文／占 康 付毅飛

載人航天，人命關(guān)天。

“每一起事故的背后，都有9次輕微事故和300起未遂先兆，以及100起事故隱患。”“成功是差一點(diǎn)點(diǎn)失敗、失敗是差一點(diǎn)點(diǎn)成功。”“質(zhì)量第一，生命至上”這些標(biāo)語在中心的訓(xùn)練大廳、試驗(yàn)廠房、實(shí)驗(yàn)室到處可見，這些質(zhì)量理念也深入航天員科研訓(xùn)練中心所有科研人員心里。

該中心主要承擔(dān)著載人航天中最具載人特色的航天員系統(tǒng)和環(huán)控生保分系統(tǒng)研制和試驗(yàn)任務(wù)，與航天員的生命安全息息相關(guān)。該中心始終堅(jiān)持一切以人的安全為最高目標(biāo)，堅(jiān)持把質(zhì)量建設(shè)作為生命工程來抓。

正如航天員口中說的“視質(zhì)量如生命的你們”，在備戰(zhàn)空間站任務(wù)中，全體科研人員把對航天事業(yè)的熱愛，傾注在了每一件產(chǎn)品之中，誓把最好的愛留給航天員。

47道工序做出完美面窗

2008年9月27日，航天員翟志剛穿著我國自主研制的“飛天”艙外服完成首次出艙活動(dòng)任務(wù)，標(biāo)志著我國成為美俄之后第三個(gè)獨(dú)立掌握出艙活動(dòng)技術(shù)的國家。

這120公斤重的艙外服，是航天員執(zhí)行出艙活動(dòng)的鎧甲。它像一個(gè)人形飛船，充上一定的壓力后，保護(hù)航天員的生命安全，抵御外太空的高低溫、真空、強(qiáng)輻射等環(huán)境因素。

艙外服上的頭盔面窗，是航天員進(jìn)行出艙活動(dòng)時(shí)觀察外界的窗口，由中心研裝部服裝車間生產(chǎn)。

頭盔面窗有多層，最里層名為雙層壓力面窗，它是整個(gè)頭盔的承壓密封結(jié)構(gòu)，呈曲面型，直接關(guān)系到航天員的生命安全。要做到絕對安全可靠，且不說它的承壓材料要經(jīng)過多少輪的選擇、測試，光密封加縫合就耗時(shí)兩個(gè)月，一共完成47道工序，涉及的工藝規(guī)程文件摞起來約10厘米厚。

這些工序包括除塵、粘膠、縫合、密封等等，聽起來簡單，但流程相當(dāng)復(fù)雜，嚴(yán)格、細(xì)致。就拿面窗除塵來說，就分兩步。先吹洗，再不間斷擦拭兩小時(shí)左右，直到肉眼看不到一絲灰塵。

粘膠要分多輪逐步進(jìn)行，每次粘膠完，都要將其放到恒溫恒濕箱里進(jìn)行膠固化，再進(jìn)行氣密性測試以及低溫露點(diǎn)測試，可視區(qū)還要進(jìn)行充分的氮?dú)庵脫Q，防止夾層中殘留的水汽在低溫情況下起霧影響視線。

這一套嚴(yán)密的工序是研裝部副部長鄧小偉帶著車間工人花了近一年的時(shí)間研制摸索，做了10多套樣品后確定的工藝標(biāo)準(zhǔn)?？臻g站任務(wù)中新型艙外服、新型面窗，一切都在摸索中前進(jìn)。

鄧小偉說：“空間站任務(wù)中，出艙活動(dòng)時(shí)間長，對服裝性能要求更高，我們更需要提高質(zhì)量意識，提高標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

在雙層壓力面窗制作過程中，某次，在對可視區(qū)夾層進(jìn)行氮?dú)獯党龝r(shí)，通過一根空心針透過密封膠層輸送氣體。可在針扎入的過程中，有兩粒膠的碎末隨之進(jìn)入密封的面窗夾層。

這兩個(gè)碎末也就沙粒大小，吸附在面窗夾層下沿，理論上對視覺沒什么大的影響，卻成了技師的“眼中釘”“心頭刺”。他們嘗試了各種辦法，最終只能將碎末掃除到邊緣區(qū)域，就是無法吸出。為了做出完美的面窗，他們從生產(chǎn)流程入手，改變生產(chǎn)工序，采用先預(yù)埋空心針再進(jìn)行內(nèi)外層面窗粘合的方法，徹底解決了密封膠穿刺產(chǎn)生多余物的這個(gè)問題。

一個(gè)面窗尚且如此精益求精，一套由100余個(gè)單機(jī)產(chǎn)品組成的艙外服在單機(jī)研制生產(chǎn)和系統(tǒng)總裝過程中要經(jīng)過嚴(yán)格的自檢互檢專檢三道程序，還要進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)、壓力性能試驗(yàn)和工效驗(yàn)證與評價(jià)等，確保質(zhì)量萬無一失。

