为“太空家园”积蓄能量动力 揭秘“天宫二号”背后的上海团队

图说：天宫二号空间实验室与长征二号F T2火箭垂直转运至发射塔架。中新网 资料图

　　【新民晚报·新民网】今日（9月15日）22时04分，中秋佳节团圆时，我国第一个真正意义上的空间实验室“天宫二号”发射。

　　在上海航天技术研究院，参与研制的后方工作人员与在北京飞控中心、酒泉卫星发射中心指挥控制大厅的同事一起，为天宫二号的每一个动作牵肠挂肚。

　　对参与研制任务的上海航天人来说，这注定是一个难忘而忙碌的中秋之夜。

　　“孪生兄弟”内涵不同

　　本次任务中，上海航天技术研究院承担了天宫二号电源分系统、对接机构分系统、测控通信子系统、总体电路（电缆网）、资源舱结构及总装工作。

　　实际上，天宫二号和天宫一号是在同一个平台上研制出来的“孪生兄弟”，天宫二号最早是天宫一号的“备份件”，如果“哥哥”出现异常状况，“弟弟”就要顶上。2011年，“哥哥”天宫一号的完美演出，让弟弟当时没有出场，但从此弟弟却有了更神圣的使命——作为真正意义上的空间实验室开展太空科学实验。

　　“天宫二号空间实验室是在天宫一号备份目标飞行器的基础上改进研制而成的，采用实验舱和资源舱两舱构型。”上海航天技术研究院载人航天工程专家查学雷说：“实验舱大家比较熟悉，出现在电视画面中航天员太空驻留的部分便是，相对而言，资源舱是不为人知的幕后英雄。”

　　天宫二号资源舱是整器能源的缔造者，由上海航天技术研究院抓总研制，身高3米多，腰围也接近3米，是个上下一般粗的大家伙，他的个头比实验舱矮，却为天宫二号提供所有的动能和电能，航天员维持生命的氧气也储存在这里。

　　为了适应任务的变化，资源舱进行了多项改进设计，与实验舱一起全力保障天宫二号空间实验室的各项任务：接受载人飞船和货运飞船访问，考核验证航天员中期驻留、推进剂补加等空间站相关关键技术，并开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术试验，以及在轨维修试验和空间站技术验证试验。

　　“拆除改装”步步惊心

　　“新装一个毛坯房，还是改造二手房，哪个容易？改装的麻烦更多，设计师、工艺师、总装、吊装、电装、精测、检验各工种要环环相扣，密切配合，哪一步没做好都会影响全局。”查学雷说，

　　天宫二号资源舱总装设备近150台/套，空间应用系统载荷设备数量比天宫一号增加不少，在不影响原有设备安装状态前提下，研制人员只能见缝插针。第一步需要把资源舱上设备、热控多层、电缆、管路、报废的支架全部拆除，然后在舱上钻孔，安装支架，最后把沿用的管路和设备、电缆、新增的管路和设备、热控多层等重新安装到舱上。

　　“大量新增的设备对舱体的动力学性能有什么影响？改装中的多余物如何控制？是否还有其他未曾预料到的风险？这些问题时时刻刻困扰着我们，一刻不敢放松。”最终，团队通过改装初样天宫一号结构热控资源舱来了一次全面的摸底。“我们进行了支架拆除、管路拆除、设备拆除、单舱振动试验、整器力学试验、EMC试验等共计20项技术验证工作，为正式改装积累了经验。”

　　其次，天宫二号上的所有元器件，都要全部重新分析、校验、测试。“天宫二号2011年就做出来了，尽管当时‘身体’很好，但过了5年，有没有问题谁也不知道，我们就只能一个个检查，消除一切风险。”

　　对研制人员来说，资源舱内每一台设备、每一根电缆、每一个支架、每一个螺钉、每一个密封圈都是他们亲手安装的，像身体发肤一样那么熟悉。他们有时蹲着，有时躺着，有时半趴着，一个姿势保持个把小时都是常有的事。

