30年只争朝夕 圆梦载人航天
30年来，航天科技集团八院作为载人航天工程任务的主要研制力量，圆满完成了24次载人航天工程任务，逐步实现了从搭载一人到多人升空，从舱内作业到太空行走，从短期遨游到中期驻留的历史性跨越，支撑中华民族圆了飞天梦想，迈出了太空探索的重要一步。
回顾八院载人航天领域30年来的发展历程，充满了“四个特别”的精神和力量。中国的载人航天梦起源于国家的“863”计划，决策于载人航天工程立项。
这项震惊世界的工程是中国航天发展史上规模最大、系统最复杂、技术要求最高、难度最大的航天工程，是综合国力强大的最强体现。从神舟一号“保九争八”，到空间实验室实现交会对接，到空间站时代抓总研制梦天实验舱，从一张白纸起步的八院研制团队，将任务成功作为安身立命之本，将飞天梦想作为持之以恒的目标，一步步奠定了中国载人航天事业主力军的地位。
迈向太空的征程中，八院研制的空间对接机构、半刚性太阳翼、柔性太阳翼等关键技术和产品填补了国内空白，达到了国际一流水平，一步一个脚印证明创新是航天发展的不竭动力。
空间站任务中，八院还承担了长征五号B运载火箭助推器的研制工作，合抱在芯级上的“四大力士”——4个3.35米直径助推器由八院抓总研制，为长五B提供了90%以上的起飞推力，助力中国空间站建设梦圆太空。
敢想敢为，推陈出新载人航天一展开，特别是“争八保九”的飞船上天目标确定后，八院研制队伍全体上下发扬“初生牛犊不怕虎”的精神，充分利用国内技术，硬是走出了一条独立自主的研制之路。
1997年是神舟飞船推进舱初样设计阶段，也是一段艰苦攻关的日子。当时推进舱总体布局、推进舱电子模装及设计出图任务非常紧。
每次走进机房，总能看到研制人员的身影，他们或沉思，或激烈讨论，或紧张地在计算机上表达出他们的设计方案。
经过几个月的反复摸索和每天加班到深夜，他们采用巧妙的布局方法、精准的总装设计，完成了对推进舱质心、转动惯量影响最大的推进舱环控生保分系统的8个气瓶的布局，建立了包括推进舱舱体大结构、推进舱8个分系统的设备造型、安装支架的设计造型、管路、电缆的走向等大型推进舱数字模型。
推进舱采用的与舱体一体化结构方案，不仅创造了精巧的设备布局和良好的设备安装条件，还获得了可达性好、质量轻的效果，可操作性、可维修性非常突出。
推进系统从一开始就受人关注，也最让人担心。最大的关键在于飞船在轨道上多次启动实现变轨和制动返回，需要推力2500牛的高空多次点火发动机和能多次挤压往返工作的金属膜片贮箱，还有其他多种发动机和上百种阀门和制动器。
对于空间发动机，在当时八院只研制过490牛推力的，要满足需求就需要增加5倍推力，其燃烧率、燃烧稳定性、工作可靠性及试验验证的条件都是全新的课题。
八院研制团队充分借鉴以往的经验，继承成熟的技术，从方案试车、长程试车、高空试车再到全系统试车，整个目标一气呵成。
在研制人员的巧设计、苦攻关下，队伍不仅掌握了高风险、高难度的金属膜片贮箱制造及抗压技术，还获得了质量一次比一次稳定的产品。
这种飞行产品是试验的不能用、用的不能试，因为有多年的攻关成果，使得推进系统可以自信地回答：只要生产出来的，就能保证万无一失。
交会梦想，对接未来2011年11月3日，历经近43小时飞行和5次变轨的神舟八号与天舟一号首次交会对接圆满成功，“太空之吻”这个浪漫的名字第一次出现在公众视野之中。交会对接，载人航天工程中难度最大、最为光辉的技术亮点，承载着我们建造中国人自己空间站的太空梦，没有它，建立空间站、维持空间站的正常运行、航天员的定期更换，以及提供给空间站一切必要条件的天地往返运输任务，都无从谈起。
1992年9月，中央决策实施载人航天工程并确定了我国载人航天“三步走”发展战略，其中，实现交会对接技术是实现第二步必须要突破的核心关键技术。在上世纪90年代初，除了俄罗斯和美国，其他国家或者航天组织对这项技术始终望而生畏、难以突破。为了将建造空间站的关键技术牢牢掌握在自己手中，中国航天人下决心走一条自力更生、自主创新的路。而决定啃这块“硬骨头”的，正是八院对接机构研制团队。
