口述/程堂明 文/林佳昕 楊成 攝/楊成 鄧雨楠等
兵馬未動,糧草先行。在中國空間站的建造征途中,長征七號運載火箭是專門負責(zé)護送“糧草物資”的貨運飛船系統(tǒng)的“專屬列車”。
執(zhí)掌“帥印”已有兩年多時間,作為長征七號運載火箭總設(shè)計師,我沒有一絲放松。坦白講,我渴望成功,但越是成功,越不敢有一絲一毫的懈怠與放松。永遠對成功心懷敬畏,是我心中秉持的信念。
2021 年年初,我被任命為長征七號運載火箭總設(shè)計師。當時,中國空間站工程關(guān)鍵技術(shù)驗證和建造階段任務(wù)即將拉開帷幕,全國上下都在關(guān)注著中國航天。
4 月底,空間站天和核心艙發(fā)射成功,“接力棒”就交到了我們手上。長征七號火箭將肩負重任,發(fā)射天舟二號貨運飛船,那可是天和核心艙的第一位“訪客”,意義重大。
作為一名新總師,我接手的是一支久經(jīng)鍛煉、滿載榮耀的隊伍。這樣好的基礎(chǔ),令我對未來的成功飽含期待,也充滿了信心。
但意想不到的是,我這個“新官”上任才仨月,就遇上了大麻煩。
5 月的海南文昌氣候宜人,我和同事們在發(fā)射場按照既定流程開展火箭系統(tǒng)的工作,一切都在穩(wěn)步有序地推進?;鸺l(fā)射窗口定在了5 月20 日凌晨,同事們都說,在這樣一個非常甜蜜的日子發(fā)射“天舟”,一定能旗開得勝。
進入發(fā)射流程后,剛開始一切都很順利,煤油加注、液氧預(yù)冷、大流量加注……可就在這時,一個突然出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)打破了現(xiàn)場的寧靜。在這個“弓在手、箭上弦”的時刻,究竟是哪里出了問題?我們所有人都很焦急。
經(jīng)過現(xiàn)場討論,問題可能是尾艙內(nèi)出現(xiàn)了泄露,我立即安排試驗隊員進入箭體尾艙排查故障。然而事情并沒有那么簡單,低溫下查找漏點很困難,風(fēng)險也大,火箭已經(jīng)加注了500余噸推進劑,箭體外壁冷凝水嘩嘩在流,尾艙內(nèi)空間狹小,充滿著氮氣環(huán)境,人員進艙還得戴呼吸面罩。
如果你在現(xiàn)場,就會感受到,發(fā)射前的時間總是過得很快。
我們錯過了當天的窗口,只能中止發(fā)射,等待第二天的窗口。大家不眠不休、連續(xù)奮戰(zhàn),繼續(xù)開展故障的排查定位。北京大后方也是燈火通明,許多專家在給我們“把脈”。經(jīng)過不懈努力,在進入第二個窗口之前約兩小時,終于查出了“真兇”,但是必須泄出全部推進劑,更換故障部件。此時,處于加注狀態(tài)的火箭已經(jīng)停放了30 多個小時。
我們經(jīng)常說,期盼有多大,失望就有多大。我最初有多么期盼成功,此刻就有多么失望。盡管當時我的心里有很多個不確定,但有一個念頭是肯定的:“不能帶著一絲疑點和隱患上天?!?/p>
也正是基于這樣的認識,指揮部當即決策:中止發(fā)射,泄出全部推進劑。
這么多年從事型號研制,多么復(fù)雜的情況也都經(jīng)歷過,我們的隊伍也是一樣。有問題,我們尋找問題,解決問題。既然中止了發(fā)射,那我們就要用好這段時間,一定要把故障徹底處置好。
中國航天事業(yè)的璀璨成績已經(jīng)讓“成功”成為司空見慣的事情,而“失利”則會成為最引人關(guān)注的“異類”,特別是中國空間站建造這樣舉世矚目的重大工程?;鸺呀?jīng)立在發(fā)射臺上的最后時刻,出現(xiàn)兩次中止發(fā)射,無論是對我自己還是對同事們來說,壓力可想而知。
作為總師,我非常清楚:中國空間站在軌建造任務(wù)環(huán)環(huán)相扣,長七火箭的問題不解決,天舟二號飛船就無法按計劃發(fā)射,后面的任務(wù)全都會受影響。
幾年前,長七遙一和遙二火箭都順利出色地完成了發(fā)射任務(wù),這證明,長征七號是一型好火箭,一定是我的工作還沒有到位,問題才會反復(fù)發(fā)生。一時間,愧疚、壓力、疑惑等復(fù)雜情緒在我的心中醞釀翻騰。可是,問題依然存在,沒有時間讓我沉浸其中。
▲ 程堂明(右)與科研人員在一起
這是長征七號第一次執(zhí)行空間站工程應(yīng)用發(fā)射任務(wù),我們不能失敗!
