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张娟娟 科技日报记者 付毅飞 1992年至2022年，中国载人航天工程走过了三十年。 三十而立，立下自力更生的铮铮誓言、立下不屈不挠的民族意志，立下中国航天科技集团一院（以下简称一院）为国铸箭的赤胆忠心。 三十当立，立起可靠性世界一流的长征火箭、立起“三步走”战略的三座里程碑，立起一院人托举中国梦的壮志雄心。 三十年前，中国人没有一枚可以载人的火箭；三十年后，中国人在太空有了自己的空间站。载人航天三十年，一院三型火箭用高质量成功铺就了飞天路。 起步 1999年至2005年，长征二号F火箭（简称“长二F火箭”）6次发射，迈出中国载人航天工程“三步走”战略“第一步”。 上世纪五、六十年代，新中国的科技和经济还相对落后，国家百业待兴之际，第一代领导集体高瞻远瞩，带领人民自力更生、艰苦奋斗，夺得了“两弹一星”的伟大胜利，奠定我国航天大国地位的基石。 1992年9月21日，中央政治局常委会批准了中央专委《关于开展我国载荷飞船工程研制的请示》，中国载人航天工程以“921”为代号正式获批。如果说这让中国人的飞天梦想有了目标，那载人航天工程“三步走”战略的制定则让这一目标有了轮廓： 第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用试验；第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。 “三步走”，每一步都要有稳扎稳打的火箭做支撑。 30年前，我国推力最大的火箭是长征二号E。但长征二号E火箭可靠性指标0.91，远达不到载人标准”。我国航天事业发祥地、长征二号E火箭研制单位——一院决定以它为基础研制“长征二号F” 载人航天新型火箭。研制伊始，第一任总指挥沈辛荪、总设计师王德臣召集大家开会，谨慎论证载人火箭的安全性、可靠性指标，最终将长二F火箭可靠性指标定为0.97。 这对30年前的中国来说，是极其困难的。以当时国内基础工业状况遥望“0.97”的目标，无外乎在喜马拉雅山下遥望云雾缥缈的顶峰！那时，一院研制人员只在国外画报上见过载人火箭，对它的细节一无所知。不懂就去学、没有经验就去积累，自力更生的倔强是刻在中国人骨子里的品质，仿制过1059、蹚出了多型火箭研制道路，一院人再次踏上国外求学路。 长二F火箭总指挥荆木春是当年10余名求学人员之一。他们远赴莫斯科学习载人火箭技术，克服语言障碍，在异国他乡如饥似渴地汲取知识，白天上课观摩、晚上分析资料、整理笔记，每个人都恨不得把一天当成两天用，只盼早日学成归国。 1996年是世界航天史上的多事之秋，但中国载人火箭研制却取得了突破性进展，箭体结构静力试验具备条件、振动箭开始生产总装、活动发射平台投产……4年潜心钻研，在外界崩塌式的航天事件中，中国载人火箭不屈不挠地呈现在蓝图之上。 长二F火箭副总师刘烽在这一时期加入研制队伍。如愿成为航天人，走上载人火箭故障检测处理系统设计师重要岗位，刘烽暗下决心，一定要用千倍的稳妥和万倍的谨慎对待工作。但当他打开师父递来的手绘设计图时，还是被深深震撼了，“精致得像艺术品！”捧着那张图，刘烽坐在电脑前长久沉默着。图纸很轻，却似有万钧的分量，绘图者冷静坚定的笔触分明在细细讲述着4年来呕心沥血的研制历程。 刘烽未曾经历这4年的艰难，但在这一刻，他读懂了这枚箭在中国人心中的分量，理解了一院人坚持的标准，也坚定了一生航天报国的决心。随着像刘烽一样的一批批年轻人加入进来，中国载人航天工程不断积聚起冲开绝壁、夺隘而出的力量。 1998年，长二F火箭初样箭出厂，各项大型地面试验迫在眉睫。中国载人航天工程立项之初，工程总指挥部曾向党中央立下“军令状”——“争八保九”，即争取在1998年、保证在1999年发射第一艘无人飞船。顶着如山的压力、迎着海量的难题，长二F火箭来到酒泉，与试样状态的地面设备、首次应用的发射场“三方会师”。 可单独验证时表现良好的“三方”，“会师”后却波折不断。火箭和发射平台推出去、拉回来，解决完问题后再推出去，又遇到新问题再拉回来。研制人员们的信心一度像戈壁滩上碎石，散落在灼灼的日光里。 9月份的戈壁滩夜风已凉，凌晨的会议室里却是一派热闹景象，桌子上、地上铺满了图纸，熬红了眼睛的研制人员和型号两总一起趴在地上分析问题。