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神舟四号在低温中发射

2006-01-01 14:05:00 来源:书摘 马京生  我有话说

成功回收的神州四号

张建启有一个习惯,那就是每天早中晚都要观察天气。他说,抓试验就像打仗,得掌握天气变化规律。这是他在西昌发射场就养成的习惯。

西昌卫星发射中心地处大凉山腹地,忽晴忽雨,气候多变。发射时大起大落的事也不知碰上多少次。成功不必说了,单看看那些紧要关头,下达了点火命令却不见火箭起飞;眼睁睁地看着火箭起飞,发射台上却传来火箭爆炸的声音;等待着卫星入轨,突然间对面山头大火燃起……见得多了,他什么事都能泰然处之,什么压力都能卸下来!可是飞船是要上人的呀!

2001年,张建启被任命为洒泉卫星发射中心主任,并担任发射场系统的总指挥,他成功主持完成了神舟三号飞船的发射。

2002年下半年,神舟四号飞船的有关准备工作正在顺利进行,发射场正在做火箭和地面逃逸联合检查。

晚上十点多,张建启突然接到王永志的技术助手周雁飞的电话,说王永志总师病了。

张建启急匆匆地赶到医院,和医生一起忙乎到大半夜,又联系酒泉赶快往发射场送特效药,又要打听回北京的飞机。王永志病情严重,在戈壁滩上医疗条件有限,急得张建启直冒冷汗,无论如何不能让王永志有任何闪失。他赶快报告了李继耐和胡世祥,总指挥和副总指挥也非常关心王永志的病情。

等待发射的神州四号

第二天吃过早饭,张建启把王永志送上了飞机,还特意安排了医生、护士一路护送到北京的医院。

送走了王永志,张建启心里忐忑不安,一是担心王永志的病情,二是担心神舟四号发射。王永志是载人航天工程的技术总负责人,从论证到设计,从设计到研制,从研制到发射上天……他全程技术总把关。这次王永志临上飞机前,肚子痛得直不起腰,还惦记着发射场的测试和天气温度的变化。王永志已经预感到神舟四号将要遇到天气带来的难题。

这时总指挥李继耐也累病在西昌卫生发射场。可是他的心却不能闲着,他抽空看了近十年来世界航天发射的资料,各国共发生了50多起触目惊心的航天事故。李继耐让秘书把这些重大事故分门别类整理出来,打印好,作为见面礼送给了准备发射神舟四号飞船、背水一战的酒泉发射场。

为决策神舟四号的发射问题,李继耐、迟万春和胡世祥等领导都聚集在酒泉发射场,此时发射场已经进入了严冬,戈壁滩上滴水成冰,寒风刺骨。

几位决策的总指挥和副总指挥首先想到的是,那厚厚一摞整理出来的航天事故,大约有百分之十都是因为由倒霉的气候条件引起的。最典型的就是1986年1月28日上午,美国航天飞机“挑战者”号升空73秒钟后突然爆炸,价值12亿美元的航天飞机在目瞪口呆的观众眼前被炸成碎片坠入大西洋。

其实,美国“挑战者”号航天飞机发射之前,关于发动机圆型密封圈能不能承受低温发射的问题,争论很大。一位设计师鉴于低气温对密封圈会产生负面影响,提议为了安全起见应该取消发射。但是航天飞机指挥没有听到这场争论,美国航天局最终做出发射的决定。

那个黑色的日子天气极冷,宇航员们呆在发射台上的航天飞机里等待了几个小时,当时舱内的气温已经接近摄氏16度,地面指挥系统还听到宇航员在机舱里喊:“冻坏了我的鼻子!”但是各就各位的全体机组人员,谁也不知道在此之前还有一场关于低劣气温对发射可能产生何种影响的讨论。尽管很冷,他们出现在大屏幕上都是面带微笑的镜头。

而那位设计工程师郁闷地回到家里,他的家人见了,问他为何不高兴。他说:“这简直就是一场谋杀!”发射当天,他一再祷告,希望他的推断是错的!结果航天飞机升空后,很快爆炸,7名宇航员全部遇难。

这位工程师后悔莫及,他说:这辈子他最大的遗憾,就是没有坚持自己的意见!看到了刻骨铭心的失败。

“挑战者”号航天飞机发生事故后,美国的航天活动停止了三年,可是,美国却在随后的十几年中创造了70多次成功航天飞行的纪录。

现在轮到中国飞船的决策者们通宵达旦地进行讨论神舟四号何时发射了。

总指挥李继耐工作繁多,回北京前,他把发射场的领导召集到一起,留下话来,神舟四号现在各方面准备工作都比较成熟,又赶上了低温发射。如果温度降到零下20度以下,必须保持飞船、火箭的测试安全。择机发射问题要认真研究。

