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面對面 | 什麼是航太強國?專訪中國載人航太工程空間站系統總指揮王翔

發佈時間:2022-08-01 15:57:44 | 來源:央視網 | 作者: | 責任編輯:孫磊


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記者 董倩:此時此刻問天在天上做什麼?你們一定非常密切關注它們。


中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:已是進入到了兩艙組合體的狀態,除了機械上連接在一起,現在我們的通信網路、資訊網路,還有整個環境控制已經融為一體。現在相當於我們叫問天成了兩艙組合體的一部分,是這麼一個狀態。

王翔,中國載人航太工程空間站系統總指揮。7月27日,在中國空間技術研究院總體設計部的展覽館裏,《面對面》欄目採訪了剛剛從文昌發射基地返回北京的他。

記者 董倩:您是總指揮,空間站這個工程還有總師,總師和總指揮之間怎麼互相協調起來、配合起來工作?


中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:共同要為這個工程來負責或者做好工作的,那麼總師是作為技術負責人,更側重技術的一些分析、決策,作為總指揮是要進行整個統籌、協調、組織。



問天實驗艙艙體總長17.9米,直徑4.2米,發射重量約23噸,是我國目前最重、尺寸最大的單體飛行器,相關指標比天和核心艙更高,可以為航太員駐留、出艙活動和開展空間科學實驗提供更舒適的環境和更優越的條件。同時,它也有為天和核心艙提供備份的功能。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:對於核心艙來説,我分配給它的任務就是它作為整個平臺的控制中心,而我分配給問天的功能就是第一它要作為整個空間站系統級備份,核心艙萬一不行了,那麼問天實驗艙要把整個管理權接管過去。


按照任務時間表,中國空間站的另一個20噸級航太器——夢天實驗艙將在今年10月發射。屆時,天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙形成“T”字基本結構,中國空間站在軌建造將最終完成。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:按我們規劃,到今年年底,實現我們第一次航太員在軌的交接班,從這一時候開始,就進入正常的人員輪替的階段,也從這個時候開始,天上的人就不間斷了。


空間站的故事

中國空間站的建成是中國航太事業的里程碑,意味著中國載人航太工程“三步走”發展戰略最終實現。1992年9月,中央決策實施載人航太工程代號“921工程”確定了“三步走”的發展戰略,就在前一年,王翔考入清華大學的工程力學系。

記者 董倩:當時去考清華力學系的時候就預想到未來我想從事跟這些方面相關的職業嗎?還是説命運一步一步遇上了,所以進來了。哪兒吸引你?

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:當時學這個專業肯定是希望幹類似相關工作,航太、航海、航空類似的。就是本身這些東西給你一種現代科技的感覺,你能設計一個東西,它真能實現,這個過程本身就很有意思。

從1992年開始,中國載人航太工程的第一步歷經10年磨礪,這期間,王翔在清華大學本科畢業後直接攻讀博士學位,並在2001年前往德國馬普金屬學研究所從事博士後研究,2003年5月他回到清華。


2003年10月,神舟五號載著楊利偉飛上太空,中國首次實現載人航太飛行,載人航太工程第一步取得關鍵性進展。

記者 董倩:這件事情對您的影響有多大?

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:航太員都上天了,我覺得那個時候可以判斷出來,肯定不會是一個短期的、一次性的行為,肯定後續是一個飛船也好、空間站也好,它是一個大的長遠的發展,而且那會才剛剛實現一個人上天,那後面的發展空間還是非常大的,所以我覺得要投身到這樣一個地方還是值得的。


距離清華大學十幾公里遠的航太科技集團五院是中國主要的空間技術及其産品研製基地,帶著航太夢想,王翔來到這裡遞交求職信。2003年年底,他如願進入航太五院總體部。當時,中國載人航太工程正處於第一步和第二步交接的時間段,第一步的關鍵任務是實現航太員安全往返,而即將開始的第二步要突破並掌握出艙活動與交會對接技術。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:就是正好趕上二期在進行論證這麼一個階段,當時是叫神舟八號的研製,實際上是交會對接工程的研製,所以以神舟八號為載體,基本上是把交會對接經歷了一個完整過程。

空間站的建設是一個系統工程,受制于一個國家整體的科學技術和工業發展水準,而在交會對接技術研製的初期,研發所需的硬體和軟體與需求並不匹配。

記者 董倩:如果硬體不支援,怎麼能夠完成你們的目標呢?