回首对接机构的研制，是一条不断碰到新问题、不断解决新问题的披荆斩棘、浴火重生之路。面对这项世界航天领域内公认的最复杂、最难攻关的技术，八院在1995年启动了对接机构的研制立项工作，在没有参考资料的情况下，数千次的试验、数以万计的数据积累……收集到的各类资料装满了整整10个大箱子，仅论证报告的撰写就用了3个多月时间。一群怀揣着对接梦想的航天人枕戈待旦、埋头苦干了16年。终于在2011年，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器实现轴向对接，我国首次实现无人空间交会对接，成为世界上第三个独立掌握空间交会对接技术的国家。
神舟八号和天宫都是8吨级的航天器，这个“大动作”在对接机构团队看来已经是重量级选手间的高难度动作了，但是对于接下来的空间站来说还是“轻量级”的，第二代对接机构必须适应未来空间站建造阶段8～180吨各种吨位、各种方式的对接，包括偏心对接，这也是空间建造阶段必须突破的一项技术。为了既不影响原捕获性能，方便捕获，又实现对接机构捕获后的大吨位耗能需求，设计师系统性提出了可控阻尼的控制思路，增强了对接机构吸收能量的能力，使大吨位的飞行器对接更平稳。接下来，研制团队一路过关斩将：在2012年底顺利完成可控阻尼器关键技术攻关，2014年完成初样设计验证，2015年完成天舟一号正样产品研制。2017年4月22日12时23分，天舟一号与天宫二号空间实验室成功实现在轨首次交会对接，第二代对接机构首秀表现完美。如今，八院研制的对接机构已完成21次交会对接任务，为我国空间站的建造及运营保驾护航。
在中国载人航天工程立项实施30周年之际，属于我们中国人自己的空间站将全面建成。按照空间站的后续运营规划，八院对接机构团队每年都要至少保证5套对接机构的生产交付，才能跟得上空间站工程高密度发射的步伐。但一套对接机构涉及8家外协单位、90余件单机产品，过程中的关键检验点、强制检验点多达60余项。从生产、总装到试验，一套对接机构交付过去需要10个月。
面对飞船常态化任务需求，八院积极探索对接机构产品研制模式转型，通过明确设计规范、固化产品状态、产品成熟度定级、组批投产、滚动装配等一系列工作，实现产品质量好、研制进度快、资源占用省，如今最快可实现5个月交付一套对接机构，在确保满足空间站建造及运营阶段需求的同时，也保证了每一次“太空之吻”的完美实现。
刚柔并济，源远流长作为载人航天电源分系统研制的研制单位，30年来，八院按照载人航天工程“三步走”的发展战略，为我国载人航天工程铸就了持续健康稳定的电能，从而确保了每一次飞行任务的成功。
作为当时国内最为复杂、庞大的电源系统，神舟飞船电源分系统研制起步时仅有6人，手头上握着极其有限的资料，一切都得从零开始。那时，镉镍电池只有12安时的电源经过飞行试验考验，国际上实际应用的航天镉镍电池最大容量未超过50安时，而根据总体方案，神舟飞船电池容量需提升到65安时。要研制一种新规格的镉镍蓄电池，来填补当时国内大容量贮能电源的空白。
但在当时有限的条件下，研制一个全新规格，兼具国内领先、国际一流水平的大容量镉镍电池谈何容易？没有足够的设计数据和经验，没有现成答案，只有靠制定多套设计方案和工艺路线，反复地试验、不断地修改完善。凭着“人生能有几回搏”的豪气，研制人员圆满完成了神舟一号飞行试验。
随着神舟二号到神舟四号飞船的成功发射，分系统攻克了主电源与留轨电源并网等关键性技术，为神舟五号载人飞船的发射奠定了最坚实的基础。在接下来的4年里，神舟六号和神舟七号的成功发射，标志着分系统在不同类型的电源并网、故障模拟仿真、可靠性安全性设计等领域达到国内空间电源领域的最高水平。
2007年，中国载人航天二期工程全面开展，分系统迎来重大挑战，一是要研制出国内第一个低轨道高电压的电源系统，作为决定天宫一号目标飞行器成败的关键系统之一；二是要对神舟飞船电源系统进行扩容，在国内首次实现航天器3个发电机组的并网发电。