接下來的一個多星期是難熬的,憑借著團隊的努力,我們終于徹底糾正了問題,對全箭各系統(tǒng)狀態(tài)再次進行了確認,補充測試結(jié)果表明:火箭狀態(tài)良好。
5 月29 日再次加注,20 時55 分,火箭順利完成了射前準備程序,準時點火發(fā)射。
一聲聲口令,一次次正常,一條條按照我們設(shè)計的參數(shù)延伸的曲線……直到船箭分離那一刻,我心里壓著的石頭才落地,有一種如釋重負的感覺。
第一次當總師,竟然遇上長七火箭兩次中止發(fā)射。至今回想起來,我仍感驚心動魄,我們在不經(jīng)意間經(jīng)歷了中國航天史上低溫推進劑加注停放最長時間、最大規(guī)模推進劑泄出再加注的事件。
但我很感謝這段日子,它讓我對兩件事理解得更加深刻。
第一、必須嚴謹。俗話說,細節(jié)決定成敗。航天事業(yè)需要“嚴慎細實”的工作作風(fēng),不能有絲毫馬虎。
第二、必須要有預(yù)案。凡事預(yù)則立,火箭系統(tǒng)十分龐雜,立足最好做方案,著眼最壞做預(yù)案。我想,只有把可能想不到的、還有可能出現(xiàn)的狀況都考慮全面,成功的概率才會越來越高。
所有的經(jīng)歷都是財富,無論挫折還是成功。從那以后,我經(jīng)常和團隊中的人說:“面對成功,我們要時刻保持敬畏之心?!?/p>
在加入長七火箭團隊之前,我先后參與過長二F 火箭和長五火箭的研制工作,這個經(jīng)歷和長七火箭也有緣分。
2008 年11 月,長七火箭正式組建隊伍,開始深化論證和研制。但開始的兩年,它的名字并不是“長征七號”,而是“長二F/H”。
顧名思義,這項計劃的最初想法并不是去研制一款全新的火箭,而是對長二F 火箭進行改造,更換新型液氧煤油發(fā)動機,實現(xiàn)無毒無污染的環(huán)保要求。但在論證中我們發(fā)現(xiàn),發(fā)動機一換,將引發(fā)連鎖反應(yīng),火箭其他系統(tǒng)的狀態(tài)都會發(fā)生徹底改變。
同時,我國新一代運載火箭長征五號論證之初,存在大、中、小三型方案,其中中型方案與“長二F/H”存在技術(shù)和用途的重疊。經(jīng)過周密的論證,我們決定化繁就簡,綜合長二F 火箭的成熟技術(shù),同時運用長五火箭的新技術(shù),研制一款新型中型火箭。2010 年6 月,“長二F/H”正式更名為“長征七號”。
長征火箭“家族”增添了一名新的成員。而我也從長五火箭研制隊伍轉(zhuǎn)入長七火箭研制隊伍。也正因繼承了長二F 火箭的“血統(tǒng)”,在設(shè)計初期,長七火箭就一直朝著載人火箭的標準看齊,從設(shè)計、試驗再到生產(chǎn),高可靠、高安全、高要求的標準一直延續(xù)。
馬克思說過:“在科學(xué)上沒有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才有希望達到光輝的頂點?!遍L七火箭的研制就是這樣??赡艽蠹視詾?,在繼承前人成果基礎(chǔ)上研發(fā)火箭是一件相對容易的事情。但長七火箭的實際研制進程卻是難以想象的曲折,從論證到首飛,我們花了8 年。這8 年也是我和同事們“艱難攀登”的8 年。
我記得,在火箭論證之初,我們就定了“高可靠、高安全”的研制目標,用可靠性系統(tǒng)工程理念策劃全生命周期的研制工作。
