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细节观人。
正午时分,终于见到了张柏楠——神舟六号、神舟七号、神舟八号载人飞船总设计师。他没空吃午饭,除了采访,还有一个会在等着他。
采访占用时间不短,问他,您要去开会了吧?”他说“是的是的”,但并不催促记者,反而责备自己：“我快点说,我尽量快点说。”
采访需要录音,录音笔放在离他一尺远的桌子上。他每隔一会就调整一下坐姿,离那里更近一点——怕记者回头听不清楚。
采访进行了一半,记者发现他所有的回答都没有提及自己,仿佛神五升空、神六发射、神七问天根本没有自己的事。赶紧提醒他“张总,这是篇人物报道,您不能光说‘事’,光说团队,我这有确切的资料,事都是您干的,您就‘承认’了吧。”
“不不,飞船的事一个人哪能成、哪能成,这得成百上千人合作,真谈不到个人。”
“那这样吧,”记者说,从现在起,您回答我的问题都用这些句子开头,我认为’、‘我想’、‘我当时的疑虑是’、‘我是这样解决的’,好不好?”
张柏楠和气地一笑,下面的主语勉勉强强换成了“我们”。
神四故事：两次不同以往的试验
张柏楠是齐齐哈尔人,国防科大毕业,1987年正式进入载人飞船总体室工作。从神舟一号到神舟七号,见证了中国载人航天工程的光辉历程。1998年,神舟一号甫一研发,他就担任了飞船系统副总设计师,主要负责结构验证,时年三十五岁。
“是三十五岁么?我也记不清了。”张柏楠茫然地看了看记者。
“是三十五,我这有确切的资料。”
“那就是吧。”呵呵一笑。
有些事他记得稀里糊涂,有些事却记得如同场景再现。比如谈到神四。
神舟四号与神一神二神三相比,有了质的飞跃。它首次全面实现了飞船人工控制功能,首次完成了有航天员参加的人船联合测试。也就是说,神四已经基本具备了载人航天飞行的结构条件,相当于神五飞天的“前传”。
人船联合试验首次在地面模拟飞船太空载人的情境,一切都要“来真格”的。张柏楠深入思考载人环境的实现,严谨论证飞船的安全性和可靠性,提出并主持制定了飞船系统载人放飞准则,制定了医学和工效学验证大纲,并组织验证工作。通俗地说,诸如舱内座椅是否舒适、显示器是否清晰、操纵杆是否灵活等等细节问题成百上千,每一个细节都要经过反复考核测试;所有的细节还要整合成完美的整体环境,让任何程序都如同行云流水一般。因此一个细节不合格,不仅意味着单机重新设计,还意味着复杂系统的再次调整、再次合理化。
张柏楠特意将这个过程说得轻松通俗“这就如同家里装修,不停地试、不停地改,哪儿不满意再重来。从单机试验方案开始,一直到形成一个总体方案。”
即便这么严谨,还是有各种突发情况。在一次返回舱综合空投试验中,一个难题出现了：舱内一氧化碳超标,肯定会对航天员造成不利影响。
大量的一氧化碳从何而来?原来,飞船、火箭、卫星上广泛使用着“火工品”,用以推活塞、开阀门、完成切割,燃烧过后,一氧化碳就产生了。神一神二神三未曾载人,有害气体影响不大。现在神四一切以载人为目标,这就成了关键性问题。
解决方案最后汇总到张柏楠手里。第一步是堵——把气体关在容器里;第二步是疏——留在容器里的气体不能一直留在舱里,要疏导到空间中。这两个方案需要严密配合,同时使用,因此还需要反复测试验证。张柏楠思来想去,仍是无法放下心来,对待这样的问题,见招拆招可行,一招中的最好。他最后提出了“有害气体过滤器”的设计,万一“堵”与“疏”的过程出了漏洞,直接放置在航天员给氧程序中的过滤器就可以御敌于门外,万无一失。
这个有害气体过滤器在载人测试的前期发挥了重要作用,相当于最后一道安全锁。问他,“别的不说,这个有害气体过滤器是您提出来的吧?”
“嗯,这个算是。不过后来我们对‘疏’‘堵’方案已经很自信了,这个过滤器就不再继续使用了。”唯恐将功劳扯在自己身上。
神五故事：60天完成的新型“缓冲器”
2003年10月15日,中国第一艘载人飞船神舟五号成功发射。其后,光明日报》头版头条用这样一个题目表达了神五飞天的意义：“君翔一日天,国圆千年梦。”
普天同庆的时刻,没有人会想到神五在发射前遇到了怎样的“险情”。2003年7月,就在神舟五号出厂前,一项耗时很久的综合测验终于拿出了结果：航天员座椅的缓冲器未达标准,在返回着陆时会使航天员的骨盆和脊柱受到冲击!