解决方案不出炉，没有人肯停下来休息。 长二F火箭队伍中很多人记得那次逃逸系统零高度试验，7点钟不到，刘烽已穿着厚厚的军大衣站上升降车，准备开始10余个小时的高空验证。寒风吹得军大衣啪啪作响，刘烽下意识地把怀里的包裹往胸口处托了托、裹紧了军大衣。包裹里是试验用电池和备件，他用体温小心地暖着，直到日落时分，全部试验顺利完成。 载人火箭有多难？以箭上零部件数量为例，汽车有几万个、飞机有十几万个、运载火箭有几十万个、载人航天产品则有上百万个，要确保所有环节万无一失。一院人在艰难中越挫越勇，全力以赴交出了一个个好成绩。 1999年至2002年间，长二F遥一至遥四火箭相继高质量成功，推动了陆海基航天测控网验证，微重力环境下空间生命科学、空间材料实验开展，赢得了“神箭”的美誉。2003年10月15日，长二F遥五火箭站上发射塔架，这次整流罩里的乘客不再是卫星，而是中国首位航天员——杨利伟。 首次载人发射，已成为故检处理系统指挥的刘烽在塔架上做着最后的检查。这时，航天员专用电梯缓缓打开，杨利伟手提小方箱走出来，他目光平静、脚步坚定。目光接触的一刻，刘烽的心凛然一颤，是一种怎样的信念，能让一个人义无反顾地走向已知的风险；是一种怎样的信任，能让一个人毫无畏惧地托付生命。 那一刻，曾经寒风酷暑中所有验证考核、披星戴月时所有小心求证，都有了至高无上的意义。 2005年10月12日，长二F遥六火箭将航天员费俊龙、聂海胜送入太空，顺利完成多人多天太空飞行试验，中国载人航天工程“三步走”战略“第一步”顺利收官。 行稳 2008年至2017年，长二F火箭、长征七号运载火箭（简称“长七火箭”）9次发射,走稳中国载人航天工程“三步走”战略“第二步”。 鲜艳的五星红旗飘扬在太空、洁白的舱外航天服勾勒出中国航天员的身影、阳光照耀着轮廓清晰的飞船、蔚蓝明亮的地球成为独特的背景……2008年9月27日，是载入中国航天史册的日子。 “我已出舱，感觉良好”，当航天员翟志刚的声音从遥远的太空传来，坚定而亲切的话语瞬间响彻神州大地。中国人首次太空出舱这一幕，让刚执行完长二F遥七火箭发射任务的一院人热血沸腾。 2008年9月25日，长二F遥七火箭成功发射神舟七号载人飞船，中国载人航天工程“三步走”战略“第二步”启动，已完成7次发射的长二F火箭再次不辱使命，第3次成功发射载人飞船，托举3名航天员合力完成太空出舱任务。 长二F火箭总体主任设计师常武权在这枚箭研制时加入队伍，那时长二F火箭发射密度并不高，但看似慢节奏的任务间，是研制团队快节奏的奔跑。在追求更高可靠性的征程中，常武权和同事们一分一秒都不舍虚掷。 在长二F火箭安全性和可靠性持续攀升过程中，中国载人航天工程火箭梯队另外两型：长七火箭、长征五号B运载火箭（简称“长五B火箭”）进入研制赛道。中国载人航天工程开始以“三步走”+“齐步走”模式阔步前行。 2006年11月，一院启动“CZ-2F/H”火箭总体方案论证，这是长七火箭的前身，2008年底正式组建队伍开展全面研制，在此基础上，2010年6月，长七火箭正式立项，以发射货运飞船为主要任务，搭建我国长期有人照料的空间站“天地运输走廊”。 长七火箭队伍的大多数人都是跟着长七火箭一起成长的。从立项论证、8年研制到首飞成功，队伍以“达到国外同类火箭先进水平”为目标，通过多方案对比、数字化设计和仿真、充分的地面试验验证，打造了新一代中型火箭的基本构型。 长七火箭6个模块均采用液氧煤油低温发动机，是一型全低温火箭，在研制中遇到了很多困难。为了充分继承现有技术，芯级箭体直径3.35米，芯一级2台发动机均双向摇摆。液氧煤油发动机的复杂程度远超现有常规发动机，仅此摇摆双机在一级尾舱的布局就给设计师系统带来很大困扰。 按照一般设计流程，总体明确相关接口要求后，发动机研制单位进行双机布局，完成布局设计之后提供给总体，总体再进行后续设计，在这种传统串行模式下反复了两轮，研制队伍发现火箭尾舱空间仍无法满足发动机摇摆要求。 研制队伍采用协同工作模式，总体结构、控制、动力等专业设计人员进驻发动机研制单位联合攻关，在2个月通宵达旦的奋战后，不仅圆满解决了布局问题，还完成了总体及相关专业设计。既攻克了难关，又提高了效率。 2011年7月，长七火箭转入初样研制，至2015年5月转入试样研制，型号队伍攻克了33项关键技术，完成了包含全箭合练、模态试验、动力系统试车在内的313项大型地面试验。