载人飞船试验船项目负责人:中国防热材料设计

  2020年5月8日13时49分,我国新一代载人飞船试验船返回舱在酒泉东风着陆场预定区域成功着陆。试验船返回舱的平安归来标志着我国空间站阶段飞行任务首战告捷。在北京航天飞行控制中心,中国载人航天工程飞船系统总设计师、航天科技集团五院新一代载人飞船试验船项目负责人张柏楠与试验船项目成员一起见证了这一幕。

  新一代载人飞船是面向我国近地空间站运营、载人月球探测等任务需求而论证的新一代天地往返运输飞行器。为了能在一次任务中验证更多新技术、新材料,试验船研制团队创造了中国载人航天器领域的多个首次。在此次任务中,首次采用了新型轻质耐烧蚀的碳基防热材料,首次采用国际上推力最大的新型单组元无毒推进系统,首次采用群伞气动减速和气囊着陆缓冲技术等等。

  航天科技集团五院新一代载人飞船试验船项目负责人张柏楠:它耐受的热流要比神舟飞船大得多,两倍甚至三倍以上,温度可能接近3000度的高温。作为载人登月的飞船,一方面它的防热性能非常好;另一方面为了能够到达月球的轨道,还要求它的重量特别轻,这种新的材料是咱们国家自主研制的,从材料到结构都是咱们国家自主研制的。我们原先搞过一代防热材料,当时觉得不够理想那个材料试验也成了。大家也觉得离这个目标还有距离,当时实际还有点跟国外类似的影子,所以后来整个方案做了比较大修改,大家也是一股劲儿,不然老觉得老跟别人学,要做就是做自己。可以这么说,我们防热材料的设计应该已经超过了美国。

  早在2010年前后,中国载人航天就提出了适用多任务的新一代载人飞船总体方案的概念,立项之后,2017年试验船研制全面启动,到2019年12月,试验船项目团队突破大量关键技术,从无到有打造出了这艘开拓新“天路”的新一代载人飞船试验船。

  航天科技集团五院新一代载人飞船试验船项目负责人张柏楠:像美国猎户座飞船起步是很早,包括马斯克的龙飞船实际起步很早,它用的时间也很长。我们作为这个项目起步是很晚的。跟以前神舟飞船相比,这一次飞船研制确实感觉中国制造的能力是有大幅提高。从图纸下厂到最后制造,非常快而且非常精准,就能够一次完成。这技术水平应该都是国际先进或者国际领先的。以前感觉咱们国家机床设备有点“傻大黑粗”似的,但是近些年,中国制造越来越漂亮,越来越时尚了。不仅仅是我们新一代飞船,咱们国家很多航天器、卫星,都得益于中国制造能力的提高。我相信不久的将来,中国真正实现了新一代飞船载人飞行,它的整个综合性能应该是国际先进甚至是领先的。

  早在2010年前后,中国载人航天就提出了适用多任务的新一代载人飞船总体方案的概念,立项之后,2017年试验船研制全面启动,到2019年12月,试验船项目团队突破大量关键技术,从无到有打造出了这艘开拓新“天路”的新一代载人飞船试验船。2020年1月20日,新一代载人飞船试验船安全运抵文昌航天发射场,等待搭乘长征五号B运载火箭首飞的顺风车,到太空一游。然而,新冠肺炎疫情的袭来扰乱了原本的工作计划。

  航天科技集团五院新一代载人飞船试验船项目负责人张柏楠:当年神舟五号首次载人航天飞行正好赶上非典,那个时候我们也是自我隔离,把队伍分成两支,如果一拨人病倒另一拨人继续,那个时候大家也有几个月没有回家,这次也一样。这次我们春节前到文昌基地,中间就感觉到好像新冠疫情越来越严重,我们把队伍分成三支,一支队伍在发射场,发射场队伍按原计划人数要很多,从另一个角度说调整后每个人承担的工作量比以前(更多了)。我们飞行控制这块,按照要求必须得提前15天隔离,进去以后不能再出来,所以飞控试验队也是很早进入飞控试验中心,这又是一支队伍。还有一支在着陆场,提前到着陆场隔离。以前这三支队伍中间大家还可以调配,现在不具备这个条件,每一个试验队人手都是很紧的,都得完成更多的任务。

  2020年3月16日和4月9日,中国航天发射的连续两次失利,给正在备战首秀的长征五号B运载火箭和新一代载人飞船试验船这对搭档带来了严峻考验。

  记者 王宁:不到一个月的时间,两次火箭发射失利会不会对您接下来这个飞船的发射造成影响?

  航天科技集团五院新一代载人飞船试验船项目负责人张柏楠:一是非常惋惜;二是我们这个项目本来是一个技术成熟度不是很高的,它们的失利使我们面临更大的压力。但我觉得光有压力没有动力是没用的,压力应该转化成动力,关键还是怎么从失败里吸取教训。航天人这个能力还是有的,跌倒了一定能够爬起来。

  在轨飞行时,新一代载人飞船试验船完成了我国首次太空3D打印试验、“千兆级局域网”试验等多项空间科学试验和技术试验。2020年5月8日13时49分,在三朵巨大红白“伞花”的拖曳下,试验船返回舱成功着陆,为它历时2天19小时的太空之旅画上了圆满的句号。

  航天科技集团五院新一代载人飞船试验船项目负责人张柏楠:这次新飞船第一个目的,就是要验证长征五号B运载火箭的性能。从实际的飞行情况来看,第一,它发射入轨的精度非常高,打得好,这样后续我们自主控制,包括返回,才能够在这基础上进一步提高它的精度。这次的落点精度非常好,现场有人说可能是10.8环,而且应该说是满分,非常漂亮。

  航天科技集团五院新一代载人飞船试验船项目负责人张柏楠:因为这一次返回舱的重量比神舟飞船大了一倍,所以整个回收着陆的要求也就更高了。神舟飞船的降落伞已经几乎是世界上最大的降落伞了,再靠一个降落伞扩大面积是不能满足要求的,所以这一次我们选用的是群伞,三顶降落伞。通过今天这个试验考核,群伞减速回收也取得了圆满的成功。虽然着陆场的气象条件并不是特别好,水平风速比较大,但返回舱就像体操运动员那样稳稳站住,这样结构和舱内的设备都得到了完好的保护。

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