)品本身的問題，哪些是使用過程中出現(xiàn)的問題。

2003年10月16日，楊利偉身著李潭秋設(shè)計(jì)的航天服走出神五飛船，順利地完成了中國首次載人航天飛行。李潭秋的心里格外激動(dòng)，因?yàn)檫@是中國航天史上第一件我們自主研制的航天服?，F(xiàn)在，這套航天服已經(jīng)被收藏到中國軍事博物館，成為記錄中國載人航天事業(yè)發(fā)展歷程的珍貴的文物。

“世界第八大奇跡”

當(dāng)楊利偉的航天服成為中國航天史上的國寶后，李潭秋又接受了新任務(wù)，為神舟七號(hào)的航天員們研制航天服。與神六截然不同的是，這一次航天員們要出艙漫步太空。艙外航天服絕對(duì)是中國航天史上一個(gè)重量級(jí)的挑戰(zhàn)。其實(shí)，早在艙內(nèi)航天服研發(fā)的同時(shí)，李潭秋就敏銳地把握技術(shù)發(fā)展方向。1998年開始，他就帶領(lǐng)課題組開展了艙外航天服工程預(yù)研，先后在熱防護(hù)、關(guān)節(jié)、系統(tǒng)總體概念方案、冷源技術(shù)等多方面開展技術(shù)攻關(guān)，取得了多項(xiàng)突破性研究成果，為艙外服工程研發(fā)奠定了重要基礎(chǔ)。

根據(jù)我國神舟七號(hào)任務(wù)要求，2004年7月艙外服研發(fā)團(tuán)隊(duì)開始飛天艙外航天服工程研制。這是一支十分年輕的團(tuán)隊(duì)，平均年齡才三十出頭。要這樣一支年輕的隊(duì)伍承擔(dān)如此重要的任務(wù)，李潭秋現(xiàn)在回想起來，真是感覺有點(diǎn)不可思議。國際通則，航天工程從探索、預(yù)演、研制到完成，一般是十年的時(shí)間。但是，就憑著一股初生牛犢不怕虎的闖勁，這支年輕無畏的團(tuán)隊(duì)，用了不到四年的時(shí)間，47個(gè)月，研制出來中國第一代艙外航天服。李潭秋說，為了保證任務(wù)按期完成，他和他的團(tuán)隊(duì)不得不采取一些非常規(guī)的做法，承受了極大的風(fēng)險(xiǎn)考驗(yàn)。李潭秋最津津樂道的，是他的團(tuán)隊(duì)。他說，他的在艙外航天服的研制能取得成功，首先在于有一個(gè)有戰(zhàn)斗力的團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)最大的特征是敬業(yè)，沒有上下班的時(shí)間概念，只有工作有沒有完成的意識(shí)。連食堂的大師傅都不能按時(shí)回家，因?yàn)椴恢肋@些加班加點(diǎn)的科研人員什么時(shí)候吃飯。另外就是主動(dòng)參與意識(shí)非常強(qiáng)，經(jīng)常一起就某個(gè)問題進(jìn)行熱烈地討論，通過這種思想的碰撞，達(dá)到啟發(fā)思路、集思廣益的效果，沒有人因?yàn)檫@個(gè)問題不屬于自己的領(lǐng)域而漠不關(guān)心。正是這樣的一個(gè)兄弟姐妹般的氛圍，大家雖然累，工作壓力很大，但是每個(gè)人的心情都很快樂。

提到這里，李潭秋感慨地說，如果沒有國內(nèi)諸多兄弟單位與合作企業(yè)的全力支持，他們是無法完成這個(gè)奇跡的。尤其是一些企業(yè)，聽說是為我國的第一代航天服做貢獻(xiàn)，寧可停下手頭正在做的活，放著現(xiàn)成的錢不去賺，也要把這不賺錢的活兒先做好。這在市場經(jīng)濟(jì)的大潮中，是多么寶貴的精神。李潭秋講，中國人的這種團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，是最讓他感動(dòng)的，這也是我們能取得如此巨大成就的保障。

在浩瀚的宇宙，在全世界人的注目下，中國航天員身穿中國人自己研制的航天服出艙了，李潭秋的心里無比激動(dòng)。實(shí)踐證明，我國飛天艙外服整體技術(shù)性已達(dá)到國際在用艙外服系統(tǒng)的先進(jìn)水平，并具有多項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)性技術(shù)。我國成為世界上第三個(gè)掌握出艙核心技術(shù)的國家！