将近4年时间，研制队伍保持着全线快节奏、高强度。有设计人员刚在四川绵阳完成风洞试验，就直接赶赴陕西西安开展发动机热环境测量；有工艺和操作人员上午在南苑进行管路试验安装，下午又转战云岗吊装贮箱。从总体到单机，从设计到工人，每个人都在岗位上为助推长七腾飞而默默付出。 2013年9月至12月，长七助推动力系统试车顺利开展，是一院继长三甲三子级动力系统试车以来，时隔20年再次组织火箭单子级全系统参加的、发动机真实点火工作的、仅次于发射任务的大型试验。至2014年8月，长七火箭助推器、芯一级、二级三个模块动力系统试车相继圆满成功；2015年3月，长七火箭在海南文昌发射场完成合练；2016年6月25日，长七火箭首飞成功，点火时间与预定时间分秒不差。 2017年4月20日，长七遥二火箭首次承担中国载人航天工程任务，成功发射“天舟一号”货运飞船，箭船组成的空间货物运输系统首战告捷。 致远 2020年至2022年，长五B火箭、长七火箭、长二F火箭12次发射，新老火箭将组成梯队轮番上阵，走好中国载人航天工程“三步走”战略“第三步”。 2021年4月29日是很多中国人引以为傲的日子。这一天，长五B遥二火箭将天和核心舱精准送入轨道，中国空间站建造进入全面实施阶段。 与之相应的，瞄准未来航天发展需求的长五系列和长七系列火箭，也具有划时代的意义。 长五B火箭2011年11月立项，与长五火箭共享芯一级和助推器大部分关键技术，似乎一出生就站在“巨人”肩膀上。但有继承更有创新，长五B火箭一级半构型在我国尚属首次，火箭一级首次作为末级使用，直接送有效载荷入轨。 这项技术有多难？研制人员做了一个形象的比喻，长五B火箭发射载人空间站核心舱及两个实验舱时，整流罩像一节动车车厢一样大，到达预定轨道火箭一级发动机关机后，约140吨的推力会在几秒钟内完全消失，就像一辆高速行驶的火车突然“刹车”，稳稳停靠在指定位置，让“乘客”下车。 这是长征五号火箭不曾走过的路。 2013年是长五火箭和长五B火箭齐头并进研制的第3年。长五系列火箭副总指挥曲以广说，“研制团队兵分两路，两型火箭两手抓、两手都很硬：长五火箭开始大部段试验，实现我国大型运载火箭跨越发展；长五B火箭在两轮减重后更精干，一步步攻克了20.5米整流罩设计与分离、低温动力零窗口发射、大推力直接入轨等重大关键技术，满足我国空间站任务需求。” 2016年11月3日，长五遥一火箭首飞成功；2017年7月2日，长五遥二火箭飞行至“346.7秒”时，一级发动机突然关机、火箭偏离正常轨道、残骸坠入大海。测控大屏上那条急转直下的曲线始，终萦绕在研制人员脑海中，像太阳陨落，世界一片黑暗。网友评论，中国航天进入“至暗时刻”。 要想成功，就打起精神再战！一院人只能卧薪尝胆、含泪奔跑。让大家不解的是，就算动力系统出了问题也会是慢慢关机，突然关机的故障像谜一样匪夷所思。 曾经为了火箭更可靠做了多少努力，此刻剥离各种因素找到病灶就有多艰难。大家给动力系统部件排了个序，人为一个个破坏让发动机突然关机，复现失利的曲线，却一次次走进死胡同。这样的日子坚持了3年，直到一台发动机第6次500秒长试车时，发动机突然关机，问题复现。 方向有了，路也顺了。2019年12月27日，长五遥三火箭打赢复飞之战。2020年5月5日，长五B遥一火箭成功发射新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱。2021年4月29日，长五B遥二火箭成功发射天和核心舱。长五系列火箭重新以强者之姿站在世界航天舞台。那份自信，正是航天人荆棘坎坷浑不怕，不夺成功不罢休的模样。 2022年5月10日，长七遥五火箭成功发射天舟四号货运飞船；6月5日，长二F遥十四火箭继遥十三之后又将3名航天员送入太空；7月24日，长五B遥三火箭将问天实验舱送至预定轨道。中国载人航天工程势如破竹。 三十年的时光像一条宏阔的历史长河，每朵激起的浪花都是一众人的宝贵年华。在中国载人航天工程而立之年，中国将建成三舱构型的空间站，成为独立掌握近地空间长期载人飞行技术，具备长期开展近地空间有人参与科学研究、技术试验和综合开发利用太空资源能力的国家。面向未来，一院人有着如磐的决心，他们坚信，致敬历史最好的方式，就是创造新的历史。 |
