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“神舟一号”发射内幕

  ◎巩小华

  中国文史出版社出版的《中国航天决策内幕》(巩小华著)介绍了中国航天事业许多鲜为人知的内情。就以“神舟一号”来说,它的发射也非一帆风顺的——

  中央非常重视神舟一号的发射,把其列为一九九九年中国的三件国家大事之一。这三件大事是:国庆五十周年大庆、澳门回归和飞船首飞。上上下下,从事载人航天工程的中国航天人都感到责任重大,飞船首飞必须成功,不能失败!

  一切都在按计划有条不紊地进行。

  一九九九年七月二十三日,运载着“神舟一号”飞船的专列开往大西北的酒泉基地。

  八月十五日,长征二号F运载火箭专列离开南苑站台,前往酒泉。

  突然,航天员系统的一台装船仪器测试时出了问题,仪器在飞船舱内,要拿出来排除故障就得打开飞船的防热大底。飞船系统的人不同意这样做,理由是飞船本来就是电性能船,大底开坏了飞船整个全废了;航天员系统的设备这一次不是关键设备,不会影响首飞成败;再说,还有备份仪器在上面,试验工作照样可以进行。因而主张放过去。

  主抓发射场工作的发射中心副主任张建启将军当然知道开大底的危险,建议程序先往下进行,如果后面测试顺利,另当别论;如果出现关键设备问题,需要开大底时再说。大家同意。

  后来测试中,果然出现了关键设备问题:飞船上的一个定向陀螺被卡住了!陀螺虽然也是双备份的,但它是飞船最关键的设备,直接关系到飞行的成败。怎么办?无论是专家或领导,都陷入两难的境地,如果在地面用备份,那上天之后万一出现问题怎么办?开大底,换陀螺,风险太大。船内所有的仪器已经装好了,林林总总,光信号线就上万条,一缕一缕地盘在里面。封底之前,一遍又一遍地检查,所有能想到的项目,都进行了测试;所有能够预想到的故障,都做好了排除方案,这才下定决心:合大底。大底一合,接着便是焊接。焊接要十分小心,万一弄坏一点东西,或者压坏一根线,就会统统前功尽弃。焊接完成后,还要再上胶,进行密封处理。密封的要求可不是一般的严格。飞船返回舱和轨道舱的密封性要求极高,即使是十分之一针尖小的孔,在太空也会像一道决堤的口子,破坏飞船内部的大气环境。因此,检查飞船密封性要用好几天的时间。

  虽然很想把飞船系统出故障的陀螺换下来,但考虑到开大底的风险实在太大,几个专家经过反复讨论,还是想放过去,使用备份。

  发射场总工程师徐克俊坚持飞船不能带任何问题上天的原则,极力主张开大底,但他也担心万一开坏了怎么办。

  载人航天工程总设计师王永志一向十分沉稳,对技术问题要求极为严格,面对如此棘手的问题,他也左右为难,难下决心。

  同样感到左右为难的张建启突然想到了老张,飞船到底能不能开大底应该听听他的意见。老张已经年近花甲,做了一辈子的总装工作,经验丰富而且从来没有出过差错。飞船的总装工作就是由他负责的。

  老张知道张建启的来意,递给了他一份“飞船开大底必备的五十条风险及对策”,说:“主任,您先看看这个,这是我自己在飞船组装过程中总结出来的。如果飞船大底必须开,我认为只要把握住这五十条风险,是可以安全实现的!”

  “行啊!老张!”张建启又惊又喜,边看边问,看完之后,感到心里有了底。

  告别老张,出了试验队宿舍,张建启直奔招待所找王永志。王永志正在为开不开大底的事发愁,仔细看过“飞船开大底五十条风险及对策”之后,感到明朗了许多:这大底可以开!

  然而,发射场指挥部内意见分歧仍然很大。于是,张建启给在北京的国防科工委副主任沈荣骏打电话。当时是十月四日,国庆长假期间。张建启在电话上向沈荣骏汇报了开大底的风险及预防办法并表明了倾向性意见。

  第二天,沈荣骏来到酒泉发射场。

  沈荣骏首先召集发射中心的领导、内部人员开了一个会,讨论开不开大底问题。“你们到底有多大的把握?要知道,如果我做了这个决策,飞船万一开坏了,我们就完了!”沈荣骏讲话历来干脆利索、开门见山。

  “我们综合分析了这五十条风险分析和对策,得出这样的结论。”张建启解释了三点:第一,开大底风险确实很大;第二,如果组织严密,这些风险是可以避免的;第三,如果不开大底,飞船带着故障上天,原则上也是不允许的!所以综合利弊来看,这个大底还是开得的,我们能够让飞船不带任何故障上天!