中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:我覺得這恰恰是考驗我們的時候,比如説我以我的力學專業,當時我們做這個有限元分析、做倣真、做這個力學的計算,如果我的硬體條件差,我可能就做不了特別複雜的模型,那麼這個時候我覺得反倒是對我們的鍛鍊。越是這樣你越得利用你的力學知識把它簡化成一個更簡單,但是又不失它的本質特性的一個模型。通過這些鍛鍊,我不但知其然,而且要知其所以然,我覺得這個是對後面工作最大的一個好處,形成了自己的一個工作習慣。

研發初期,技術團隊需要通過大量的地面實驗來獲取交會對接技術所需的各項實驗數據。


中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:包括把這個設備裝在汽車上,兩個汽車互相跑,裝在飛機上,兩架飛機一前一後間隔幾十公里,一直到飛到相隔四五百米,然後把整個測量過程給測出來,實際上是對我們整個測量方案做了一個物理驗證。算是一種“土辦法”,我覺得是最有意思的一個階段之一,就是你總是在想出辦法來解決這些問題,非常有意思。我們有一個長遠的、遠大的目標,我們每天都在向著這個目標往前走,在走的過程中我們排除了障礙,我們克服了困難,而且我們又獲得了新的知識,我們又獲得了新的長進,我覺得這是一種很有意思的事情。

2011年11月1日,神舟八號飛船發射升空,進入預定軌道後開始執行與已經在軌運作的天宮一號交會對接的任務。身為副總設計師的王翔和團隊經歷了長達兩天的煎熬。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:那次給人最大的壓力就在於好多事情不確定,所以每一步那真是小心翼翼,幹一步得仔細地去評價這步幹得怎麼樣,那步幹得怎麼樣,能不能正常地走下一步,而且它又不等你,它是一直在往前飛,所以基本上那兩天兩夜沒怎麼睡覺。

空間交會對接被形象的稱為“萬里傳真”,是一個國家航太技術實力的集中體現。兩天之後,神舟八號和天宮一號終於迎來了激動人心的對接時刻。


中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:最後一下撞上了,恰恰就是我們期望的、想要的那個狀態,實際上那一次很多人很激動,但是我覺得我在當時那個現場,它真正飛到最後的時候,一步一步反倒讓我最後更清醒了,它真的是照著我們的設計預期一步一步走向目標了。你讓我回想就是説,我可以説我們所有的這些付出,所有之前做的工作都是有意義的,都是值得的。

什麼是航太強國?

自神舟八號以來,11年中,“神舟”系列飛船成功實施10次交會對接任務,中國已經做到了世界領先。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:當時有一個參與國際空間站建設的這麼一個國家,他們的一些參研人員跟我們有一次這個技術交流。在交流的過程中,就討論他們那個艙上去以後交會對接的這個過程,安排飛行程式的時候,這件事必須多少多少秒要幹完,我就突然有一種似曾相識的感覺,我們就是神六、神七那會兒有這個感覺,那會兒全靠地面測控站,地面站的測控時間特別短,每個站幾分鐘就過去了,就這種約束對我們特別大,就是一種秒秒計較的這種感覺。結果他也這麼説,我就覺得有點奇怪,後來我説為什麼你們這個事情非得要有這個時間限制,再延長一段不行嗎?他説可以,但是我們有個測控資源的約束。那我就更奇怪了,我説你們不是有TDRS就是美國的中繼衛星,整個空間站是在這個體系下完成的。他説那個東西我們是要交錢的,他説論秒算錢的,所以雖然理論上有非常充裕的測控條件,但實際上真正對任務實施的時候,仍然有著非常嚴格限制。他説你們有沒有這個限制,我説我們曾經有過,但是現在我們有了中繼衛星以後,我們這個星是自己的,我們可以按我們的需要來用這個資源,就不受這個限制了。


中繼衛星相當於天上的數據轉机站,從2008年4月發射天鏈一號01號星以來,我國已經建成了擁有全球覆蓋能力的中繼星衛星系統,為我國的載人航太提供了強力的支撐。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:這件事情對我的觸動很大,包括誰航太強誰航太弱,我覺得強的一個體現在於你是不是有一個完整的體系。我們其實恰恰是有了一個非常完備的航太的體系,包括剛才説的測控的能力、全球導航定位的能力、地面支援的能力、火箭的能力、發射場的能力、回收場的能力等等。我們這個體系特別完備,而且完全是自主可控的。為什麼説空間站是航太強國的標誌之一?因為空間站它不是自己一個站在飛行,而這個站的背後是我們有這樣一個完備的、強大的航太體系的保障,所以空間站能在天上飛,而且我們作為一個國家能獨立自主幹出空間站在天上飛,就意味著你真的是一個航太強國。


幾代人接力 從夢想變成現實

2011年至今,王翔擔任空間站系統總指揮,他帶領團隊完成了空間站型號立項綜合論證、工程關鍵技術公關、全系統設計和各艙段研製,責任大、壓力也與日俱增。

記者 董倩:當上整個系統的總指揮之後,最讓您著急的有沒有?

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:這個肯定經常有。比如説我們曾經有方案階段很好的設計,都已經進入初樣了,在過程中因為一些更基礎的材料工藝達不到,結果造成方案翻車這種事情也有。那時候是很著急,但是光著急沒用,始終得自己提醒自己,包括跟我們的團隊一起,得正向面對這些事情。

記者 董倩:日常生活中遇到一件麻煩事覺得很煩,要把它解決掉很耗精力,但是對於一個系統的總指揮來説,肯定這些煩的事它不會一個一個地出現,是一波一波、一批一批地出現,當很多同時到來的時候怎麼辦呢?