“祖國高于一切，生命高于一切?！边@個(gè)質(zhì)量格言深深烙印在艙外服“制衣匠”們的心里。

殫精竭慮只為寶貴的水

以往，航天員在太空生存所需的氧氣和水都從地面攜帶，也就是非再生式環(huán)控生保系統(tǒng)。而在空間站上，航天員在軌時(shí)長超過3個(gè)月以上，僅靠地面補(bǔ)給已不能滿足任務(wù)需要。因此，在空間站天和核心艙內(nèi)，環(huán)控生保系統(tǒng)將首次應(yīng)用物化再生環(huán)控生保技術(shù)，也就是艙內(nèi)的氧氣和水實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。這是空間站任務(wù)的四大關(guān)鍵技術(shù)之一，該系統(tǒng)是由該中心環(huán)控生保室進(jìn)行研制。

再生生保技術(shù)原理是在空間站通過冷凝干燥組件可收集航天員的汗液、呼出的水汽，再通過凈化裝置轉(zhuǎn)為可供飲用的再生水，尿液也能收集處理為可飲用的純凈水。與此同時(shí)，電解制氧系統(tǒng)可利用循環(huán)水電解制氧。此外，艙內(nèi)二氧化碳收集起來和電解水產(chǎn)生的氫氣反應(yīng)，又能獲得水，提高物資使用的閉環(huán)度。原理有了，但如何從技術(shù)到工程突破是一項(xiàng)世界性難題。團(tuán)隊(duì)成員用十年磨一劍的精神，上下求索，一路攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了這一技術(shù)，在空間站核心艙上得以應(yīng)用。

微重力條件下，水氣分離是個(gè)難題。無論是電解制氧、水處理、尿處理，冷凝水收集，尿液收集都要用到水氣分離裝置。

太空中的水氣分離裝置，沒有現(xiàn)成產(chǎn)品，國際上也沒有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。各研制團(tuán)隊(duì)根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)，自主研發(fā)不同原理的水氣分離裝置。

他們走訪了國內(nèi)十幾家大學(xué)和科研院所，與多位行業(yè)內(nèi)權(quán)威專家進(jìn)行探討，召開技術(shù)研討會。經(jīng)過數(shù)千次的試驗(yàn)，暴露問題，解決問題，不斷地改進(jìn)材料和結(jié)構(gòu)，直到滿足壽命、可靠性和穩(wěn)定性等要求。

水氣分離裝置的研制從設(shè)計(jì)、研發(fā)、測試到正樣花費(fèi)近十年的時(shí)間，尤其是產(chǎn)品測試的時(shí)間要按照空間站任務(wù)指標(biāo)的1.5倍余量進(jìn)行考核，從而不放過任何蛛絲馬跡。

據(jù)動(dòng)態(tài)水氣分離器設(shè)計(jì)師鄧明君介紹，光電機(jī)軸承產(chǎn)品的某種未定型材料的壽命測試就耗費(fèi)了6600余小時(shí)。

2019年4月的一天，鄧明君一如往常進(jìn)行正樣產(chǎn)品的性能測試，作為核心部件的動(dòng)態(tài)電機(jī)通電后開始運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示面板顯示電流轉(zhuǎn)速功耗數(shù)據(jù)一切正常，對比出廠測試數(shù)據(jù)，并無異常。可是，鄧明君并沒因此就放松警惕。突然，他發(fā)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行噪音似乎有點(diǎn)異常，以往的電機(jī)噪聲平穩(wěn)而細(xì)膩，而這時(shí)的噪聲似乎有一絲“瑕疵”，盡管容易被其他設(shè)備的噪音所掩蓋，但沒逃過他敏銳的耳朵，在經(jīng)歷了近千次的試驗(yàn)后，他對噪音都聽出了道道。

鄧明君又湊近聽，并用手觸摸電機(jī)，能感覺到一絲異常振動(dòng)。

他果斷停止試驗(yàn)，并上報(bào)領(lǐng)導(dǎo)后決定將電機(jī)進(jìn)行拆解。果不其然，軸承內(nèi)圈出現(xiàn)了細(xì)微的裂紋。迅速對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行更改，對產(chǎn)品進(jìn)行返修、再測試、再驗(yàn)收，有效避免了正樣產(chǎn)品帶著隱患上天。

所有產(chǎn)品研制都經(jīng)歷從單機(jī)性能測試、環(huán)境試驗(yàn)、性能復(fù)測、子系統(tǒng)聯(lián)試、整艙電性能試驗(yàn)、人機(jī)匹配試驗(yàn)等重重過程。另外，還要進(jìn)行全面和重點(diǎn)相結(jié)合的復(fù)查，各個(gè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)判讀。一系列質(zhì)量管控措施無一不體現(xiàn)了“航天員在我心中、航天員安全在我手中”的承諾。

奮戰(zhàn)6年研發(fā)太空跑步機(jī)

