蒲長廷
天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室稱得上是中國航天史上系統(tǒng)最復(fù)雜、新技術(shù)最多的航天器之一。80后柏林厚,是空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、天宮二號總體主任設(shè)計(jì)師。從事載人航天13年時間,柏林厚從一個普通設(shè)計(jì)師,逐漸成長為一個大型載人航天器的系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師。
載人航天器設(shè)計(jì)中,會遇到種種困難,設(shè)計(jì)優(yōu)化也永無止境。柏林厚帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì),在整個設(shè)計(jì)過程中不斷創(chuàng)新,想盡一切辦法解決問題,努力提高設(shè)計(jì)水平。他說:“載人航天器設(shè)計(jì)中,問題會層出不窮,設(shè)計(jì)優(yōu)化也永無止境。創(chuàng)新是解決問題的途徑,我們都是大膽設(shè)想各種解決方案,再做各種試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,千方百計(jì)提高設(shè)計(jì)水平?!?/p>
2018年12月,柏林厚被北京市團(tuán)委等部門評選為“北京青年榜樣·時代楷?!蹦甓热宋铩?/p>
勇?lián)鞂m一號飛行程序設(shè)計(jì)重任
神舟五號于2003年10月發(fā)射,圓滿完成了我國首次載人飛行,全國人民都沉浸在歡欣鼓舞中。2年后,柏林厚從清華大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)碩士畢業(yè),帶著崇敬的心情來到中國航天科技集團(tuán)有限公司第五研究院,加入載人航天器的研制隊(duì)伍。
工作初期,柏林厚從事天宮一號信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作,與飛行器的電路系統(tǒng)打交道。由于各項(xiàng)工作都能快速出色完成,在天宮一號目標(biāo)飛行器轉(zhuǎn)入初樣研制階段后,組織將設(shè)計(jì)飛行程序的重任交給了剛?cè)肼?年的柏林厚。
剛參加工作就承擔(dān)天宮一號這么龐大載人航天器的飛行程序設(shè)計(jì),讓柏林厚倍感壓力。飛行程序設(shè)計(jì)需要用到總體方案、軌道、動力學(xué)、與各大系統(tǒng)接口等知識體系。同時,天宮一號飛行程序既要借鑒飛船的飛行程序,又要借鑒高軌道衛(wèi)星的飛行程序。因此,對于一名入職2年并從事電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的他來講,難度可想而知。可柏林厚并不懼怕,一切從零開始。
柏林厚開始學(xué)習(xí)總體方案、軌道、動力學(xué)、與各大系統(tǒng)接口等體系知識,在不到半年的時間內(nèi),即完成了目標(biāo)飛行器正常及應(yīng)急飛行程序設(shè)計(jì),并提出了模塊化與嚴(yán)格時序相結(jié)合的方法,有效解決了目標(biāo)飛行器自身特點(diǎn)所帶來的程序編寫上的困難,很好地協(xié)調(diào)了各分系統(tǒng)的工作模式。天宮一號飛行程序在他手中一步一步從無到有,此后,經(jīng)過幾次任務(wù)的成功實(shí)踐證明,飛行程序表現(xiàn)完美。
正是因?yàn)樵谔鞂m一號中的出色表現(xiàn),2012年開始,柏林厚被破格提拔為系統(tǒng)總體唯一的主任設(shè)計(jì)師。在繼續(xù)完成天宮一號與神舟九號、神舟十號交會對接飛控任務(wù)的同時,他也為天宮二號任務(wù)做好了準(zhǔn)備。
攻克天宮二號“延壽”難題
天宮二號,作為我國首個載人空間實(shí)驗(yàn)室,接受航天員訪問,完成中長期駐留任務(wù);與貨運(yùn)飛船配合,突破和掌握推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù);進(jìn)行空間科學(xué)應(yīng)用試驗(yàn)和航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn);開展在軌維修等相關(guān)空間站技術(shù)試驗(yàn)。然而,天宮二號在最初研制時,是作為天宮一號的備份產(chǎn)品,隨著天宮一號任務(wù)的圓滿成功,天宮二號不再是“備份”,而是作為我國第一個真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室,展現(xiàn)在世人面前。
任務(wù)目標(biāo)變了,相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也要重新設(shè)計(jì)。其中,為天宮二號“延壽”是基礎(chǔ)。因此,柏林厚首先攻克的是“延壽”難題。