对于低温发射到底会有哪些方面的影响?张建启琢磨了许久,他的结论是:低温的影响很多,有些元器件可能会超过它的临界温度,无法正常工作了。我们制定发射温度的标准是根据船、火箭上面各种元器件、仪器、燃料、设备结构的低温环境试验参数综合计算得出的,温度不能低于-20?5℃。

张建启让气象部门把发射场近三十年来的气象资料统统查一遍,看看发射时段的最低气温的概率。往年这段时间的最低气温也就零下七八度,整个冬天的最低气温是零下20多度,但时间很短,戈壁滩的大太阳一出,地表温度立刻回升。最让人担心的是天气突变。

根据这种情况,张建启代表发射场系统,向工程指挥部建议在12月底发射。

这一建议受到了其他系统负责人的质疑。12月份正是寒冬,酒泉发射场气温比正常发射要求的气温低了15度。这样的发射条件,就连老牌航天大国美国和俄罗斯也没有经验。

为了保险起见,一些系统的负责人建议推迟发射时间。可是发射场的天气回暖还要几个月的时间。如果神舟四号发射推迟几个月,不仅计划好的各项试验不能及时完成,而且整个载人航天工程计划也要随之推迟。

张建启认为,在科学的基础上,只要选准时间,对火箭采取特殊的保温措施,就可以确保发射成功。各项工作提早一天,我们的载人飞行就可早一天完成。根据张建启的建议,上级批准了发射计划。如果天气突变,可以短期推迟几天。

偏偏这时,干旱的酒泉卫星发射中心下了一场罕见的大雪,寒风刺骨,气温竟降到零下27℃。二三十年不遇的低温,对屹立在发射塔架上的长征二号F火箭和全体参加发射的人员,都是一次极为严峻的考验。

爆炸的“挑战者”号和遇难机组人员
12月22日,雪停了,土黄色的戈壁滩成了一片白色的沙漠。

雪过天晴,胡世祥来到发射场,看到垂直测试厂房的大门已经升起来,乳白色的火箭、飞船和逃逸塔组合体端端正正坐在转运车上,安全到达了发射区。发射架平台合拢后,马上开始给火箭送热风。黄春平和刘竹生见了,心里热乎乎的。火箭就像他们的儿子,现如今比儿子还金贵。

因为火箭储箱舱体都是金属做的,散热很快。刘竹生见了心疼得什么似的。他把这问题提出来,大家商量之后,决定用棉被把储箱包起来。

张建启发展了这一建议,只要是关键部位需要保温,都让它穿上棉衣。他一声令下,一百多条棉被就运到发射架前,操作人员先给每条被子编上号,到时好清点撤收。

“被子要专人负责,谁包上去的谁负责拆下来。到时候谁丢下一条,谁吃不了兜着走!”张建启特意叮嘱道。

第二天,胡世祥过来检查保温措施,见了火箭穿棉衣就直乐,夸奖了一句:“好啊,这也算是‘小米加步枪――土洋结合的打法了’!”

12月28日,神舟四号原定发射日期即将到来了,能否按预定的日期起航,关键是看火箭能否经受住超低温的考验,上上下下对此都十分重视。如何保证火箭安全升天,从早上8点直到深夜12点,围绕“低温”问题,各路决策者们开了大大小小7个会,研究、制定发射前火箭的保温方案。

当时,天气预报12月29日最低气温-28℃,发射窗口时间,即零点左右,温度是-22℃。

不光是发射场气温很低。位于内蒙古大戈壁上的主着陆场更是风雪交加,气温达到了零下30度!后来飞船落地时,回收人员一摸飞船,手就粘在了飞船冰冷的金属壁上,活活地撕掉了一层肉皮。

一个发射场,一个着陆场,都面临着低温的严峻考验。李继耐让发射场全权做主,如果天空实在不行,可以考虑推迟发射。

在这么低的温度下实施发射,这是开天辟地第一次!

胡世祥再次召集指挥部开会讨论发射程序,他说:“根据今天的试验结果,火箭暴露在外面,温度每五分钟就下降一度!现在塔架里面有保温措施,吹热风、裹被子,可以维持到零上10度左右。我们的塔架在发射前四十五分钟打开,到发射时也基本上降得差不多了,怎么办?”

大家纷纷发表意见,你一言我一语出谋献策。

张建启有意推迟发射,他说:“如果29号发射,目前看来是不符合发射条件。如果塔架能推迟20分钟打开,温度会降得少一点!”