保障航天員在軌生命安全的艙外航天服和環(huán)控生保產(chǎn)品固然重要，保障航天員在軌健康的醫(yī)監(jiān)醫(yī)保設(shè)備同樣重要。比如，在空間站任務(wù)中首次亮相的太空跑臺。

大家還記得在神舟十一號飛行任務(wù)中，景海鵬和陳冬太空跑步的情形嗎？當(dāng)時(shí)，他們做的就是跑臺束縛系統(tǒng)技術(shù)驗(yàn)證。景海鵬和陳冬穿上束縛裝置，在簡易跑步裝置上試驗(yàn)了多次以后，終于輕松自如地跑起來，從而驗(yàn)證了束縛裝置的可行性。

太空跑臺的功能是什么？研究表明，航天員在太空失重環(huán)境中容易產(chǎn)生心肺功能減弱、血量減少、下肢肌肉萎縮、骨流失等問題，長期下去會影響航天員的健康和在軌工作能力。太空跑臺就是針對這些不利影響而采取的一項(xiàng)防護(hù)手段。

太空跑臺與咱們所見的跑步機(jī)外觀類似，不同的是，由于太空的微重力環(huán)境，跑臺要有隔振設(shè)計(jì)、束縛帶和力負(fù)荷加載裝置等。

對中心航天員健康保障工程室的跑臺設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來說，橫亙在他們面前的“攔路虎”就是隔振設(shè)計(jì)。為什么要進(jìn)行隔振設(shè)計(jì)呢？由于跑步時(shí)，人體足底需要承受3—6倍自身體重的沖擊力，會對空間站產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。他們研究后發(fā)現(xiàn)，采用隔振設(shè)計(jì)，將沖擊力降到30公斤以內(nèi)，既保持跑臺自身的相對穩(wěn)定性又不影響空間站上其他設(shè)備的運(yùn)行。

沒有任何經(jīng)驗(yàn)借鑒，太空跑臺設(shè)備研制整整用了6年，這其中隔振設(shè)計(jì)從理論研制到工程實(shí)現(xiàn)就跨時(shí)4年左右。

如何模擬太空失重環(huán)境得到精確的設(shè)備參數(shù)值？研制團(tuán)隊(duì)想方設(shè)法將跑臺懸吊起來，人躺在坐墊上，將腿部懸空束縛在跑臺上，躺著跑步，然后在跑臺各個(gè)方向測沖擊力。他們選取了不同性別、年齡、身高、速度的情況全面科學(xué)采集數(shù)據(jù)。反復(fù)測試，反復(fù)調(diào)整設(shè)備參數(shù)。“當(dāng)時(shí)試驗(yàn)在工廠的一個(gè)空蕩蕩的車間里進(jìn)行，正值冬天，車間沒有暖氣，門還敞開著，大家在現(xiàn)場凍得瑟瑟發(fā)抖?！眻F(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)人員余新明回憶說。就這樣持續(xù)了一個(gè)月，終于捕獲了正確的設(shè)備參數(shù)。

太空跑臺初樣研制完畢后，團(tuán)隊(duì)人員又碰到下一個(gè)“攔路虎”。跑臺使用時(shí)產(chǎn)生輕微噪聲，不符合空間站噪聲標(biāo)準(zhǔn)，怎么辦？項(xiàng)目副總師劉偉波自帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)人員前往廠家。他們用噪聲計(jì)測，趴在跑臺各處用耳朵仔細(xì)分辨，最后定位到數(shù)十個(gè)具體噪聲源部件，經(jīng)過一遍遍調(diào)整，一次次拆裝，一場場測試后，噪音下降到一定數(shù)值后，就不再下降了，但離標(biāo)準(zhǔn)還差一點(diǎn)點(diǎn)。

團(tuán)隊(duì)人員殫精竭慮，噪音值就是“紋絲不動(dòng)”。眼看著快山窮水盡了，廠家人員說：“跑臺使用時(shí)才產(chǎn)生噪音，又不是全天候都有，而且就差一點(diǎn)，大不了戴個(gè)防噪音耳罩，影響不大?！薄安恍?，為了航天員的身心健康，必須給他們創(chuàng)造舒適的環(huán)境，我們要盡力減少噪聲源！”劉偉波堅(jiān)決表示反對。

于是，他們采取愚公移山的笨方法，把1000來個(gè)零配件逐一進(jìn)行審查、完善裝配工藝。功夫不負(fù)有心人，在所有的零配件工藝都優(yōu)化了一遍后，噪音數(shù)值終于達(dá)標(biāo)。

靠著這種對待載人航天產(chǎn)品研制工作的嚴(yán)慎細(xì)實(shí)、對待產(chǎn)品質(zhì)量的精益求精，航天員健康保障室不斷打造出一件件航天員生理監(jiān)測的精品產(chǎn)品，不斷研磨出一臺臺健康監(jiān)視的耐用設(shè)備，為航天員的飛天之旅保駕護(hù)航。