中國(guó)航天的獨(dú)辟蹊徑

從“兩彈一星”到載人航天工程，中國(guó)人用幾十年的時(shí)間走出了一條不斷躍升的航天之路?；仡欀袊?guó)航天發(fā)展史，既有集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì)，更離不開(kāi)廣大科技工作者的聰明才智。在破解諸多技術(shù)瓶頸時(shí)，中國(guó)科學(xué)家們的奇思妙想常令人拍案叫絕。

減燃料反而打得遠(yuǎn)

1964年6月，剛從蘇聯(lián)留學(xué)歸來(lái)的年輕中尉王永志作為總體設(shè)計(jì)組組長(zhǎng)，參與了中國(guó)自行設(shè)計(jì)的中近程導(dǎo)彈東風(fēng)二號(hào)的第二次試飛工作。當(dāng)時(shí)，發(fā)射陣地所在的戈壁灘驕陽(yáng)似火，液體推進(jìn)劑注入導(dǎo)彈后，在高溫下膨脹汽化，燃料儲(chǔ)箱內(nèi)不能灌進(jìn)足量的燃料。若不及時(shí)補(bǔ)救，勢(shì)必導(dǎo)致導(dǎo)彈射程無(wú)法達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

此時(shí)，不少專(zhuān)家建議，再補(bǔ)充燃料以加大推力。無(wú)奈導(dǎo)彈的燃料儲(chǔ)箱容量有限，無(wú)法繼續(xù)加注。就在這時(shí)，王永志突然站起來(lái)說(shuō)：“我認(rèn)為只有泄出一些燃料，才能提高導(dǎo)彈推力，加大射程。戈壁灘天氣炎熱，對(duì)推進(jìn)劑密度會(huì)有影響。導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)推進(jìn)劑溫度高，密度就要變小，發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流特性也要隨之變化。經(jīng)過(guò)計(jì)算，要是從導(dǎo)彈燃料儲(chǔ)箱內(nèi)泄出600公斤燃料，這枚導(dǎo)彈就會(huì)命中目標(biāo)?！?/p>

“本來(lái)導(dǎo)彈射程就不夠，你還要往外泄燃料？”現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)疑聲一片。

面對(duì)質(zhì)疑，王永志毫不氣餒。當(dāng)晚，他鼓足勇氣敲開(kāi)了技術(shù)負(fù)責(zé)人錢(qián)學(xué)森的房門(mén)，將自己的計(jì)算過(guò)程、補(bǔ)救方案詳細(xì)闡述了一遍。錢(qián)學(xué)森研究過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)，認(rèn)為王永志泄出燃料的意見(jiàn)有道理，于是下令按這一方案實(shí)施發(fā)射。

1964年6月29日，減少了600公斤燃料的東風(fēng)二號(hào)點(diǎn)火升空，連續(xù)發(fā)射了3發(fā)，都進(jìn)入了目標(biāo)區(qū)，發(fā)射成功！

“模擬人”代替猴子

1992年9月21日，中國(guó)載人航天工程立項(xiàng)。1992年11月，60歲的王永志被任命為中國(guó)載人航天工程的總設(shè)計(jì)師。

按常規(guī)思路，在正式載人飛行前，要經(jīng)過(guò)大量的地面試驗(yàn)和無(wú)人飛行試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證飛船的安全性和可靠性。美蘇兩國(guó)在首次載人飛行前，都進(jìn)行了多次無(wú)人飛行試驗(yàn)，而且都進(jìn)行了動(dòng)物搭載試驗(yàn)。

在航天員系統(tǒng)的復(fù)議會(huì)上，與會(huì)人員大多認(rèn)為，先送動(dòng)物上天做試驗(yàn)比較保險(xiǎn)。相關(guān)專(zhuān)家還提議，可以以云南獼猴為訓(xùn)練對(duì)象。為此，要先成立一個(gè)動(dòng)物研究實(shí)驗(yàn)室，再買(mǎi)猴子進(jìn)行訓(xùn)練，估計(jì)需要花費(fèi)3000萬(wàn)元，整個(gè)過(guò)程大約需要一年的時(shí)間。

王永志對(duì)此提出質(zhì)疑。他認(rèn)為，猴子的代謝能力差，消耗氧氣比較慢，在相同的時(shí)間里，6只猴子的氧耗量才相當(dāng)于1個(gè)人。飛船是按照搭載3個(gè)人來(lái)設(shè)計(jì)的，那么就要18只猴子來(lái)模擬。18只猴子上了天，還不得“大鬧天宮”呀？他進(jìn)一步分析指出，飛船升空時(shí)會(huì)失重，有噪聲，猴子要是受驚，因?yàn)楹ε虏怀圆缓仍趺崔k？飛船按設(shè)計(jì)可以在太空自主飛行7個(gè)晝夜，如果猴子7天7夜不吃不喝，肯定就死了。到時(shí)候他們?cè)趺醋C明究竟是飛船的問(wèn)題，還是猴子的問(wèn)題？