“为什么到出厂前才发现问题?”
“这不是疏漏,是长时间试验、论证,正好在这个时候出来的结果。”
别小看这个缓冲器。航天员座椅是经过精密设计的,每一个指标都要最大限度与人体机能相符合。之前的缓冲器已有相对成熟方案,已经做了很多年,但有些专家认为还不够完美,没有达到最大限度的稳定性、可靠性。在反复的着陆冲击试验之后,已经有数据支持这个怀疑,于是,缓冲器必须得改。
太糟了,这个时间点不早不晚地赶在了神五发射前,如同和张柏楠较劲。为了确保航天员的绝对安全,他接手了这个任务——在两个月时间内,研制新型缓冲器代替老型号。
不可能的任务。即便是外行人,只要进行个简单的对比就会心中有数。
张柏楠带着二十多个人,几乎是以“不成功则成仁”的心情开始了研发。试验场要分若干“点”——不同地点承担不同试验任务,各个击破;试验流程要分若干“级”——从单个缓冲杆试验直到进仓整体试验,层层递进。一天二十四小时,哪个“点”都闲不着,哪个“级”都落不下。就举一个例子：着陆冲击试验一次只能用一个缓冲器,摔”完就不能重复使用“摔”完就得重新准备,就这么较劲。
“您有没有想过如果最后拿不出来怎么办?”
“没有如果。领导都在发射场等着,拿不出来就发射不了。”
真是很苦,不分昼夜。人家“三过家门而不入”,张柏楠连“过家门”的机会都没有。
2003年10月,新型缓冲器出炉,经过专家联合测试,受到了一致好评。终于赶上了神五飞天的吉时。
忍不住夸他“神”。“不是不是,”非常诚恳地解释“关键是之前已经积累了很多数据经验,要不两个月谁也拿不出新方案。”
有些人谦虚是因为礼貌,有些人谦虚是因为修养,有些人谦虚是故作姿态。还有一种人,是因为内心干净朴素,确实觉得自己没什么了不起。你说他谦虚,他觉得自己就是实话实说。张柏楠就是这最后一种,道家说,不以有为有,所以才有有。
神六故事：湿度98%,仪器照样工作
2004年,41岁的张柏楠被任命为飞船系统总设计师,那一年,神舟六号开始研制,目标是“两人多天飞行”。
这是我国载人航天三步走中承上启下的重要一环,将为下一步任务——实现航天员出舱行走,再实现空间对接,继而在太空建造由中国人自己照料的太空站——奠定基础。因此,这也意味着中国载人航天技术要有重大突破。总设计师张柏楠就这样带队出发了。
神舟五号的航天员只待在返回舱中,飞行时间只有一日,挑战的是“载人”;神六“两人多天”,宇航员要在飞船内行走(由返回舱进入轨道舱),要在飞船内工作试验、“吃喝拉撒”,挑战的是在太空“生活”。航天员怎样饮食,怎样如厕,如何通过连接两舱的650毫米宽度的舱门,如何在关舱门之后保证其百分之百的密封性,如何解决生活和试验的矛盾,如何合理地进行资源配置……千头万绪,全部说来算得一部演义。
就在演义中摘个片段。航天员在舱内活动频繁,出汗和呼吸会带来“冷凝水”。空间有限的舱内,冷凝水聚集多了会造成湿度过大,对仪器工作造成压力,对航天员产生不利影响。呼吸、出汗也暗藏杀机,这就是太空的挑战。
张柏楠率领团队在地面生生造出了一个“类太空”环境,模拟航天员太空7天的生活。当时还没有神七研发时使用的“中性浮力槽”,只能把航天员“吊”起来模拟太空情境。航天员苦,他们也苦。
最终的解决方案是双管齐下。其一是增加舱内冷凝水收集能力。张柏楠利用了空调原理,把温度降下,达到“吸湿”效果。然后将收集起来的冷凝水导入冷凝水箱,扩大水箱容积,增加被动的吸湿材料,保证舱内湿度环境良好。
其二是保证船上设备在高湿度环境下正常工作。高湿度的标准是,即使飞船上湿度达到98%,设备照样能正常工作。这比前一条更不好办,前者涉及“局部”,后者意味着整体环境的优化。自然,这意味着无数的论证、大量的试验,若干若干方案在总设计师手里来了又去,张柏楠的口头禅变成了“这也不合适”、“那也不合适”。
最后合适了,98%,没问题。记者没问最终方案的工作原理,好奇的是另一个问题,至于非要“挺”过98%那么大的湿度么?