在設(shè)計上,我們提出了可靠性九要素設(shè)計,包括冗余設(shè)計、裕度設(shè)計、力學(xué)熱學(xué)環(huán)境設(shè)計、氣液密封設(shè)計、防雨防鹽霧設(shè)計等等,關(guān)鍵設(shè)計特性和產(chǎn)品要有足夠的裕度,環(huán)境條件要覆蓋全任務(wù)剖面。為此,我們制定了詳細的設(shè)計準則和禁忌,力求從根本上提高火箭的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。
在試驗方面,我們開展了可靠性強化試驗,在產(chǎn)品樣機階段快速激發(fā)薄弱環(huán)節(jié),便于改進,開展了拉偏試驗、破壞試驗等,摸清關(guān)鍵產(chǎn)品的極限能力,鼓勵單機、系統(tǒng)盡可能多參加系統(tǒng)級試驗,提前檢驗系統(tǒng)接口協(xié)調(diào)性。
在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,我們強調(diào)工藝量化控制,關(guān)鍵環(huán)節(jié)要多方確認,保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性。
回顧整個研制歷程,那真是一段激情燃燒的歲月。尤其是初樣后期兩年多時間,研制團隊輾轉(zhuǎn)奔波于北京南苑、北京云崗、天津、海南4 個地點,設(shè)計完善、產(chǎn)品生產(chǎn)、總裝測試、大型試驗、發(fā)射場設(shè)備裝調(diào)等各項工作同步開展,每個人都上緊了發(fā)條,為型號研制忙忙碌碌,為發(fā)現(xiàn)的問題殫精竭慮,為每一次試驗成功歡欣鼓舞。
可喜的是,我們的努力最終收獲了成功。2016 年6 月,長七火箭執(zhí)行首次發(fā)射任務(wù)。當時,我是火箭副總設(shè)計師。這也是中國文昌航天發(fā)射場建成后第一次執(zhí)行發(fā)射任務(wù),壓力自然有一些,但一切都很順利,沒有出現(xiàn)一丁點差錯。這也正好證明,我們在進場前開展的研制試驗是充分的,大家的準備也是比較到位的,更證明了產(chǎn)品本身的可靠性非常高。
火箭系統(tǒng)歷來有一句話:把成功作為信仰。沒有任何一名航天人是不期盼成功的。但是,隨著空間站建造任務(wù)的推進,長七火箭的發(fā)射密度變得越來越高。以前,我們一年發(fā)射一次,甚至兩三年發(fā)射一次,保成功是第一位的,我們可以用大量的時間,用各種資源、各種手段不計成本去保成功。但現(xiàn)在行不通了,我們必須高質(zhì)量保證成功、高效率完成任務(wù)、高效益推動航天強國和國防建設(shè),否則是不可持續(xù)的。這個時候,質(zhì)量、效率就成了保成功的“兩條腿”,失去任何一條,這個成功就“站不住”,就要“跌跌撞撞”。
為了做到這一點,我和同事們持續(xù)采取流程優(yōu)化的手段。比如長七遙五火箭原來發(fā)射前12 小時就要進流程,這回采用煤油和液氧并行加注,只需要從發(fā)射前8 小時進入流程,連續(xù)工作時間壓縮了1/3。效率提升了,但是質(zhì)量依然要保證。這實際上對我們提出了更高要求,敢于這么做,也是基于我們對火箭產(chǎn)品的質(zhì)量充滿信心,如果沒有質(zhì)量做保證,壓縮流程必定是不可能的。我對長七火箭在質(zhì)量效率方面的前景感到樂觀,目前火箭測發(fā)天數(shù)一直在減少,基本上進場后27 天完成發(fā)射,后續(xù)有望進一步壓縮至20 ~23 天。