王永志根據(jù)試驗(yàn)飛行的原理指出，動(dòng)物試驗(yàn)?zāi)芷鸬降淖饔茫湟皇菧y(cè)定其耐受失重、超重的情況，其二是依靠動(dòng)物不斷消耗氧氣、排出二氧化碳，來(lái)考核飛船自動(dòng)補(bǔ)充氧氣和消除二氧化碳的能力。憑借當(dāng)今的科技水平，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，只要做一個(gè)可以模擬人進(jìn)行代謝的裝置就足夠了。這番有理有據(jù)的分析，說(shuō)服了相關(guān)專(zhuān)家。

會(huì)后，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所承擔(dān)了研制模擬人進(jìn)行代謝的裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“模擬人”）的任務(wù)。這套裝置利用物理和化學(xué)原理，能模擬3個(gè)人的代謝規(guī)律及航天員的脈搏、心跳、呼吸、體溫、血壓等多項(xiàng)生理參數(shù)?！澳M人”的生產(chǎn)全程僅耗資600萬(wàn)元。

2002年3月，中國(guó)發(fā)射了第3艘無(wú)人飛船神舟三號(hào)，“模擬人”首次上天。經(jīng)過(guò)太空旅行后，“模擬人”記錄的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)飛船完全可以達(dá)到支持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(shù)據(jù)。

王永志回憶起這件事時(shí)非常感慨：“載人航天，我們比美蘇晚40年啟動(dòng)。如果不創(chuàng)造性地前進(jìn)，中國(guó)什么時(shí)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(shù)門(mén)檻很高。神舟五號(hào)發(fā)射成功后，某外國(guó)航天機(jī)構(gòu)就曾宣稱(chēng)，中國(guó)的航天器雖然上了天，但要想實(shí)現(xiàn)太空行走，不是那么容易的事。2004年7月，中國(guó)決定自主研發(fā)艙外航天服，一場(chǎng)攻堅(jiān)戰(zhàn)就此打響。

當(dāng)時(shí)，能查到的資料很有限，引進(jìn)國(guó)外技術(shù)需要巨額資金，更何況有些關(guān)鍵技術(shù)是用錢(qián)也買(mǎi)不到的。研究人員有的只是一些產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，以及網(wǎng)上的公開(kāi)資料。

根據(jù)他國(guó)經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)儲(chǔ)備缺乏的情況下，即便擁有世界一流的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，研制艙外航天服也至少需要8到10年。彼時(shí)距神舟七號(hào)發(fā)射的預(yù)定時(shí)間只剩下不到4年。最終，中國(guó)的科研人員硬是用最短的時(shí)間完成了這項(xiàng)任務(wù)。

在研制艙外航天服的過(guò)程中，上肢部分的結(jié)構(gòu)問(wèn)題成了攔路虎。航天員出艙活動(dòng)的目的是到艙外進(jìn)行維修、安裝等，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(qiáng)度，又要讓關(guān)節(jié)靈活自如。這個(gè)難題曾讓艙外航天服總設(shè)計(jì)師李潭秋苦惱不已，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的論證、推翻、再論證、再推翻，他仍一籌莫展。

一天吃飯時(shí)，工藝師李智望著盤(pán)中的大蝦，腦中突然閃過(guò)一個(gè)想法：蝦的全身也是硬殼，為什么就能行動(dòng)自如呢？他拿起一只大蝦，仔細(xì)觀(guān)察它的身體構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)蝦的隨動(dòng)結(jié)構(gòu)之所以好用，是因?yàn)閷盈B的蝦殼給了它很大的靈活性。李智心想，若把蝦殼的結(jié)構(gòu)搬到艙外航天服的上肢部位，那航天員的活動(dòng)會(huì)不會(huì)自如得多？

第二天，李智把自己的想法告訴了李潭秋，李潭秋像是久旱逢甘霖一般，立即組織人員仿照蝦的構(gòu)造試做了一個(gè)套接式的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。

這個(gè)獨(dú)特的滾、旋、套、疊結(jié)構(gòu)的活動(dòng)關(guān)節(jié)，成為艙外航天服創(chuàng)新的亮點(diǎn)之一，而利用仿生學(xué)原理來(lái)設(shè)計(jì)艙外航天服，也成為世界航天史上的首創(chuàng)。

（甜甜的鵝摘自《世界軍事》，Raven圖）