
2011年11月1日5时58分,神舟八号从酒泉升空,要去办一件中国航天从没办成过的事。
两天后的11月3日凌晨1时28分,神八的对接环在343公里高空碰到了天宫一号。
8分钟后,捕获、缓冲、拉近、锁紧全部完成,中国第一次空间交会对接成功。
这场对接最反常识的地方在于:驾驶舱里没有一个人。
全程自主控制飞行约144分钟,没有任何人碰过操纵杆。
更少人知道的是,这套自动对接系统的核心——对接机构,16年前差点被外方用1亿美元“卖”给中国。
张崇峰在发射场对对接装置做发射前最后检查(2021年6月)。图源:劳动报
2011年11月3日凌晨1时29分,飞行近43小时、五次变轨后的神舟八号,与天宫一号成功对接。
中国由此成为世界上第三个独立掌握交会对接技术的国家。
国家航天局的官方资料写得明白:神舟八号具备自动和手动两种交会对接与分离功能。
反常识就在这里:第一次对接,中国没有安排人上船。
神八是无人飞船,舱内没有航天员,从入轨到锁紧全部交给飞船自己的测量设备和程序。
拿无人船先验证自动系统,把风险消化在没有人的地方,人才敢在后面的任务上去。
2012年6月,神舟九号乘组才完成中国第一次手动交会对接,刘旺操的手柄。
先自动、后手动,这个顺序跟多数人的直觉正好相反。
1995年初,航天科技集团八院成立对接机构研制队伍,全部人马只有7个人,张崇峰是其中之一。
按中国载人航天工程官网的记载,队伍曾赴俄罗斯对接机构研制车间考察,外方专家相当自豪。
他的原话是:“世界上所有的对接机构都是我们这里生产的。”
对方的报价是:仅设计专利费就要1亿美元,引进技术和产品还得再加一大笔钱。
张崇峰听了暗下决心:“一定要研制属于中国人自己的对接机构。”
当年美国自己也造不出对接机构,一般直接向俄罗斯采购,买确实是全世界通行的捷径。
中国选的那条路,是7个人从零开始、一走16年的笨路。
神八和天宫身上的对接机构,由118个传感器、5个控制器、18个电机和电磁拖动机构组成。
再往下数,是291个传递力的齿轮、759个轴承组合,外加11000个紧固件。
新华社当时的报道称它是中国航天史上最复杂的空间机电一体化产品。
两个每秒7.9公里飞行的航天器,要做厘米级的“穿针”,靠的就是这堆零件。
1时28分对接环接触,1时36分锁紧完成,15分钟里走完捕获、缓冲、拉近、锁紧四步。
对接后形成的0.8米通道,就是后来航天员进出天宫的门。
光明日报报道,这套机构元器件国产化率达到99%,拿到30多项发明专利。
2011年11月22日,国家知识产权局又为对接机构专门颁发了15项专利证书。
150万个数据换来的密封
对接机构的密封性直接关系航天员生命,研制初期怎么调都不达标,数据变化毫无规律。
八院首席技师王曙群带人研究了150万个数据,重新设计试验方案,把对接稳定性从3次提到50次以上。
王曙群说:“其它行业首先考虑的因素可能是成本,而我们首先要考虑的是万无一失。”
他还有一句更实在的话:“如果刚开始研制的时候就知道要经过16年才能研制成功的话,我可能很难坚持下来。”
按他自己的说法,撑下来靠的是“用一个个希望来‘诱惑’自己前行”。
1999年第一台原理样机问世,2006年9月转入初样研制,2011年11月3日在太空完成第一次拥抱。
神八返回后,时任载人航天工程总设计师周建平只说了一句:“掌握交会对接技术,空间站的建设就指日可待。”
15年之后
这句话后来全部兑现,空间站用的第二代对接机构,能完成8吨到180吨各种吨位的对接。
交会对接时间从最初几十小时压到6.5小时,货运飞船又把纪录刷到2小时自主快速交会对接。
中新社2022年的统计,这套对接机构已随神舟、天宫、天舟、天和上天,完成21次精准对接。
当年那支7人队伍,如今撑起了中国空间站全部对接任务的交付。
我的判断很具体:1亿美元当年真能买来一套产品。
买不来的是后来21次对接、2小时交会,和一个能自己迭代改进的研制队伍。
便宜的那条路,账要放到20年才看得清。
下一次再有技术被开价1亿美元,你觉得还会有人肯花16年去磨吗?
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