1987年,我從北京航空航天大學(xué)畢業(yè)。那時,我們工作包分配,國家需要我們?nèi)ツ睦?,我們就去哪里。我是學(xué)飛機(jī)制造出身的,臨畢業(yè)時,我當(dāng)時只知道自己要被分到航天部,但航天部在哪兒、我去了要干什么,這些我都不清楚。等我到了中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院門口,我才知道我是被派來造火箭的。造飛機(jī)和造火箭從專業(yè)上來講跨度并不大,但存在一些設(shè)計理念的區(qū)別。比如說,飛機(jī)要重復(fù)使用,所以要進(jìn)行疲勞設(shè)計,以保證飛機(jī)多次飛行后依然是安全的,我的本科論文做的就是這個。但火箭不一樣,火箭是一次性使用的,它考慮的是發(fā)射以后承受的沖擊強(qiáng)度,要做強(qiáng)度方面的試驗(yàn)。
我剛到中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院時,恰好趕上國家提出“863計劃”(國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃),計劃明確提出“中國在航天技術(shù)方面取得了巨大的成就,但在載人航天方面仍是空白”,要將建設(shè)空間站作為航天技術(shù)領(lǐng)域的兩個主題項(xiàng)目之一。既然要送人類上太空,就必須有天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)。那個時候,使用航天飛機(jī)的思想還很流行,美國1981年就實(shí)現(xiàn)了航天飛機(jī)的首次載人飛行。論證的時候,老一輩的科學(xué)家也討論了中國發(fā)展航天飛機(jī)的可能性,但考慮到投資強(qiáng)度和國內(nèi)的技術(shù)基礎(chǔ),最終決定使用國內(nèi)現(xiàn)有的長征二號E運(yùn)載火箭適當(dāng)改進(jìn)后發(fā)射載人飛船,由此開啟中國的載人航天“三步走”戰(zhàn)略。
“三步走”戰(zhàn)略提出來后,我們院的任務(wù)就是在長征二號E運(yùn)載火箭的基礎(chǔ)上,研制長征二號F火箭。作為載人航天工程的重要組成部分,長征二號F火箭的研制既要在運(yùn)載能力、入軌精度等性能指標(biāo)上下功夫,更需要考慮可靠性和安全性指標(biāo)。我被分配的任務(wù)是做火箭的逃逸系統(tǒng)。這個系統(tǒng)體現(xiàn)在長征二號F火箭上是一個類似于避雷針的構(gòu)造,我們稱之為“逃逸塔”。它位于飛船頂部,高8米,在火箭發(fā)射過程中萬一發(fā)生危及航天員生命安全的意外情況,它要確保航天員能夠瞬間逃生、安全返回。在發(fā)射順利時,它還必須按計劃點(diǎn)火工作,脫離箭體,讓飛船得以繼續(xù)飛行。
在當(dāng)時,我們只清楚一些基本原理,實(shí)際操作很難。國際上又很封閉,也獲得不到什么幫助。我們也知道火箭炸了要逃,但哪些因素會導(dǎo)致火箭發(fā)生爆炸?萬一發(fā)生爆炸,我們得反應(yīng)多快才是安全的?我打個比方,如果火箭一秒鐘內(nèi)爆炸的輻射范圍是一公里,但你一秒鐘只跑了500米,那也是白跑。還有,爆炸會產(chǎn)生火、熱、碎片,這三種的危害度有多大,在大氣、真空、太空中又有哪些不同?這些,都是擺在面前必須挨個兒解決的問題。我們先是分析了世界范圍內(nèi)的火箭事故,總結(jié)了他們出問題的點(diǎn),發(fā)現(xiàn)逃逸系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)設(shè)備最容易出問題,接著是控制系統(tǒng),這些都成為我們的研究重點(diǎn)。當(dāng)然,我們也做了很多的模擬試驗(yàn)。我記得推進(jìn)劑爆炸試驗(yàn)是在長沙一個山坳子進(jìn)行的,我們做了一個幾百公斤重的模擬裝置,將它吊起來,等爆炸的時候它掉下來,弄破了兩只箱子,用以模擬推進(jìn)劑爆炸的威力。
所有的問題都是從摸不到頭腦的階段一個個捋清楚的。長征二號F系列火箭研制,其實(shí)就是一個不斷認(rèn)識和補(bǔ)課的過程。2003年10月15日,我們發(fā)射了神舟五號飛船,將中國的第一名航天員楊利偉安全地送入了軌道。那一次,楊利偉在天上待了23個小時就返回了地面。當(dāng)時我們還沒有從發(fā)射場返回北京,就聽說了楊利偉在飛行過程中,經(jīng)歷了一個很不舒服的振動,他后來還在一本書里描述了這個振動:“當(dāng)火箭飛行到三四十公里高度的時候,火箭和飛船發(fā)生了急劇的抖動,產(chǎn)生了共振,那種十分痛苦的感覺,讓我的五臟六腑都快碎了,我心里感覺我不行了,我要撐不住了,振動26秒之后,這個振動慢慢減輕,如同一次重生?!?/p>