　　资源舱改进研制工作为国家节约了大量的研制经费，仅结构与支架就节约了数百万元，而大量的电子单机更是价值不菲。

　　“摄像师”拍摄太空婚礼

　　天宫二号今天出嫁，它将与一个多月后进入太空的神舟十一号载人飞船进行在轨交汇对接，上演一场浪漫而盛大的太空婚礼。

　　记者在上海航天技术研究所的电子所实验室见到了婚礼“摄像师”的样品件。镜头直径大概20度厘米，看上去小巧，掂量起来却有点重。

　　为了让太空活动“看得见、看得清”，作为神舟十一号和天宫二号的“眼睛”，天宫二号装上了4台摄像机，其中舱内2台，舱外2台。舱内摄像机视场角度达超广角100度，成像效果更好，色彩更鲜艳。

　　“航天员在舱内的活动图像，就靠舱内摄像机来记录。相比而言，拍摄太空婚礼的舱外摄像机难度更高。”技术负责人冯书宜说，它们要接受两大考验：一是空间环境的考验，长时间暴露在太空环境下的2个舱外摄像机，不仅要承受太空昼夜两面200多摄氏度的巨大温差，还要面临太空辐射、原子氧侵蚀等恶劣环境。二是，力学环境的考验。天宫二号和神舟十一号对接时将产生剧烈震动，普通摄像头一震动就会移焦，剧烈震动会破坏整个功能结构。

　　研制人员通过计算仿真，模拟太空环境，针对太空舱外恶劣环境进行了专门设计，并给舱外摄像机穿上了一层具有温控功能的“保护膜”。“这4个摄像头的像素还不是很高，我们目前已高研制出分辨率更高的升级版，将在明年货运飞船上使用。”

　　为了让太空活动“听得到、听得清”，电子所研制的话音处理设备也是神舟十一和天宫二号的“耳朵”和“嘴巴”，保障了天地语音交互的功能。国家领导的亲切慰问、天地太空授课的精彩讲解与互动都离不开话音产品的“倾听”与“述说”。

　　参与12次发射不忘初心

　　从1992年我国正式宣布开启载人航天工程事业，到1999年神舟一号飞船的成功发射，到2003年神舟五号将杨利伟送上太空，到2011年神舟八号与天宫一号圆满完成我国首次空间交会对接，到今天天宫二号空间实验室的成功发射，24年间，中国载人航天工程圆满完成了12次发射任务，其中，上海航天载人航天团队在中国载人航天史册上留下浓墨重彩的一笔。

　　“我是从1994年加入载人航天工程研制工作的，经历了12次发射任务，每一次都是如履薄冰。”

　　查学雷22年来一直从事载人航天舱体结构和总装研制工作。“一项工作从无到有的困难，不经历是无法想象的，经历过是毕生难忘的。”

　　神舟9号进行整船测试时，有一个热控泵工作异常，相当于空调系统出问题了，必须在有限时间内紧急修复。“这就像家里的隐蔽工程出问题了，很难发现问题，还不能像家里装修一样拆开来看。我们想出了解决方案，又不能随便在实地验证，一旦方案不对，这个损失难以估量。”

　　查学雷带领团队赶回上海，紧急搭出一个仿真环境验证，通过视频会议落实方案，又火速返会基地，连夜修复热控泵。“一路走来，我们对载人航天事业的科学认知在不断加深，每次都要竭尽所能把能够认知到的问题全部解决掉，确保不带任何疑点上天。”

　　今年7月份，查学雷已带队从上海出征，在基地工作了2个多月。“现在基地环境好多了，1999年神舟一号发射时，喝水都成问题，吃饭前要喝醋中和一下。现在我们的主力队员大部分都是80后、85后，吃得起苦，扛得起责任！”

　　冯书宜今年32岁，已在上海航天工作了7年多。这次根据工作安排他留守在上海后方。“在电视里看直播也是一样的，只要发射圆满成功我就心满意足了，毕竟我们的事业还有很多后续发展，上海还有很多工作很多难题需要我和团队一起攻克。”

　　天宫二号空间实验室的成功，对上海航天人来说，只是一个新的起点。目前，上海航天神舟十一号的试验队也已经进驻基地。“”神舟十一号将与天宫二号空间实验室进行空间交会对接，实现航天员30天中期在轨驻留，验证后续空间站关键技术，2017年，我们还将开展货运飞船的发射试验，每一场都是硬仗。”查学雷说。（新民晚报记者 叶薇）