“我建议向火箭尾舱送热风的时间也延长一点,这样比较保险。”刘竹生提议。

推迟打开塔架,还要撤收被子,万一人员撤离发射架等应急措施,手忙脚乱出现什么问题怎么办?许多人开始赞成推迟一天发射了。

胡世祥也发愁了:“现在大家的意见,基本上是为了给火箭保温同意塔架推迟打开。推迟打开行不行?推迟多少时间?20分钟?还是25分钟?塔架上包了100多条被子,那么短的时间内能不能及时撤收?温度过低,塔架上的液压系统会不会受影响?人员怎么撤离……”

张建启与技术人员亲切握手。

这时,张建启说:“推迟开塔时间是避免温度降得过低的惟一办法。但是这样调整后的程序我们还没有演练过。塔架回收到位至少也要10分钟,人员在临射前15分钟才能撤离发射场。为保险起见,我建议我们推迟一天发射,把这些工作做充分。另外,30号的发射窗口环境温度是零下20度,比29号回升2度。零下20度就是发射允许的环境温度,这对我们的发射是有利的!”张建启对天气回升抱着很大的希望。

“推迟一天?”胡世祥用征求的口气问。

“我们也建议推迟一天发射!”黄春平道。

胡世祥没说话,心里盘算着,29号的发射时间已经上报到中央,首长们的行程也都定了下来,这个时候改变程序,影响是很大的!推迟一天对发射场来说,也面临着极大的挑战:整个发射试验文书要全部重新修订、重新下达,塔架的保温措施也要连续多工作24小时,没有备份加热电阻,能不能支撑到最后?推迟一天也没把握,谁知道老天爷让天气变冷还是变热呢?万一更冷,他这个指挥员就更难操作了!于是,他问道:“如果30号天气更冷呢?你们也同意推迟吗?”

“同意!”大家似乎都认准了30号天气会变好。

胡世祥回到宿舍,就拨通了李继耐的电话,把晚上讨论的结果汇报给他听。

“稳一点好!”李继耐听了胡世祥的汇报后说,“应急处置预案都要有把握,不要赶时间!全力做好发射场的保温工作,确保发射安全!至于推迟发射问题,我们再向中央汇报!”

别看就推迟一天发射,整个发射程序都要调整。首先塔架推迟到发射前20分钟打开,时间很紧张,开塔后人员怎么撤离?万一低温对塔架的液压系统造成影响,塔架不能自动打开怎么办?包上去的100多条棉被能不能及时撤出来等等,组织必须非常严密,各种情况都要想到。另外我们的加温系统还要24小时不间断加温,因为都是电热丝加温,长时间运行也存在不安全因素。各系统积极行动起来,分门别类做出了预案。

张建启说:“发射程序重新做了调整,试验文书也修正了。原来预报的环境温度是-20?5℃,万一超过了怎么办?已经推迟了一天的,如果再发射不了发射场的压力更大。所以我们建议采取的保温措施,在能保证发射条件的情况下,环境温度可以放宽一点,把发射最低温度调整到-23℃。这样如果出现意外的低温,超出一到两度,也可以发射。”

12月28日晚上,临时指挥部会议上,胡世祥听取发射场各项工作的汇报,最后拍板说:“现在所有的人都看着发射场,明天上午9点40分,火箭开始加注,瞄准30号凌晨0点40分发射。”

12月29日,船箭功能联合检查,结合一切正常。这充分证明了“神箭”的“耐寒”和“禁冻”,特别是“保温”措施十分有效。一项项为适应低温环境而采取的措施被写进了技术文件。一切能让火箭保持“体温”的办法都用上了。

2002年12月30日0点40分,随着一声巨响,火箭腾空而起,桔红色的火焰划破了寒冷的夜空!“神箭”在人们的期待中壮丽起飞,成功地将神舟四号飞船送入预定轨道。

后来有人问张建启:“温度万一不回升,甚至降得更低。你坚持要推迟发射,有十分的把握吗?”

张建启回答:“我没有特别的把握,因为这种天气情况实在无法预料。但是如果不推迟,环境温度相差将近4℃,不可能发射。而当时预报30号的发射窗口温度是-20?5℃,回升了2℃,天气开始好转。那个时候哪怕回升1度也非常关键。另外我根据那几天持续低温的情况判断,一旦开始好转,很可能有一个大的突破,回升3到4度都有可能。29号冒着超标2℃的风险发射,太危险。后来30号凌晨发射之前,环境温度降到了-19?1℃,结果到发射前20分钟左右,突然刮来了一阵南风,温度一下子回升到-18?5℃,而且一直保持不变。最后发射的环境温度就是-18?5℃,储箱燃料输送管处,经过我们采取的一系列保温措施,发射时温度为-1?7℃,很理想。真是天助我也!”

神舟四号能够突破低温发射,对火箭和发射队伍都是一次严峻的考验。这再一次证明,人类要冲出地球,本来就是一个充满了挑战、随时都有危险的事业。人类能够从征服太空所遭遇的灾难中汲取经验,从而变得更强大、更先进,让梦想飞得更高、更远。

(摘自《国家功勋――聚焦中国航天英雄》,人民出版社2005年10月版,定价:32?00元。)

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