我們覺得這可能是傳說中的POGO振動(縱向耦合振動)。從發(fā)射場回來之后,我們工作人員一起看了當(dāng)時的飛行數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)這個振動只有8赫茲。隨即,我們成立了一個研究組,試圖尋找振動的來源。這個工作用了5年的時間:長征二號F火箭是從長征二號E借鑒過來的,由于當(dāng)時試驗(yàn)條件不具備,這個火箭并沒有進(jìn)行縱向的振動試驗(yàn),在長征二號F研制的時候,類似的試驗(yàn)也沒有進(jìn)行。這就是我們?nèi)钡恼n、欠的賬,既然缺了,就要補(bǔ)上。2008年,翟志剛完成任務(wù)回來后,我問他:“你這次飛行感覺怎么樣?”他說:“好!平穩(wěn)!舒服!”5年時間就是為了把一個“不舒服”的“不”字去掉,變成“舒服”。
不知道你有沒有在現(xiàn)場看過火箭發(fā)射。在現(xiàn)場看跟在指揮室里是完全不一樣的。1999年11月19日,長征二號F火箭首次發(fā)射并成功將中國第一艘試驗(yàn)飛船神舟一號飛船送入太空。那天,我在塔架上值班——逃逸塔有一套測溫系統(tǒng),在發(fā)射前需要不斷地測定其溫度,我在發(fā)射前的最后一個小時才能撤到技術(shù)區(qū)。當(dāng)時,我就在那里念叨,逃逸塔千萬不要使用,因?yàn)槭褂靡馕吨鸺龉收?,航天員要逃生。撤離后,火箭點(diǎn)火發(fā)射的那一刻,我遠(yuǎn)遠(yuǎn)地看著,覺得特別震撼,那一刻我感受到了心臟共振。
在指揮室里,你只能從屏幕上看,你關(guān)注的也只有參數(shù)。2016年9月15日天宮二號發(fā)射,這是我人生難忘的一次發(fā)射經(jīng)歷,也是我當(dāng)上長征二號F火箭第四任總師后參與的第一次發(fā)射。我站在指揮室里,盯著屏幕。那幾天,我緊張得上火,腮幫子都腫了。指揮員喊著三、二、一點(diǎn)火起飛,助推器分離,整流罩分離等,一直到這個時候,我都覺得大廳里一片寂靜,好像沒人在呼吸,等到指揮員報太陽能帆板展開,整個大廳里的掌聲才響起。
這時,我一個人悄悄走了出去,到了指揮臺二樓的儲物間,我記得它對面是一個廁所。我拿出電話給我們的遙測設(shè)計師打電話。“剛才發(fā)射的時候,我看到有幾個數(shù)不對?!蔽覍λf。這幾個數(shù)很重要,是后續(xù)載人飛行時用于地面故障診斷的參數(shù)。她當(dāng)時沒有即刻回答我,應(yīng)該是去檢查參數(shù)了。晚餐的時候,她告訴我:“那幾個數(shù)是對的,你看錯了?!蹦憧?,我得有多緊張,才能把對的東西看錯。一個月后,長征二號F火箭再次將神舟十一號飛船成功發(fā)射,順利將兩名航天員送上太空。
到現(xiàn)在為止,長征二號F火箭已發(fā)射13次,發(fā)射成功率100%,共發(fā)射了6艘載人飛船、5艘無人飛船和2個空間實(shí)驗(yàn)室。從某種意義上來說,它已經(jīng)是一個成熟的產(chǎn)品,技術(shù)上的問題很少,技術(shù)方案也比較成熟,現(xiàn)在要做的就是如何保證它的穩(wěn)定和安全可靠。我的責(zé)任和目標(biāo)不只是成功地將天宮二號和神舟十一號發(fā)射上去,還要保證不出重大安全事故、不出重大責(zé)任事故,這才叫圓滿成功。
這型火箭跟別的火箭有著根本的區(qū)別——其他火箭出現(xiàn)問題,可能損失的是火箭和有效載荷。那么,只要有錢,我們可以重新再造一個,一切重來一次。但長征二號F火箭如果失利,我們將失去我們的航天員,天宮實(shí)驗(yàn)室的建造以及后續(xù)的任務(wù)都會戛然而止。
所以,每一次的任務(wù)對我們來說都是非常大的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。任務(wù)的關(guān)鍵在于防止人為因素導(dǎo)致的疏忽。我會擔(dān)心哪些事情沒有做好,沒有做全。執(zhí)行神舟十一號和天宮二號任務(wù)的時候,我手里有一張任務(wù)表,完成一項(xiàng)檢查,工作人員會在上面畫上一個勾,沒有完成的則要解釋緣由。每隔一天,我還會招呼相應(yīng)系統(tǒng)的工作人員開一次“雙想會”,即想哪些因素可能會影響安全性和可靠性。我的上一任總師有一個玩笑的事情,他每次干活前,會問工作人員有沒有跟家里吵架,晚上有沒有加夜班。如果有,他會說:“對不起,今天別干我們的活。”
后續(xù),中國的載人航天還要建立中國人的空間站,長征二號F運(yùn)載火箭還會為中國的空間站工程做出它自己的貢獻(xiàn),我希望這個火箭會越飛越好,越來越可靠,越安全,越精準(zhǔn)。在擔(dān)任長征二號F運(yùn)載火箭總師的同時,我現(xiàn)在開始承擔(dān)重型火箭的研制工作。這個火箭要承載的是日后的探月、探火任務(wù)。我希望這個新型的火箭能夠打破長征二號F運(yùn)載火箭的某些限制,長征二號F運(yùn)載火箭要求穩(wěn)定、可靠,新的重型火箭要敢于做一些冒險的嘗試,只有這樣,才能更為先進(jìn)。這種感覺還挺奇怪的,我上午開長征二號F運(yùn)載火箭的會議說要穩(wěn)妥,下午參加重型火箭的會議,提要有突破。就像兩個小人兒在你體內(nèi),一個跟你說要保險,一個跟你說要打破常規(guī),我感覺自己要雙重人格了。