原標題:坐看風起雲湧盡顯英雄本色
據《勞動報》報道,在36000公里外的太空遙望地球,能看到什麼?風雲四號氣象衛星可以給你一個完美的答案:哪將有暴雨來臨、哪出現乾旱、大氣環境污染情況如何、地球氣候環境發生著怎樣的變化……風雲四號就像一名全年無休的“士兵”,在遙遠的太空中為我們默默守候。
研製這顆世界上最先進的氣象衛星需要多少時間?風雲四號研製團隊的答案是:7年。7年來,由中國航天科技集團公司上海航天技術研究院抓總研製的風雲四號突破了20多項國內外領先的重大關鍵技術,整體性能達到歐美最新一代靜止軌道氣象衛星的水準。2500多個日日夜夜,研製團隊裏發生了多少感人故事?儘管他們的語言那麼樸實,卻訴説著航天人的拳拳報國之情。
掉進一個高難度的“技術坑”
我國是一個自然災害頻發的國家,災害種類多、分佈廣,每年因各類災害造成的經濟損失以千億元計。增強對各類災害和氣候的監測和預防預報能力是現實的需求。這些年來,風雲一號、風雲二號、風雲三號等十多顆氣象衛星在軌發揮了不可估量的作用。
我國目前正在使用的風雲二號衛星採用了自旋穩定的方式,衛星在36000公里的高空像陀螺一樣高速旋轉,在保持自身穩定的同時對地球進行掃描觀測。“相對於自旋控制,三軸穩定控制可以大幅度地提高衛星對地觀測的時間和效率,也可以更大限度滿足多載荷裝載的要求。”風雲四號衛星總設計師董瑤海介紹。
於是一個獨具特色的高軌三軸穩定定量遙感衛星方案躍然而出———新型的六面柱體構型、貯箱平鋪方案,雙總線體制,載荷———星敏感器共基準以及精密控溫方案,星上實時圖像定位與配準技術,星上微振動抑制技術……這個方案一經提出,也立即獲得了用戶的認可。2010年,風雲四號正式工程立項。而從事風雲衛星研製30年的董瑤海被任命為總設計師,他自嘲道:“當時,就覺得自己掉坑裏了。”
這個“坑”,是一個高難度的“技術坑”。美國同類氣象衛星自上世紀90年代開始,至2006年,共計發射了從GOES———8到GOES———13一共6顆三軸穩定的靜止氣象衛星,才真正實現高軌衛星的三軸穩定控制。在風雲四號一顆衛星上解決人家數顆衛星才解決的問題,難度可想而知。
衛星因搭載高靈敏度的干涉式大氣垂直探測儀,對外界振動環境提出了極為嚴苛的要求,就連試驗現場有人走動都會致使圖像品質大受影響。但目前為止,唯一上天驗證過該技術的也只有美國。“美國人能研究出來,相信我們也一定能成功。”當接下這個難題的時候,研製團隊就開始不停地自我鼓勵。但畢竟是平地起高樓,要實現從無到有的突破,首先得明確微振動技術研究的內容和技術難點。大家遍查國內外與振動相關的資料,閱讀了上千份相關文獻。遺憾的是在浩瀚的文獻中,可用的材料基本沒有,唯有一些語焉不詳的片段。靠著這些線索,團隊理清了微振動問題的主要內容和技術難點,逐漸形成給載荷坐上超級“軟沙發”的微振動隔振系統設計方案。
“軟沙發”想法很好,但要變成現實難度不小,它既要能扛得住火箭發射過程中過載超重,又要能滿足在軌失重以及各種空間熱、輻照等環境下的使用。一開始,試驗很不順利,儘管做了無數次試驗,隔振性能就是達不到要求。直到一次試驗中,電話鈴偶然響起,感測器幅值迅速升高,大家才意識到,微振動試驗結果被周圍的環境噪聲淹沒了,一定要在完全安靜的情況下做試驗。為了不影響研製進度,在專門的微振動試驗間沒有完全建成前,微振動研製團隊每次做試驗都選擇在半夜,並且要清場,關閉空調,拔掉電話線。在靜得讓人發慌發睏的絕對安靜環境中幾小時幾個小時不停地試驗,他們不敢説話,甚至不敢隨意走動,生怕自己一不小心成為意外的微振動源頭,影響測試數據。
7年設計稿濃縮在3本筆記本中
“小夥子,有信心嗎?”衛星臨發射前,在西昌衛星發射中心,上海航天509所所長張偉詢問風雲四號衛星軟體主任設計師顧強。“很有信心!”顧強響亮地回答。
因為在他心裏,成功是付出後的必然。從2011年3月28日寫下風雲四號衛星數管系統軟體第一行代碼,到2016年12月11日發射,顧強為風雲四號衛星軟體設計付出了近7年的心血。這7年的點點滴滴都濃縮在顧強3本32開厚厚的筆記本裏。
2011年3月28日,風雲四號衛星數管分系統的設計師們在松江偏遠的某賓館“集中”,主要工作有三項:數管系統軟體的開發、數管引導軟體的開發,數管分系統地面測試軟體的開發。在航天,“集中”一詞的含義頗為豐富。簡單來説就是遇到棘手問題了,把設計師一起“關”在一個不會被打擾的地方,只幹一件事情,就是技術攻關。