“嗯,确实有必要。到太空中后,船内深冷的角落温度低,湿度一大电路就会短路、设备就会故障。”他怕记者不明白,赶快又“通俗”地解释了一下,“这就好像在咱们东北老家,在暖和的室内呼吸没什么感觉,一到外面低温环境,马上就呼出‘哈气’了。不能让它有这个‘哈气’。”
因为这些可能存在的低温“旮旯”,整体环境必须重新优化。想起了张柏楠的另一句话——最关键的就是飞船的质量,要无懈可击。
神七故事：从“150分钟”到“15分钟”
神五的挑战是“载人”、神六的挑战是“两人多天飞行”,神七的挑战是“出舱行走”。中国人将推开舱门,直面浩瀚宇宙。
这道连接“天人之际”的门,其实不只是一道“门”,门”是象征性的说法,它是一个舱,气闸舱。
气闸舱的设计是一项浩大而缜密的工程。为了解决生活和出舱空间需求问题,张柏楠提出灵活可变的布局设计,将返回舱和轨道舱里的500多套设备及大量仪表、电缆进行科学安排,装在返回舱的三套座椅下面,为航天员活动腾出了空间,还避免了航天员无意中触碰设备的可能;他设计出了适应中俄两种舱外航天服机、电、气、热的控制接口,实现了对舱外航天服运输、在轨组装、测试、训练、出舱的支持;他采用绝对压力检漏技术,解决了真空环境下出舱舱门可靠检漏的问题。客观地说,气闸舱综合技术已达到国际先进水平,而气闸舱生活舱一体化设计技术、真空环境下舱门快速检漏技术已居国际领先水平。
所有“开门”的准备活动都做好了。
出舱行走的程序是这样的：两名航天员进入气闸舱,首先穿好航天服,同时充分吸氧,一位协助工作的航天员回到轨道舱并关闭舱门。气闸舱随后开始泄压到真空,与飞船外的真空状态保持一致,此时另一名航天员可进行出舱活动。
关键性的步骤出现了：泄压。舱内一个大气压,舱外一个大气压,内外达到同等水平,这扇通向宇宙的门才有可能打开。这一步非常难,最初,在模拟太空环境的试验中,泄压时间需要150分钟。
两个半小时泄压开舱门,当然,这绝对不行。”张柏楠说。
神舟七号绕地飞行45圈,这个过程中航天员要完成大量的试验、数百个动作,每个动作的时间都需要非常精准。合理分配完时间后发现,留给泄压的时间只能控制在十几分钟。
最后,张柏楠制定出了舱内物资设备处理转移和舱门开启助力方案,解决了生活舱带来的低压段泄压时间过长的问题,使泄压时间成功缩短十倍,在有限测控弧段内完成出舱准备。
这一段原理听得记者傻眼,只好请这位东北老乡给出个“通俗版”的解释,总设计师好脾气地同意了。
“工程学原理都不难。泄压就是抽气,怎么加快速度呢?首先要求舱内影响泄压的‘放气’物品尽可能少,‘放气’的就尽量把它堵起来或者移走。如果达到没有任何东西‘放气’的理想状态,十五分钟能完成泄压。”
“哪些东西会‘放气’呢?”
“举个例子,比如前边提到的搜集冷凝水的容器,水会挥发。更糟的是一抽气水也跟着出来了,这是不行的。”
这是一方面,另一方面要提高舱门打开的能力,给舱门增加若干助力装置。二者合力,舱门才能打开。说起来也有趣,不知多少人现在还在反复品咂翟志刚打开舱门的那传奇性的一刻,而总设计师的解释如同家常。
不知道他会怎么“解释”那些富有创造性的、已达国际领先水平的技术,怎么“评说”那些大大小小的荣誉——国家科技进步特等奖、全国五一劳动奖、中国航天科技集团载人航天功臣称号。有篇关于他的报道,题为《总师不过是个岗位》,一看就是他的语气。
记者提出为他照张工作照。他忙不迭地收拾自己的办公桌,“不好意思,太乱了、太乱了。”现在作为神舟八号的总设计师,面临航天器“交会对接”的严峻任务,他的办公室也是“攻坚”模样。
墙上有一帧书法。问他,是您座右铭吗?”居然有些腼腆“是的。”
是“厚德载物”。（本报记者刘文嘉）
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