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)家們展現(xiàn)出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)歸來的年輕中尉王永志，作為總體設(shè)計(jì)部總體設(shè)計(jì)組組長(zhǎng)，參加了中國(guó)自行設(shè)計(jì)的近程火箭“東風(fēng)二號(hào)”的第二次發(fā)射任務(wù)。當(dāng)時(shí)，發(fā)射陣地戈壁灘驕陽似火，火箭的液體推進(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)必影響導(dǎo)彈射程以致無法達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

此時(shí)，不少專家建議，要再補(bǔ)充燃料、加大火箭的推力，無奈火箭的燃料儲(chǔ)箱容量有限，再也加注不進(jìn)去了。就在這時(shí)，王永志突然站起來說：“我認(rèn)為應(yīng)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(duì)推進(jìn)劑密度有影響。火箭發(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)過計(jì)算，要是從火箭體內(nèi)泄出600公斤燃料，這枚火箭就會(huì)命中目標(biāo)?！?/p>

“本來火箭射程就不夠，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，他鼓足勇氣敲開了最高技術(shù)負(fù)責(zé)人錢學(xué)森的房門，將自己的計(jì)算過程、補(bǔ)救方案詳細(xì)闡述了一遍。錢學(xué)森研究過相關(guān)計(jì)算，認(rèn)為王永志泄出燃料的意見有道理，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)”連續(xù)發(fā)射3發(fā)，都進(jìn)入了目標(biāo)區(qū)，發(fā)射成功！自此，錢學(xué)森信科學(xué)不重資歷、充分聽取年輕人意見的故事，成為中國(guó)航天發(fā)展史上的一段佳話。

“模擬人”替代猴子

1992年9月21日，中國(guó)載人航天工程立項(xiàng)。1992年11月，曾向錢學(xué)森獻(xiàn)策的王永志，在60歲時(shí)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)過大量的地面試驗(yàn)和無人飛行試驗(yàn)，來考核飛船的安全性和可靠性。美蘇兩國(guó)在首次載人飛行前，分別進(jìn)行了7次、8次無人飛行試驗(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)物上天試驗(yàn)比較保險(xiǎn)。相關(guān)專家還提議，準(zhǔn)備以云南獼猴為訓(xùn)練對(duì)象。為此，要先成立一個(gè)動(dòng)物研究實(shí)驗(yàn)室，再買猴子開展訓(xùn)練，估計(jì)要斥資3000萬元，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，猴子的代謝能力低，消耗氧氣慢，在相同的時(shí)間里，6只猴子的氧消耗量才相當(dāng)于1個(gè)人。飛船是按載3個(gè)人來設(shè)計(jì)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(jìn)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(shè)計(jì)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(jù)試驗(yàn)飛行的原理指出，動(dòng)物試驗(yàn)?zāi)芷鸬降淖饔?，一是測(cè)定耐受失重、超重的能力，二是依靠動(dòng)物不斷消耗氧氣、排出二氧化碳，來考核飛船自動(dòng)補(bǔ)充氧氣和消除二氧化碳的能力。根據(jù)當(dāng)今的科技水平，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，不用非上動(dòng)物，只要做一個(gè)擬人代謝的裝置就足夠了。這番有理有據(jù)的分析，說服了相關(guān)專家。

會(huì)后，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所承擔(dān)了研制擬人代謝裝置（以下簡(jiǎn)稱“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、飲食等多種生理參數(shù)?！澳M人”完成生產(chǎn)后，僅耗資600萬元人民幣。

2002年3月，中國(guó)發(fā)射第3艘無人飛船“神舟三號(hào)”，“模擬人”首次上天。經(jīng)過太空旅行后，“模擬人”上的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)飛船完全可以達(dá)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(shù)據(jù)。

王永志回憶這件事時(shí)曾非常感慨地說：“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)門檻很高。“神舟五號(hào)”任務(wù)成功后，某外國(guó)航天機(jī)構(gòu)就曾宣稱，中國(guó)的航天飛船雖然上了天，但他們要想實(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)是用錢也無法買到的。研究人員有的只是一些產(chǎn)品說明書，以及網(wǎng)上的公開資料。

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)力量，研制艙外服至少要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，而中國(guó)的科研人員硬是用最短的時(shí)間做到了。

在研制艙外服的過程中，上肢部分的結(jié)構(gòu)問題成了攔路虎。航天員出艙活動(dòng)的目的是到艙外進(jìn)行維修、安裝等活動(dòng)，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責(zé)任總師李潭秋苦惱不已，經(jīng)過無數(shù)次的論證推翻到再論證再推翻，他仍一籌莫展。

一天吃飯時(shí)，工藝師李智望著盤中的大蝦，突然閃過一個(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)，成為艙外服創(chuàng)新的亮點(diǎn)之一，而利用仿生學(xué)原理來設(shè)計(jì)艙外航天服，也成為世界航天史上的首創(chuàng)。