中國航天員科研訓練中心空間站任務備戰現場。中國航天員中心供圖
剛剛過去的“十一”假期,中國空間站建設的進展陸續對外釋放:10月1日,18人入選我國載人航天工程第三批預備航天員,他們將成為我國航天員隊伍的新成員;10月7日,執行空間站建造階段4次飛行任務的航天員乘組已經選定,每個乘組3人正在開展任務訓練,空間站進入全面實施階段。
事實上,從2017年3月開始,航天員訓練就全面轉入了空間站的任務準備。空間站的任務週期為3-6個月,對航天員的身心素質、知識儲備和應急處置的能力都提出了更高的要求。
按照規劃,中國空間站將於2022年前後完成建造。今年5月5日,長征五號B運載火箭首飛成功,拉開了空間站在軌建造階段飛行任務的序幕。此次任務後,我國將先後發射天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙,進行空間站基本構型的在軌組裝建造;其間,規劃發射4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運飛船,進行航天員乘組輪換和貨物補給。
航天員訓練有序進行,產品研製,重大試驗……隨著空間站任務的日益臨近,被稱作我國航天員成長搖籃的中國航天員中心,正在全力備戰空間站任務。
地面十年功
9月的一天,航天員水上救生訓練場,返回艙漂浮在水面上,艙體像不倒翁一樣,不停地晃著。
艙裡的3名中國航天員,忍著眩暈和悶熱,躺在狹小密封的艙裡。他們脫下航天服,換上抗浸服,出艙,上充氣床,發出求救聯絡訊號……一套操作程式下來,行雲流水。
至此,為期5天的航天員水上自主出艙訓練圓滿完成。透過訓練,相關人員進一步熟悉了水上自主出艙、自救、互救,及生存技能。
這是中國航天員科研訓練中心全力備戰空間站任務的一個縮影。
都說臺上一分鐘,臺下十年功。有航天人表示,對於載人航天工程來說,可以稱之為“太空一分鐘,地面十年功”。
據俄羅斯和美國的統計資料,航天員在太空完成數小時的作業,在地面就要進行10倍時間的模擬訓練。針對空間站任務難度大、工作量多的特點,我國航天員的訓練科目增加了數十種,訓練課時較以往也增加了近兩倍,訓練要求更加從難從嚴。
新冠肺炎疫情來勢洶洶,也沒能延誤中國航天員的訓練:他們透過網路學習,影片慕課、教員陪同隔離等方式抓緊訓練。
中國航天員中心相關負責人表示,只有經過地面一遍遍地模擬訓練,才能應對太空中更復雜的環境和狀態。尤其針對未來空間站任務“出艙活動”這一難點和重點,航天員要對艙外行走、通用工具的使用攜物轉移、艙外救援等基本技能,進行大量訓練。
具體來看,出艙活動的訓練主要是在水下環境模擬進行,算是最辛苦的訓練之一,是對航天員的操作技能、身體和心理素質的全方位挑戰——
航天員身著200餘公斤水下訓練服,被吊車放到10米深的水槽裡,透過配重,前傾“站立”在水中。
一位航天員表示,在加壓後的訓練服裡,人沒有著力點,動也不能動,只能抓住扶手,來獲取行動力。
水中有阻力的存在,訓練服也有壓力的束縛,這些讓航天員的每一次“舉手投足”都非常吃力:光是把腳塞進腳限位器這一看似特別簡單的動作,在實際操作過程中都顯得十分困難,更別說攀爬、擰螺絲、安裝裝置等更高難度的操作了。
一套水下訓練服的使用壽命有限,因此,航天員每次下水的機會都十分寶貴。有時候,航天員一下水就是6個小時以上,等他們結束上岸,已是大汗淋漓,身體透支。有的航天員,胳膊已經抬不起來了,連筷子都握不住。
航天員中心相關負責人表示,近期,航天員又接連參加聯試任務,艙內外操作程式接連幾十個小時的訓練,辛苦不必言說,可他們仍然爭分奪秒地訓練,訓練,再訓練。
如今,任務進度日益緊迫,時間就是命令,為了保證後牆不倒,“白加黑”“6+1”已經成了中國航天員中心科技人員的工作常態。無論是試驗現場、實驗室或是服裝車間,都是一番忙碌景象。