奮戰到第四天中午,顧強負責的軟體代碼寫得差不多了,就開始測試數管系統軟體中的總線通信功能,卻發現怎麼也不通。然後開始排查,但直到21:30,問題還是沒最終定位。大家陸續去睡覺,淩晨1點多,數管主任設計師章生平起床上廁所,發現顧強仍在查問題。章生平説:“早點休息吧,明天再弄。”
可問題還沒解決,顧強哪睡得著。直到淩晨3點多,終於查清是編譯優化的問題。改完代碼,測試通過。猛一站起來,顧強竟然咳出一口血。
工作中無小事,做精益求精的執行者,這就是風雲四號團隊裏每一位航天人踐行工匠精神的真實寫照。
總設計師董瑤海對於細節的把控可謂是出了名的,一旦被他揪到問題答不上來,第二次開會接著問,還不會,那就到第三次開會再問,直至把問題解釋清楚。每天試驗結束,董瑤海快速地把數據看一遍,找問題,幾年如一日。在他看來這是一種態度,更是一種求知的體現。但這樣做的好處就是每位設計師都能對自己的工作做到知根知底、萬無一失,也養成了團隊追求極致的作風。
爬出罐子時她成了一個“汗”人
造一幢房子,設計圖紙固然很重要,但要將圖紙變為現實,還需要建築工人一磚一瓦澆鑄而成。總裝團隊就是將風雲四號研製方案變為現實的那支“國家隊”。
為了衛星在太空的可靠運行,他們大膽創新,開展空間環境模擬,成功地將空間環境“搬到”了地球上。劉瑞芳與孫永雪這對85後的姐妹花就是他們中的一員,為驗證風雲四號的兩個核心相機能否經受住太陽輻射造成的溫升和干擾,兩位年輕的姑娘決心承擔起“全景重現真空狀態下的太陽輻射”這一緊要任務。
7月的上海仿佛一個大蒸籠,即使坐著不動都會出汗。而負責太陽模擬器數據測試的劉瑞芳一大早就穿上包裹嚴實的防護服,戴上防紫外線眼鏡進到空間狹小的罐中,進行太陽模擬器的光路調試。每一天除了吃飯、睡覺以外,剩下的時間,她幾乎都在接受太陽輻射的“炙烤”。爬出罐子時,她拍著僵硬的雙腿,戲稱自己是名副其實的“汗”人。而在罐外負責調試工作的孫永雪,則裹上6公斤的防爆服,冒著爆炸的風險蜷縮在燈室中,高電壓、高電流、高熱度的大功率氙燈讓她吃盡了苦頭。由於試驗需要二人配合進行,她們每天十幾個小時的“保持通話”,一天調試不成,便兩天、三天.……直到滿意為止。
待她們出色地完成了光路調試任務,兩人就像換了個人似的。由於長時間被強紫外線照射,她們眼睛酸脹,全身過敏起斑,原本清秀白皙的面頰變黑、脫皮;超長時間的通話,令兩人的耳朵持續痛了一個星期。家人看著很心疼,但她們説:“幹航天哪有不吃苦的,哪有不能吃苦的!”
“孩子”在太空站穩時最激動
“當我們看到養育7年的‘孩子’在太空中站穩腳跟時,那一刻最激動。”現場採訪中,812所風雲四號指揮車臘梅如是對記者説。
2008年,剛送走風雲二號的車臘梅扛下了風雲四號的重擔。如同每一個為“孩子”操心的母親,風雲四號每一個工藝流程是否合理,能不能更優,她都考慮再三;每一個新工藝或者新材料的應用,她都驗證週全;每一個工裝設備如何既安全又便捷,她都思前想後。
每當孩子有“大動作”,她都緊張得睡不著覺。將風四送往發射場合練的前一晚,大家連夜將衛星裝箱裝車。結束後,謹小慎微的車臘梅仍在心裏一遍又一遍地回想著每一個步驟和細節,最後她又連夜趕回所裏將每一處細節又復查了幾遍才安心。跟著風四到達基地後,她又馬不停蹄地開箱精測,有同事替她算過,那3天,她只休息了6個小時。她錯過了女兒無數個“第一次”,卻見證了風四的“每一次”。難怪型號兩總説:“有臘梅在,我們很放心。”
風雲四號發射升空的那一瞬間,所有人都在歡呼雀躍,車臘梅卻泣不成聲。七年來,她早已把風四當成自己的“孩子”,傾注了無數心血,也對它滿懷期待。
記者手記
“技術控”的熱情
在人們的心目中,航天人總是和沉悶、技術控聯繫在一起,殊不知,這些嚴謹的“技術控”們也有陽光的一面。
總設計師董瑤海有一頭自然卷髮,戴著一副時尚眼鏡,如果你加了他的微信,還能看到他與明星的“合影”。當然了,這些合影,是他自己“PS”的,這也是他自我放鬆的方式之一。團隊裏還有不少90後,都是些性格鮮明的小年輕,有些90後進試驗基地時,還帶上了兩大箱零食,以備不時之需,“小鮮肉”、“葫蘆娃”是他們相互間的昵稱。
生活中,他們充滿熱情;而一旦走進實驗室,他們又換了一副“面孔”。董瑤海是出了名的摳細節“魔頭”,每一個細節都要盡善盡美;技術上遇到爭議,大家互不相讓,憑數據説話;從不做家務的90後小夥兒,在試驗場上爬上爬下,摔傷了照樣堅持……
他們的嚴謹,來自於對航天事業的那份責任心,也是報效國家的那片赤子之情。