  “你怎么肯定风险就一定能够避免?”沈荣骏逼问了一句。

  “我们应该相信自己的能力!”张建启肯定地回答。

  沈荣骏沉思良久,好一阵子,这才下定决心:“那好,开!”

  然后,沈荣骏又找飞船系统的领导专家们谈话。他们其实很想换陀螺,但又觉得风险太大,担心把飞船状态给破坏了。沈荣骏说,飞船大底既然能合上,就能打开。问他们开大底到底有多大风险。他们说也仔细研究过,也并不是特别大,只要加倍小心,应该可以避免。

  “那就开嘛!”沈荣骏坚定了信心。

  接下来,沈荣骏召集各路领导、专家们开会,让大家把自己的意见、担心说出来。

  为了慎重起见,在决定开大底之后,沈荣骏又在招待所的接待室开了一个会,他说:我们今天是讨论不开大底,不开大底有没有问题?反过来讨论。经过反向讨论,大家比较一致的意见是:不开大底有风险。

  沈荣骏的确决策果断,有魄力,但他又不能不慎重。他后来说:“风险确实很大。我二十多天都在发射场盯着,就是害怕出现意外……打试验飞船的建议是我提出来的,本来就有争议,如果有什么闪失,说句心里话,真是无颜见江东父老。在发射场二十多天,我的体重下降了八斤!睡也睡不好,吃也吃不下,压力很大。”

  开大底的工作组织得非常严密、小心。一切准备都就绪后,飞船返回舱防热大底才被慢慢地、小心翼翼地拉开。

  大底打开后,检查人员意外地发现有一根信号线在焊接时被压断了。原来航天员系统的仪器出现故障的原因就在这里。

  大家都倒吸了一口冷气:“天哪,幸亏开了大底!”

  飞船开了大底,排除故障之后,第二轮测试比较顺利,故障问题明显减少,确定发射日期问题随之提上了日程。十一月十五日至十七日有降温,高空风速超过了45米/秒,条件不太理想,十八日至二十二日之间都有合适的发射窗口时间。经过讨论,总指挥曹刚川最后拍板:发射就暂时定在二十日,但我们照着十八日的目标做,争取提前两天打出去。

  就在发射场紧张地为发射做准备的时候,北京的应用系统空间环境预报中心突然传来消息:一九九九年十一月十八日,狮子座流星雨达到流星暴水平的可能性极大。如果“神舟一号”飞船按期发射,其运行过程将极可能遭遇流星暴最强烈时刻,危及飞船的安全。

  应用系统空间环境预报中心组提出:“根据计算,十八日发射风险100%;推迟二十四小时风险率降至6%;推迟四十八小时,风险率几近于零。”

  沈荣骏感到事关重大,立即向总指挥曹刚川作了汇报,并且建议推迟到二十日发射,说:“如果再推迟,恐怕也不是好事。”曹刚川很干脆,别说6%,万分之一的风险我们也不冒,我们必须使飞船完全避开流星暴。

  就这样,“神舟一号”飞船的发射日期最终定在一九九九年十一月二十日。

  随着测试的完成和发射日期的临近,为了确保万无一失,中国空间技术研究院试验队开展了“双想”(回想和预想)活动,徐福祥院长还在动员大会上宣布:“谁要是想出了问题,可以重奖。”

  飞行程序不会有问题吧?徐焕彦是负责飞船推进软件工作的,夜里睡觉时被同屋的两位老先生的呼噜声吵醒,睡不着了,便回想起这一问题。虽然程序已经编好,但他对火箭精确弹道有些放心不下。原来的设计是按接口控制文件上火箭总体部提供的理想弹道制定的,不知道实际弹道与理想弹道有没有差别?

