“我們搞載人航太,就是希望最終能在宇宙裏找到新的人類家園。我們這一代應該看不到了,但總有人會看到”
11月11日,在中國空間技術研究院載人航太總體部的辦公室裏,《瞭望》新聞週刊記者專訪了天宮一號和神舟八號總設計師張柏楠。
此時,離天宮一號和神舟八號第二次交會對接還有三天時間,緊張的工作仍在繼續,採訪張柏楠的時間在多次調整後才最終確定。當他出現在本刊記者面前時,臉上有著明顯的疲憊神情。
“張總工作非常非常認真,一貫如此”,張柏楠身邊的工作人員説:“可以説,搞載人航太,既是他的工作,也是他的愛好。”這位空間飛行器設計專業碩士,從1987年畢業便進入中國空間技術研究院,先後擔任神舟一號至神舟五號載人飛船副總設計師、神舟六號和神舟七號載人飛船總設計師,直至天宮一號和神舟八號總設計師。二十餘年時間,一直與載人航太工程同行。
交談中,張柏楠説話音調不高、語速很快,語言條理分明,邏輯嚴密,正如人們想像中科技工作者的樣子。他從天宮一號和神舟八號的交會對接談起,最終談到載人航太的終極目標:“時間,從天文的角度是很有限的;太陽、地球都是有壽命的,終歸有消亡的一天。在宇宙中為人類的延續尋找新的家園,這就是載人航太的終極目標。我剛開始搞航太的時候,這個目標很模糊,後來越來越清晰。這是我最喜歡的事情,是最值得研究的領域,也是最有意義的事情。這些事可能我們這一代人做不了,可能下一代人做不了,但是一代代的人往下走,總有那麼一天能夠實現。”
突破兩大技術難題
“交會對接的成功,從大的方面來説突破了兩個技術難題,一是交會對接技術,二是組合體控制技術。這兩個技術的突破,為未來空間站建設打下了良好的基礎。”張柏楠説。
“交會對接技術説得很多了,容易忽略的是組合體控制技術。實際上這是未來空間站的一個關鍵技術。對接成功之後,神舟八號停靠關機,轉由天宮一號控制兩個飛行器飛行,這時就要考驗其組合體控制技術。以前,衛星、飛船上天之後,都是自己管自己;而對接之後是多個飛行器連在一起,必須納入統一的體系一起來管理,不能各管各的,這需要解決很多問題。”張柏楠説。
例如,在能源方面,對接成功後,天宮一號要為神舟八號供電,起碼滿足500瓦的供電能力,以補充飛船能源不足的問題,這同時也是對將來空間站整個能源系統統一調配、統一管理技術進行試驗驗證;在姿態控制方面,整個組合體的姿態和軌道也都要由天宮一號來統一控制,控制重量翻了一番,等於從輕裝上陣到負重前行,無論是指令還是遙測,雙方都要重新適應。
目前來看,天宮一號和神舟八號對接上了,交會對接基本上突破了;從組合體這方面來看,對接之後運作了很長時間,姿態、能源、資訊這些統一管理的事也都解決了。“幹成了一次,我們算是知道是怎麼回事了。但是這次還是無人的,載人環境保障和控制,就需要神九和神十來解決了。”
“在以往既沒有技術基礎也沒有在軌試驗的情況下,交會對接一次成功,我覺得是非常非常難的,也是非常了不起的。更為可貴的是,一步一步走下來,我們的飛船、火箭,技術上不依賴別人,都是自主智慧財産權。”張柏楠説,在此之前,美、俄兩國已掌握了這項技術,並多次進行航太器空間交會對接,其對接形式也多種多樣。但美國和前蘇聯早期在實施航太器交會對接任務時,都有故障發生,造成任務失敗。
但張柏楠也坦言,在交會對接成功之前,也對諸多問題憂心忡忡:一是操作流程十分複雜,一件事接著一件事,一件事做完就要把下一件事要做的評估參數做好,準確度要求高,而且時間間隔非常短,做到沒有瑕疵是很困難的。
二是空間操作難度很大。因為一般衛星是自己獨立飛行,但交會對接是兩個飛行器的配合,要控制得十分精確,相對速度要非常小,這也是一個擔心的問題。
三是天地差異的問題。比如説我的精度很高、控制很準,但這都是在地面理論條件下倣真的,你想得到的問題是可以倣的,但是想不到的東西是沒法倣的。天上的實際情況,比如太陽光很強、電磁環境很複雜,還有很多動力學問題,都是和地面的情況不一樣的,這就存在風險。
此外,美國在交會對接之前,就做過各個飛行器編隊飛行等試驗。俄羅斯禮炮1號到禮炮7號,前後反覆試驗,不斷進行空間站技術驗證,並最終完成和平號空間站的建設工作,是個循序漸進的過程。我們的交會對接,沒有做過飛行試驗驗證,是要一次成功,這也是比較擔心的。“但從目前的結果來看,還是比較理想的,這説明我們前期對環境的分析和判斷是比較準確的。”