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大屏幕上,航天员刘旺正小心翼翼地操控着左右两只手柄,他像一位成熟老练的飞船驾驶员,精准地控制着神舟九号飞船平稳地向天宫一号目标飞行器靠近。
飞船姿态受控、行进速度适当、数据显示正常,在短短几分钟的时间内,刘旺就顺利而圆满地完成了我国首次手控交会对接任务。手控交会对接,呈现在世人面前的完成过程是如此简单。
殊不知,这一系列看似简单的操作背后,无论是方案研究、理论分析,还是设计论证、仿真验证,抑或是工程化研制等等,每一个环节,都一点也不简单。而完成这一任务的中国航天科技集团五院502所的手控交会对接研制团队,为了这个艰难而复杂过程的实现,怀着中国航天梦,付出了十多年的汗水与智慧。
“吵”出来的战斗力
解永春是交会对接系统方案设计团队的重要成员之一。自始至终,她都是公认的手控交会对接团队中不可或缺的灵魂人物,从最初的理论算法研究到最后的工程实现,每一步都留下了她和整个团队不可磨灭的足迹。
回忆起预研工作刚起步的那些日子,解永春忍不住地笑:“那时候大家天天都在争吵,每一个设计、每一步方案都要经过反复讨论,每一个小的环节都可能要经历多番激烈的争执。”
2000年,当502所决定抽派部分技术骨干着手进行手控交会对接技术方案的预研工作时,世界上只有美国和俄罗斯掌握了手控交会对接技术,而这种先进技术对外又是完全封.锁的,很难有现成的成熟经验和技术拿来借鉴。对于这样一个完全陌生的领域,要在短时间内赶超世界先进水平,难度可想而知。
“那些日子里,我们常常为了一个设计方案的细节如何处理而争得面红耳赤。”解永春说。然而,团队成员却越吵关系越紧密。正是在互相碰撞、启发的过程中,大家反复地进行设计优化,一遍遍地模拟、仿真,并最终将每个设计细节敲定下来。
十几年来,团队“吵出”了人体工效学设计,引入了全姿态捕获、相平面开关线姿态控制等先进技术;“吵出”了手动控制系统与自动控制系统相对独立的设计思想,并将TV摄像机和激光雷达引入了手控系统;“吵出”了“模拟”座舱,模拟出太空的环境和飞船舱体,为航天员的培训提供了直观的操作环境,从而达到最真实的测试结果,这也是他们创立的最权威的实验室测试方法。
培训航天员,用心再用心
在载人航天大系统分工中,航天员系统和飞船研制系统是两个系统。作为飞船研制系统的手控交会对接研制团队,与航天员系统的常规接口是将系统的使用方法编写成类似操作说明书的文件,用以指导航天员的训练。对航天员的培训工作,关系着任务的成败,关系着航天员的安危,关系着载人航天工程的发展。然而,用常规的方式,难免出现航天员对操作理解出现偏差,航天员难以掌握操控技术精髓的问题。
为此,这个团队提供了深度的支持,开展了对航天员制导、导航与控制分系统(GNC)手动控制科目的培训,由一线工程设计人员与航天员进行面对面的交流,答疑解惑,力求使航天员能真正了解设计思路,加深对控制系统以及交会对接技术的理解,确保交会对接任务圆满完成。经过培训小组的不断摸索与实践,这种教学方式大大激发了航天员的积极性,航天员与“老师”能够形成互动。
他们对航天员的培训工作,自2002年以来一直伴随着每一批航天员,先后经历了“神五”,“神六”,直至今天的“神九”,为载人交会对接的胜利保驾护航。
“赶不走”的航天人
这么多年,团队里最大的头衔也不过是交会对接组组长,没有职称,也不能马上见到成果。然而,“这些人,是怎么赶都赶不走的!大家对飞船、对手控交会对接的情节根深蒂固。”解永春感慨道。
张昊是后来补充进团队的新生力量,他也一直被这个团队一心追梦的精神感染着。2003年,张昊到502所攻读博士学位。对于年轻人来说,能有机会出国深造是很多人的梦想,张昊也不例外。但为了交会对接,他却放弃了两次出国的机会。
2005年,张昊博士快毕业的时候,获得了五院与澳大利亚墨尔本理工大(河蟹)合培养的公派资格。但当时神舟八号交会对接任务正处在关键技术攻关阶段,很需要一名理论功底扎实、对交会对接认识深刻、计算机编程水平高的人。作为组长的解永春接到任务,征询张昊本人的意见。让解永春感动的是,当时出国的所有手续都已经办妥的张昊,用了一下午时间做出了出人意料的决定,“解老师,我跟着您做交会对接!”
2009年,神舟八号转入初样技术攻关见底的关键阶段,张昊再次放弃了去英国培训进修的机会,一心扑到了轰轰烈烈的攻关工作中。
“我顾不了那么多,只能尽量往前走。”正如张昊所说的那样,为了载人航天事业,这个团队永远瞄着最前方!
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