飛天艙外航天服的研制成功，標(biāo)志著我國已全面、系統(tǒng)掌握了先進(jìn)艙外航天服系統(tǒng)設(shè)計(jì)、壓力防護(hù)、熱防護(hù)、工效保障、生保系統(tǒng)小型化、關(guān)鍵材料、出艙通信、個(gè)人信息處理與顯示技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)、系統(tǒng)集成與測試試驗(yàn)技術(shù)、安全可靠性保證技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了出艙活動(dòng)核心技術(shù)的跨越式發(fā)展，為我國空間站以及其它大型空間設(shè)施建設(shè)、維護(hù)維修提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。更重要的是，通過航天服技術(shù)研究和工程研制，積累了豐富的空間個(gè)體防護(hù)系統(tǒng)的研制經(jīng)驗(yàn)，鍛造了一支戰(zhàn)斗力強(qiáng)、知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、富有協(xié)作精神、朝氣蓬勃的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，初步建立了我國航天服關(guān)鍵技術(shù)研究、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測試試驗(yàn)的研發(fā)技術(shù)體系，為后續(xù)研發(fā)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！

在為俄羅斯的同行送行的酒會(huì)上，俄方專家端著酒杯對(duì)李潭秋說：“我上學(xué)的時(shí)候老師告訴我說世界有七大奇跡，今天有八大奇跡，我們?yōu)槭澜绲诎舜笃孥E干杯。”他說的第八大奇跡就是中國用這么短的時(shí)間研制了屬于自己的第一套艙外航天服。

著手制作“太空女裝”

在神舟九號(hào)任務(wù)中，我們首次看到了女航天員劉洋的身影，劉洋穿著的艙內(nèi)航天服，同樣是李潭秋團(tuán)隊(duì)的杰作。

艙內(nèi)航天服是用于航天員在飛船應(yīng)急狀態(tài)下航天員最后維持生命的這樣的一個(gè)設(shè)備，那么它除了要維持壓力之外，很重要的一點(diǎn)就是要在應(yīng)急狀態(tài)下，航天員依然能夠完成必要的操作，所以它的適體性要求很高，就是要這個(gè)衣服適體，對(duì)航天員的四肢尤其是上肢的適體性非常重要，因?yàn)檫@涉及到他穿上以后能不能正常操作，如果不能完成必要的操作就會(huì)帶來很大的問題。因此，要解決女航天員的適體性的問題，適體性一個(gè)是上肢，上肢要不會(huì)出現(xiàn)加壓以后脫離肢體的現(xiàn)象，脫離肢體以后她就不能操作。還有就是手套，因?yàn)榕院教靻T的手很纖細(xì)，那么用原來的手套操作就顯得很笨重。李潭秋和他的團(tuán)隊(duì)針對(duì)女航天員的手型專門制模，研制了女航天員專用的手套，出色地完成了任務(wù)。

科技創(chuàng)新永無止境

載人航天是帶動(dòng)整個(gè)國家技術(shù)發(fā)展的重要工程。借鑒國外很重要，但是更重要的是提高自主創(chuàng)新能力。作為項(xiàng)目帶頭人，李潭秋已經(jīng)走在了學(xué)科的最前列，因此，他每前進(jìn)一個(gè)臺(tái)階，幾乎都是全新的，沒有前人的成果可以借鑒。李潭秋說，創(chuàng)新意味著要走別人沒有走過的路。在科研的道路上，有許多不確定的因素，風(fēng)險(xiǎn)很大，這就需要有深厚的技術(shù)積累。沒有技術(shù)基礎(chǔ)的創(chuàng)新是空想，只有強(qiáng)大而深厚的基礎(chǔ)科學(xué)做支撐，才能有效消除創(chuàng)新中的不確定性，解決前進(jìn)中的難題。從這方面看，國家現(xiàn)在投入大量的經(jīng)費(fèi)用于基礎(chǔ)學(xué)科的研究，是非常值得的。

談到這點(diǎn)，李潭秋很自豪，他與歐洲同行交流的時(shí)候，很多專家很羨慕中國，因?yàn)槲覀冇凶约旱妮d人航天工程，打造了自己的研發(fā)平臺(tái)，使眾多的科研人員有了用武之地。所以，我們一定要盡自己最大的努力，研究出比國外更好的技術(shù)。就我們艙外航天服來說，總結(jié)結(jié)構(gòu)上與前蘇聯(lián)的接近，但是從整體技術(shù)上。如頭盔的設(shè)計(jì)、關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)、整個(gè)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是我們自己的全新的設(shè)計(jì)，都是國際上獨(dú)特的技術(shù)。

我國的航天事業(yè)，正朝著新的目標(biāo)前進(jìn)，這給航天服的研制工作帶來了新的挑戰(zhàn)。比如，我們要建立國際空間站，長期有人在軌工作生活，新一代航天服要求更高效率，更安全，更舒適，滿足長期在軌工作的要求。另外，我國的登月計(jì)劃已經(jīng)拉開，這也需要專門的航天服系統(tǒng)與之匹配。

科學(xué)永無止境，奮斗沒有停息。李潭秋和他的團(tuán)隊(duì)，又開始了新的探索。我們相信，他們會(huì)以頑強(qiáng)的精神，科學(xué)的態(tài)度，為黨和國家交上完美的答卷。