遥远的太空,亲近的牵挂(3)
神舟十二号太空飞行任务之前,航天员在太空生存所需的氧气和水都要从地面携带。在空间站任务中,航天员在轨时长超过3个月,从地球运送物资代价高昂。环控生保技术必须在舱内实现氧气和水循环使用,这是空间站在轨长期运行的关键技术。
在一个密闭狭小的空间站舱内,制造一个类似地球环境的可循环生命保障系统且长时间稳定运行,难度可想而知。
2011年,一支平均年龄不到35岁的科研团队,受领这一任务。从论证到初样研制再到正样,他们一路摸着石头过河,查资料、请专家、做调研,不断试验,在出现问题和解决问题中往复循环、螺旋发展。
将尿经过提纯后,变成可饮用的水,在常人听来似乎不可思议。10多年前,这已经成为该中心环控生保再生子系统尿处理团队研究的方向。
科研人员遇到的最大难题就是如何一边蒸馏一边进行水气分离。国际空间站设计的是双旋转蒸馏装置,技术相对成熟,但是较为笨重。该团队另辟蹊径,开拓性提出研制重量减半、体积减小、可靠性更好的单旋转蒸馏装置。
当时,国内找不到能承接该产品的协作单位,他们只能自己干。经过一遍遍修改设计,问题最终迎刃而解。
挑战接踵而来。一般轴承都在有润滑油的环境中工作,但该旋转轴承要在无油、强酸的介质中工作。当时,市面上没有一种轴承满足这种条件。国际空间站上的尿处理装置,同样面临这一问题。
针对这一世界难题,研究团队联合国内顶尖轴承技术研究所,选取多种材料和不同的结构方案,反复实验对比,找到了最优材料和结构,将轴承寿命提升到数千小时。最终,经过团队成员近4000个日日夜夜的刻苦攻关后,性能良好的尿处理装置成功面世。
同样面临微重力条件下水气分离问题的,还有电解制氧团队。经过反复调研试验,团队研制出某种膜材料,可材料的重量和寿命仍不符合相关指标要求。他们集思广益,跑遍大江南北,走访请教业内资深专家,创新性设计出新型膜结构。随后,他们又用9年时间,将这种膜的寿命提升了10倍,重量下降到原来的1/4。
十年磨一剑。经过关键技术攻关和工程化研制,再生生保团队攻克多项关键技术和技术难点,完成再生生保装置的工程研制。
目前,该中心实现诸多“从无到有”到“从有到优”的跨越——
空间站舱外服的功能性、舒适性不断改进优化,能够满足多次出舱使用,每次出舱时间能长达数小时;飞行手册首次应用交互式电子信息技术,有效提升航天员在轨工作和地面飞控支持效率;航天食品达到120余种,突出个体化设计,为航天员长期飞行提供更好保障;空间站系统配置“太空跑台”等在轨锻炼装备,为航天员提供丰富的锻炼方式;研制出先进的航天医学实验平台,将更加系统深入地探索人类重大医学和健康问题……
关键词 精益求精
成功是差一点点失败,失败是差一点点成功
2秒有多长?不过是秒针滴答2下,而对中心科研团队来说,2秒可能就是个重大事故。
“每起严重事故背后,必然有29起轻微事故、300起未遂征兆和1000个隐患。”在该中心某训练现场,整整一个墙面上用醒目的黑体字书写了这个名为“海恩法则”的科学规律。
这,既是对所有工作人员的警示,更是科研人员熟知熟记的质量箴言。
“成功是差一点点失败,失败是差一点点成功。”多年来,该中心参研参试人员始终遵循科学规律,精益求精,确保每次任务万无一失。