▲ 轉(zhuǎn)運中的長征七號運載火箭
▲ 程堂明與試驗隊合影留念
1993 年,我從北京航空航天大學(xué)畢業(yè),來到一院總體設(shè)計部報到。那時,我國載人航天工程剛立項。非常幸運的是,上班之后,我先后參與了長二F、長五、長七等火箭型號研制工作。這些在當時看來很“冷門”的領(lǐng)域,如今卻成為了媒體廣泛關(guān)注的熱點?,F(xiàn)在,這三型火箭都成了空間站建造任務(wù)的主力,我也從一個跟著前輩學(xué)習(xí)鍛煉的年輕人,轉(zhuǎn)變成帶領(lǐng)新一代航天后輩成長的領(lǐng)路者。
說來有些遺憾,我干航天都快30年了,參與了那么多任務(wù),親眼觀看火箭發(fā)射的機會卻很少,因為我需要在指揮大廳工作,屏幕上顯示的全是視頻畫面和火箭飛行數(shù)據(jù)。這樣也好,我需要保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)和心情,直到屏幕切換到成功的“標配”——喜氣洋洋的大紅屏,我才能松一口氣。所以,每次看到大紅屏,就是我最高興的時刻了。
2021 年9 月20 日,中秋節(jié)的前一天,長七火箭成功發(fā)射天舟三號貨運飛船。在傳統(tǒng)大紅屏過后,屏幕突然切換到了另外一個畫面——在藍紫色的星空背景上面,有兩句用行楷字體寫就的詞鋪陳開來,我現(xiàn)在還記得:一輪秋影轉(zhuǎn)金波,天舟又將泊,乘風(fēng)好去,長空萬里,飛去會天和。
那一刻感覺太美妙了,以前我沒見過這種像彩蛋一樣的驚喜,特別應(yīng)情應(yīng)景,當時真的很受觸動。
算起來,我陪火箭的時間比陪自己孩子的時間還要多。我看有人把火箭產(chǎn)品比喻成自己的孩子,其實,我們對長七火箭傾注的心血比給孩子的多多了。說起來,我們這些干航天的,有時確實比較愧對家人。但既然選擇了這份職業(yè),就得擔起那份責(zé)任,我這種付出是應(yīng)該的,而我的家人們都理解,他們也為我所從事的事業(yè)感到自豪。
每次距離點火4 小時左右,我總要到發(fā)射塔架從上到下走一遍,再看火箭一眼。我會默默地跟它說:“好好的,飛穩(wěn)點?!蔽矣X得,它可以懂得我的意思,也沒有辜負過我的期望。
這些年,中國航天事業(yè)取得的成就越來越多,我發(fā)自內(nèi)心地感到振奮和欣喜?,F(xiàn)在,我們已經(jīng)建成了“太空之家”,但是我和團隊的使命依舊在線——未來,長七火箭每年將護送1 ~2 艘貨運飛船升空,維持中國空間站的長期運營。
我很幸運地趕上了一個好的時代,星空浩瀚無比,探索永無止境。干航天需要情懷,這份情懷不是與生俱來的,而是你不斷奮斗之后的感悟。最后,我想對如今的航天青年說幾句:航天的舞臺很大,可以展示你;航天的未來很遠,可以成就你。如果能把個人的夢想和整個時代的發(fā)展結(jié)合起來,一定是幸福的。希望你們無論選擇走什么樣的人生之路,都要謙虛謹慎,戒驕戒躁,越是成功,越要時刻保持敬畏之心。