  第二天,徐焕彦碰到了火箭弹道专家余梦伦,便向他询问有关情况。问他实际弹道与理想弹道有没有差别,火箭关机和船箭分离时间有没有变化。余梦伦告诉他,实际弹道与理想弹道差不多,但火箭关机要提前,熄火点要提前。具体关机时间大约在583秒负16秒之内。

  徐焕彦一想,大事不好!按他以前编的程序,飞船要在570秒至573秒间发出八条指令。如果火箭在567秒时关机,而飞船此时还没有开始工作,八条指令发不出来,制控自锁阀打不开,没有推进剂,推进发动机不点火工作,飞船姿态就会失控。最终就会导致发射失败。

  两人都感到问题严重,便分别向各自的领导作了汇报。中国航天科技集团公司和工程指挥部的领导当天晚上便召集有关人员商讨对策。

  徐焕彦说:“飞船软件已经落焊,不能更改。但因为我考虑这是飞船的第一次试验,必要时不可能不修改,所以在程序中预留了一个活口。现在只有一个办法,就是改飞行程序。”

  张庆伟于是建议说:“要修改程序指令,船上是改不了了,我看可以临射前用新的程序替换。把飞船指令时间从570秒至573秒的八条程序挪到500秒时发出,提前让自锁阀打开阀门,就没有风险了。”

  大家都表示赞同,徐焕彦便连夜写出方案交数管系统验证后执行。

  后来,到了实际飞行时,船箭分离时间为573秒。如果不是提前发现问题,替换程序,八条指令中有二条会发不出来,飞船就会失控,致使发射失败。

  徐焕彦因此受到表彰,还得了三千元的奖励。

  发射的日子终于来临了。

  “十,九,八……三,二,一——点火!”

  一九九九年十一月二十日六时三十分,随着“点火”口令的下达,长征二号F火箭腾空而起,托举着飞船,直奔太空。

  调度的声音相继传来:

  “程序转弯!”

  “逃逸分离!”

  “火箭一级分离!”

  就在此时,调度的声音刚刚落下,控制指挥中心大屏幕上的一组数据突然跳变不停,前方一个测控制站显示:火箭飞行速度急速下降!

  专家席上的专家们一下子齐刷刷地站了起来,惊恐地看着大屏幕。首长席的领导们,也都一个个地瞪大了眼睛。

  长二F火箭总设计师刘竹生的额头上立刻渗出了汗珠,他觉得可能是级间分离干扰造成的。总指挥黄春平则担心是二级发动机出了问题。有人说也可能是测控制系统出了差错。测控系统总指挥、总设计师于志坚建议,等青岛站的测量数据出来看看再说。

  “沉住气!”沈荣骏说,“等到船箭分离!”

  十分钟后,调度里传来了北京航天指挥中心的声音:

  “船箭正常分离,火箭反推点火!”

  “青岛站完成双向捕获,飞船准确入轨!”

  大厅里顿时欢腾起来。大家相互握手祝贺,许多老专家热泪盈眶,黄春平更是泪流满面,从指挥控制中心一直哭到宿舍。

  发射成功后,火箭试验队的任务已经完成,开始放鞭炮庆祝。然而,噼里叭啦的鞭炮声对于戚发轫、袁家军等设计飞船系统的人来说,却是别有一番滋味在心头:飞船天上运行如何?能不能顺利返回、安全回收?他们的考验才刚刚开始。

  飞行一天之后,飞船即将返回。按照预定程序,在飞船返回的前一圈要注入一道指令,对轨道进行修正,以确保其准确返回。

  修正指令在渭南站注入,没有成功。现场有些紧张。

  在青岛站注入,还是没有成功。原因不明,现场更加紧张了。

  到了日本海上空时,通过“远望二号”注入仍然没有成功。指挥控制大厅的人紧张得全站了起来。

  专家很快计算出结果,如果修正指令注入不了,飞船落点将会偏离四十公里。飞控组提出建议,让“远望三号”先注入修正指令,然后再注入调姿指令。“远望三号”测量船在大西洋上,其主要任务是向飞船发出调姿、返回控制指令。

  “远望三号”只有五分钟的工作时间。接到指示后,立即开始抢发修正指令。发修正指令,首先要删除原来的第一条命令。就是这第一条命令,耽误了不少时间,长短删不掉,不知试了多少次,才在最后的时刻删除掉,紧接着抢发修正指令成功。然后,“远望三号”又按计划向飞船发出了调姿、返回指令。飞船接到指令后,建立起返回姿态,制动发动机点火,返回舱从南大西洋上空向着中国内蒙古中部预定着陆区飞奔而来。

  一九九九年十一月二十一日凌晨三时四十一分,“神舟一号”在内蒙古中部预定区域着陆返回。至此,“神舟一号”试验飞船飞行试验取得圆满成功。■

  
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