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:如果一個一個出來那就不叫問題,只有當若干個問題同時出現的時候才叫問題,但是我想這個事情並不可怕在於我們是一個團隊在做這一件事情。


2021年4月29日,長征五號B遙二運載火箭成功發射天和核心艙,拉開了我國空間站關鍵技術驗證和在軌建造的大幕。

記者 董倩:這個過程一點點像插積木一樣,把它插起來的時候,作為總指揮這是一種什麼樣的心理經歷?

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:我想可能從我的視角來説,我不太願意説是出現一些什麼大的波折,需要怎麼怎麼樣,我不太喜歡那種場景。我希望一切都是按我們的設計,按我們的預期一步一步能在天上實現。這次實驗艙發射日當天,我們最後一次加電的時候,我跟我們的試驗隊最後説了這麼一段話,我説我們這個實驗艙從做出初樣到正樣,一共有5000個小時的測試,也在地面當時測了2907小時了,我們今天要做的就是像測試一樣去飛行,這就是我最希望看到的場景。我特別高興的是,我和我的這個團隊把它做到了,實現了。


中國載人航太以前所未有的速度向前發展,中國空間站逐漸從夢想變成現實。其實早在上世紀60年代,錢學森等老一輩科學家已經著手我國第一艘載人飛船——“曙光一號”總體方案的設想論證,並成立了載人航太工程的專門科研機構507所,只是後來因為各方面科研在當時無法保證,“曙光一號”計劃被擱淺,但中國航太人的研究卻從來沒有停止。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:那會兒我去查資料,查到上世紀80年代開始就有一幫老先生做交會對接軌道的分析,當時的文件全是手寫的。

記者 董倩:時隔多少年之後,在計算紙上跟他們的這種相遇對你有沒有觸動?

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:非常有觸動。現在我有電腦了,我有什麼了,但是是一位老先生拿著他手寫的稿紙現在還在教我呢。真的是有這麼一種感覺,他不一定能想到他能見到這一天,但是他也在默默無聞地,而且非常堅定地在做這件事情。

在天和核心艙總裝測試完成後,航太五院專門把一些早期參與過載人航太工程的老前輩邀請到了現場。


中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:當時很多老先生非常激動,就讓我們在大廳裏擺了一些椅子,説你們忙你們的,我們就坐這看看。三五個人就那麼聊著看著,一直在大廳裏待了很長時間。特別是有一位老師説,當年他就參加過863的論證,而且當時作為非常優秀的航太青年工作者,跟著一些航太的前輩們還出訪過美國,看他們當時的自由號空間站,也就是現在的國際空間站前身,當時已經有地面模型、地面産品和一些展示。他説我當時就感慨,我們的空間站什麼時候能建成,我這一輩子可能也見不著了吧,但是今天我在這我見著了,特別激動、特別感動。我們這個工程絕對不是説憑空起來的,真的是在這些老先生積累基礎上,我們再往前發展的。他們是真正的巨人,我們是站在他們的肩膀上再往前走的。

中國空間站變身“太空母港”


據悉,中國空間站今年建成後,後續將迎來一個特殊的“小夥伴”——我國首個大型空間巡天望遠鏡。按照設計,巡天望遠鏡將與空間站共軌飛行,空間站將為它提供可以隨時停靠的太空母港。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:它的觀測計劃也是以10年計的,正常時間也是要對它的健康狀態進行維護維修的,所以我們設計的就是每當它飛到需要人維護維修的時候,它就停靠到空間站上。

記者 董倩:這個母港就跟現在這個航空母艦似的,走到哪都可以進行補給。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:是的,我們叫太空母港,這個模式其實是可以推廣的,更多的類似需要維修維護的飛行器可以以這種形式跟空間站對接,把空間站在天上的作用、人在天上的作用充分發揮出來。


為了充分發揮空間站的作用,科研人員還想方設法延長它的使用壽命。在王翔看來,我國空間站的實際使用壽命遠比它10年的設計壽命要長。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:我們就把它設計成可拆卸、可更換、可維修的這麼一個狀態,又能通過更換的手段進行升級換代,這些辦法都採取了以後,我們希望能延到15年或者更長的時間。

記者 董倩:那如果哪天它的壽命到期了,它是不能回收的,只能再入大氣層銷毀?

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:是的,但是它可以更新。它是一個可擴展的開放系統,我們是可以繼續串聯一個擴展艙,這個擴展艙可以帶一個新的節點艙,我又能再擴展,老艙段、新艙段它是可以不斷更替的,用這種手段也可以延長我們在軌工作和飛行的時間。

記者 董倩:這就可持續了。

中國載人航太工程空間站系統總指揮 王翔:是,我們現在正在實現當初預期的,就是建造一個具有當代先進水準的中國空間站,我覺得我們正在實現這個目標。


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