天宫一号低轨高压电源系统的技术难点，不仅仅是对分系统，对全国来说都是全新的课题。此时又传来了关键材料购买不到的消息。但困难更加激励了八院通过自主创新来完成攻关工作。
除系统内单位外，电源分系统牵头国内相关领域50多家单位，在2年时间内开展了100多项技术攻关，终于研制出了比国外还要好的近百项新材料、新器件、新技术。
首次交会对接任务的完成，标志着我国成为继美国之后，第二个掌握低轨高压电源系统核心技术的国家，天宫一号低轨高压电源系统技术更是交会对接任务中4项具有国际先进水平的技术之一。为给后续空间站建造做好准备，分系统研制人员又在中国首艘货运飞船天舟一号上，首次使用了低轨高压大容量锂电。中国载人航天电源在经历了镉镍电池时代、氢镍电池时代后，正式迈向锂电时代。
2020年，我国载人航天工程第三步任务——空间站在轨建造任务正式拉开序幕。空间站要求功率大、寿命长，而且在轨运行时各舱体的帆板光照条件变化、遮挡情况变化复杂，对空间站电源系统总体架构、舱段间能量调配、组合体运行应对各种故障的能力提出了更高的需求。面对挑战，没有退路，分系统所有研制人员心中只有一个目标：让中国“太空电站”实现能源自由。
为保证中国空间站10年以上的在轨运营，分系统研制人员开展了长寿命、高可靠、可维修设计，设计出了满足空间站运行需求的长寿命大容量高安全锂离子蓄电池，并让电源分系统的每个产品具有可维修、可更换的特性。其中最引人瞩目的，当属天和核心舱两个柔性太阳翼的在轨能源拓展功能。为了解决复杂的遮挡情况，电源分系统研制人员经过多重试验、层层确认，让空间站所有成员组成了“供电大联盟”，通过灵活的并网30年，但经历过那段时光的人们回忆起当年的奋斗场景，都仍会唏嘘不已、记忆犹新。
回望30年，时光铺陈的不仅仅是一个个航天器穿梭太空的轨迹，更是空间电源领域航天人一次次以自信和豪迈，不断发展、自我超越的历史。
面对载人航天后续一系列更具挑战性的任务，电源分系统将继续以迎难而上、百折不回的态度，精益求精、勇挑重担的行动，向着目标与梦想迈进每一个坚实的脚步。载人航天发展无尽，电源系统创新不止。
测通天地，遥瞰星辰在载人航天工程研制初期，大家有一个共识，921工程看飞船，飞船就看测控与通信。当时，为保证921工程的研制进度，八院顶着巨大的压力，科学组织、创新管理、统筹资源，硬是在2个月时间里按时交付产品和地面设备，牢牢稳住了载人飞船测控分系统9个子系统的任务份额。尽管已经过去了快30年，但经历过那段时光的人们回忆起当年的奋斗场景，都仍会唏嘘不已、记忆犹新。
从单板相机和电源、通道切换设备分立的形式，到单镜头的高清相机，再到360度全景高清相机，这是八院图像分系统团队在这30年间交出的答卷。30年的更新换代，为了确保飞船图像的质量，研制团队对产品的每一处更改，哪怕是一片电容、一个电阻，都会再三确认和评估。
一次，图像团队发现舱内摄像机在联试过程中发生色彩有轻微变化的现象，整个团队都感到紧张与不安。研制团队通宵达旦地进行“车轮式”排查，设计师们最终确认这属正常现象。弄清楚原因之后，大家终于长舒了一口气。就是团队这样的决心和毅力，使得图像产品在每一次发射任务中都能完美演绎。作为天地中继高速通道的处理中枢，高速通信处理器在天地之间架起了一座无形的“高速公路”。空间站的高速通信处理器是八院研制的第三代高通设备，相比于天宫一号空间实验室的高通，它的传输速率增加了整整10倍，而用于货运飞船的第二代高速通信处理器则整合了图像、话音和以太网关的功能。
发射、入轨、对接，九天探梦，一气呵成；追赶、并跑、领跑，五十年差距不断跨越。2022年是空间站建造决胜之年，努力攀登、矢志奋斗，中国航天员漫步太空的身影将更加自信从容，中国航天必将行稳致远！文/中国航天报
图片/来源于中国航天科技集团、中国载人航天、上海航天微信公众号
原标题：《30年只争朝夕 圆梦载人航天》