2011年,天宮二號在天宮一號目標(biāo)飛行器執(zhí)行任務(wù)時,就已經(jīng)佇立在北京航天城的總裝大廳里。2011年到2016年,時隔5年之久,飛行器上的零部件是否還能可靠應(yīng)用,性能是否穩(wěn)定等是一個關(guān)鍵問題。整器更換設(shè)備,面臨著成本高、牽涉面大等問題。為了提高研制航天器的經(jīng)濟(jì)效益,降低研制成本,柏林厚帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì),開始尋找影響每一臺設(shè)備壽命的“敏感元素”,通過識別和克服壽命影響因素,實(shí)現(xiàn)為設(shè)備“延壽”的目標(biāo)。
控制力矩陀螺,是控制航天器在軌姿態(tài)的重要設(shè)備。柏林厚和他的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),控制力矩陀螺中存在著特別怕濕的化學(xué)成分,濕氣是影響它壽命的一個敏感因素。研制人員就對控制力矩陀螺進(jìn)行了密封保存,通過隔絕空氣來為其“延壽”。
柏林厚帶領(lǐng)研制人員,對天宮二號上的近300臺設(shè)備進(jìn)行了“壽命影響因素”分析,通過分門別類地做試驗(yàn)、做調(diào)研,制定具有針對性的“延壽”方案,為每臺設(shè)備進(jìn)行“延壽”?!盀榱舜_保這些早已生產(chǎn)出的產(chǎn)品滿足要求,我們開展了大量的設(shè)計(jì)和延壽驗(yàn)證工作。其間,采用了一些新的方法,比如,充分借鑒各行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的使用情況,通過壽命等效的方法,延長設(shè)計(jì)壽命?!卑亓趾裾f。
讓天宮二號成為最舒適的載人飛行器
“延壽”只是萬里長征第一步。針對天宮二號將要執(zhí)行的中期駐留、推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加任務(wù),柏林厚帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了一個個技術(shù)難題。他首次提出把天宮二號建造為一個能為航天員提供溫馨家居環(huán)境的載人航天器,為此,他聯(lián)合各系統(tǒng)的力量,攻克了推進(jìn)劑補(bǔ)加系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和地面驗(yàn)證方案,成功實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑補(bǔ)加,為空間站先期驗(yàn)證提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
天宮二號要實(shí)現(xiàn)航天員在軌中期駐留,駐留30天,到目前,是我國航天員在軌最長駐留時間?!拔覀冏鳛檩d人飛行器的設(shè)計(jì)師,自然而然想到要讓航天員在這么長時間中,在軌生活舒服、愜意。因此,設(shè)計(jì)中我們模擬航天員的第一視角,提出宜居設(shè)計(jì)的內(nèi)容。同時,吸收航天員的意見,通過反復(fù)設(shè)計(jì)和體驗(yàn),最終實(shí)現(xiàn)真正的宜居性?!卑亓趾裾f,解決難題沒有捷徑,他們都是大膽設(shè)想各種解決方案,再做各種試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,很多時候需要反復(fù)迭代。
從神舟九號任務(wù)開始,柏林厚就擔(dān)任了天宮一號技術(shù)組組長。在天宮一號超期運(yùn)行階段,柏林厚定期對飛行器進(jìn)行健康評估,從飛控方案的制訂、地面驗(yàn)證,到飛控工作的組織實(shí)施,柏林厚都親力親為,始終走在最前面。
2016年9月,天宮二號任務(wù)實(shí)施在即,柏林厚帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì),轉(zhuǎn)戰(zhàn)到了發(fā)射場,而當(dāng)發(fā)射任務(wù)完成后,他還需要立即飛回北京,參加飛控工作。
2016年9月15日,天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。2016年10月19日,神舟十一號飛船與天宮二號自動交會對接成功,航天員景海鵬、陳冬進(jìn)入天宮二號。2016年11月17日,神舟十一號飛船與天宮二號成功實(shí)施分離,航天員景海鵬、陳冬在天宮二號工作生活30天后,踏上返回之旅。
2016年11月18日13時59分,神舟十一號飛船返回艙在內(nèi)蒙古中部預(yù)定區(qū)域成功著陸,執(zhí)行飛行任務(wù)的兩名航天員身體狀況良好。
如今,柏林厚已經(jīng)站在新的起點(diǎn)上,正在為我國載人航天事業(yè)三步走的第三步“空間站工程”,貢獻(xiàn)著自己的智慧和力量。