再造地球
一個被稱作“再造地球環境”的試驗專案,同樣備受關注。
在不久的將來,中國航天員將長期駐留空間站,屆時從地球運送物資到太空,成本高昂。環控生保技術必須從“非再生”走向“再生”,這是空間站長期在軌執行的瓶頸技術,也是關鍵技術。
在一個密閉狹小的空間站艙內,製造一個類似地球環境的可迴圈生命保障系統,且穩定執行十幾年,難度可想而知。
一個平均年齡不到35歲的年輕團隊,於2011年接受這個極具挑戰的任務,至今已開展了長達多年的技術攻關和產品研製工作。
該團隊負責人卞強表示,為了搶時間,他們從未完整地休過週末,也從未在晚上9點前下過班。遇到突擊任務,晚上加班到一兩點是常事。
“我們團隊的工作狀態,好比是用衝刺的速度進行長跑。”卞強說。據他介紹,在高壓工作狀態下,團隊人員早就練就過硬本領,成為精兵強將——
周國棟是個90後,25歲就成為最年輕的子系統負責人。
另一子系統整合負責人熊濤,經過兩年的歷練,也挑起了大梁。
業務骨幹張勇平在產品交付任務中突擊了一個月,完成了主體工作,卻也累倒進了醫院。
卞強說,環控生保技術從“非再生”走向“再生”,國內沒有任何先例可循,國外資料也少得可憐。團隊成員只能摸著石頭過河。
透過初樣研製的探索,總體負責人楊潤澤用了兩個月的時間,寫了一套《再生生保正樣綜合測試方案》,經過集體討論,又反覆改了不下10遍,直到確定工作專案、測試流程和進度節點符合預期,方案內容詳盡精細,囊括各大系統每天的工作流程。
產品設計師丁平負責的某子系統研製過程最為曲折,他從事這個崗位近8年,工作狀態主要是在“出現問題”和“解決問題”中迴圈。他對此笑稱“說多了都是淚”。
其中最難的,就數某部件材料的腐蝕性和磨損問題。為此,丁平和團隊成員選了5種材料和3種不同的結構方案,進行排列組合,反覆對比,歷時三四年,試驗了10多次後,找出了最優材料和結構。
卞強透露,就在不久前,空間站組合體環控生保整合效能試驗順利結束,全面驗證了產品功能效能和技術指標。
飛天戰袍
9月11日晚上9時58分,艙外航天服試驗艙大廳內燈火通明。
“報告,任務完成,身體狀態感覺良好!”歷經17個小時,兩名志願者從模擬在軌真空環境的艙外服試驗艙中走了出來,順利出艙。
在中國航天員中心,流傳著這樣一句話:走好低壓艙地面模擬一小步,跨出空間站太空實戰一大步。
眾所周知,太空環境險惡。真空、高低溫、太陽輻射和微流星等惡劣環境因素,讓航天員時刻面臨無法預料的風險。艙外航天服就是最大限度保障航天員生命安全,同時便於太空工作的個人密閉裝備,是航天員的“飛天戰袍”。
據艙外航天服專案相關負責人介紹,未來的空間站任務,航天員出艙活動時間長,操作程式多,對艙外服提出了更高的要求。該中心科研人員,對艙外服的結構佈局設計、服裝壽命和工效能力都進行了改進。
該負責人說,擺脫臃腫、笨重,艙外活動更自如,是航天員心中理想的艙外服標準,也是設計師們最純樸的願望。這幾年,他們一直在積極地籌劃,準備改進。
今年3月起,艙外服軟結構適體性最佳化專案正式啟動。這讓設計師們歡欣鼓舞,但是時間由數年縮減為數月,空間站任務刻不容緩。
這個打造“飛天戰袍”的團隊立下軍令狀,把任務量化到天,每天採取日報制。歷時3個月的攻關和艱辛,艙外服軟結構適體性最佳化的上肢部分順利透過評審,後續的最佳化攻關專案也在推進過程中。
中國航天員中心相關負責人表示,每個午夜時分,位於北京航天城一隅的航天員中心大樓,卻燈光閃爍,像夜幕中的點點繁星。空間站任務,是建設航天強國的重要標誌,更是該中心面臨的重要考驗,他們必須全力以赴,織就一條綿延太空的通天大道。
佔康 中青報·中青網記者 邱晨輝 來源:中國青年報