中国空间站“破茧”
他们是中国空间事业最具实力的骨干力量，他们是把工作视为生命的航天人，他们用较少的成本换回了巨大的回报，他们推动中国向航天强国迈出了关键的又一步
文/《瞭望》新闻周刊记者陈泽伟
特约撰稿郭兆炜
11月17日19时许，神舟八号飞船在太空巡游17天，与天宫一号成功进行两次空间交会对接后，成功返回地面。天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船在轨飞行任务的圆满成功，表明中国空间技术研究人员已经攻克了交会对接这个世界级难题，广阔的载人航天舞台已经向中国敞开，中国人实现在浩瀚宇宙中“驻家”的梦想越来越近。
交会对接任务的成功完成，中国航天不仅收获了很多极为重要的空间技术成果，研制成功众多具有自主知识产权的核心产品，更摸索出了一套适用于多型号并行的研制、管理方法，培养出一支虽然年轻，但能力出众、素质过硬、作风顽强的人才队伍。
《瞭望》新闻周刊记者近日深入走访了神舟八号和天宫一号抓总研制单位——中国航天科技集团公司空间技术研究院，近距离接触了承担交会对接任务的核心团队。
无处不在的备份
交会对接技术是世界级难题，对中国来说更是首次。交会对接方案的设计没有现成经验可以依据，全凭神舟人自己一点点摸索出来。据本刊了解，为了确保整个交会对接的无懈可击，试验队在本已完美的飞行实施主方案的基础上，又设置了多套备份，为任务的成功加上了“多保险”。
例如，在交会对接过程中，进入数百米的近距离时，CCD相机取代微波雷达、激光雷达接过了测量的“接力棒”，与之相备份的，就是人工手动控制。除了在方案上设置主、备份之外，每个方案，一般都设有互为备份的两套设备，拿CCD相机来说，实际上共有主、备两套，每套CCD又分远场、近场两台，不仅这两套CCD可以互为备份，远场、近场两台CCD也可以互为备份。
除了测量设备外，这次飞船的控制系统也进行了更为科学的改进。不同于以往地面发指令，飞船照着做的传统方式，神舟八号的在轨控制更为智能。它可以通过所携带的敏感器获取与目标飞行器之间的相对距离、相对速度、相对角度等数据，来计算出相对变轨的脉冲，再依据分析出的脉冲大小、方向进行自主变轨。它甚至能根据船、器之间的距离远近，来调整计算的精确度，距离越近，精度越高。而传统的地面控制只是作为自主导引的备份，充当起监视和保护的“配角”。
神舟八号的执行机构更为灵活、机动。为了保证对接的严丝合缝，神舟八号飞船不仅要控制好自己的位置速度，还要把与目标飞行器之间的相对位置、相对速度、相对姿态角速度调整到最佳，所以神舟八号在原有自控发动机、滚动发动机的基础上，还在正反双方向安装了平移发动机和反推发动机，作为实现多角度、全方位自由控制的备份动力源，以实现飞船能进行各姿态、各角度的灵活多变。
可靠性验证精益求精
天宫一号、神舟八号飞船总指挥尚志对本刊记者说，交会对接任务有极为鲜明的两个特点，“一是技术新，交会对接任务所涉及的很多技术都是世界级的，对中国航天来说都是首次；二是试验、验证方法新，航天技术发展40多年来，几乎都是针对单一飞行器而开展研制工作的，而交会对接任务是针对多个飞行器而展开”。面对挑战，交会对接试验队用科学的精神，高标准、精要求、严格执行试验、验证“全面性、科学性一个都不能少”这一准则，为飞行任务的圆满完成筑牢了基础。
拿神舟八号飞船来说，它的试验验证与“神七”相比，“有过之而无不及”。试验队专门列出了一个共计117项的待验证清单，分交会对接专项、互换性、可靠性安全性、寿命试验、拉偏试验和其他专项六个类别进行了“地毯式”的梳理，确保试验验证能覆盖到飞船每一个疑点。
对于交会对接方案的验证是此次试验验证的重中之重。试验队员们对照交会对接过程中远距离导引段、自主控制段和对接段三个阶段，想尽办法，克服天地差异对试验带来的挑战，把各类敏感器装在了改装后的两架“运八”飞机上，来模拟太空中的天宫一号和神舟八号，进行联合校飞试验来验证中远距离导引段的方案。在天津通过车辆的模拟演示，来进行中近距离的试验。通过高精度的九自由度平台来验证对接段的方案。这三个验证阶段彼此间还有交叉的部分，这样就确保了对整个交会对接飞行过程验证的全覆盖。
在做到对过程全覆盖的基础上，试验队还通过计算机仿真、半物理仿真、全物理仿真相结合的方式，实现对各种工作情况验证的全覆盖。拿“运八”飞机进行联合校飞试验来说，试验队先进行计算机仿真，得出试验会出现的什么结果这样一个模型，再通过十多次架次实际飞行，来得出典型工况、极端工况下敏感器的工作数据，以此来检验、修正模型的误差，继而再得出新的模型，再通过实际飞行来验证。这样反复的过程中，就能实现对各种工况的全面演绎、验证了。
互换性试验是试验队为交会对接“量身定制”的一种试验类型，按照飞行流程，神舟八号和后续的两艘神舟飞船要相继和天宫一号完成对接，可是天宫一号的研制进度要快于神舟九号、神舟十号，等神舟九号、神舟十号整装完毕时，天宫一号早已畅游在太空了，对此，试验队专门设置了互换性试验，在天宫一号发射前，就先把待安装在神舟九号、神舟十号上的十多套产品与之进行验证，以确保配对的敏感器上天之后能“友好相处”。
光照、重力、辐射等天地差异性等给交会对接中技术、方案的验证带来了很大麻烦，用现有的技术无法在地面复现太空中的一些场景。面对这一挑战，试验队优化试验方案，在不降低试验标准的基础上，降低试验难度，化一个个不可能为可能。
天宫一号和神舟八号在交会阶段的速度达到数万公里/秒，这样的高速根本无法在地面进行模拟。对此，试验队研究发现，可以略去绝对速度这一值，通过模拟二者之间的相对速度来简化试验方案。此外，二者在太空的位置关系是呈三维变化的，这点在地面用传统的方法也不好实现，研究人员通过大量计算，得出其中的两个轴向相比是对调的，并据此理论简化了数学模型，使得地面验证成为了可能。
扁平化管理网络快速响应
交会对接任务是一个系统工程，天宫一号、神舟八号以及后续的两艘神舟飞船之间，研制流程、飞行动作中的每一个环节都紧密相扣。对此，承接交会对接任务的载人航天总体部结合现代航天器研制的特点，对组织机构进行了大胆革新，不断提升管理的精细化水平。
构建起科学的管理网络。载人航天总体部专门成立交会对接项目管理委员会，统筹协调天宫一号、神舟八号项目办，神舟九号、神舟十号产品中心之间的工作，并建立起共性管理小组作为相互间的穿插机构，承担起通信和沟通职能。
比如，当产品中心在研制中发现某一问题时，共性问题管理小组就会迅速介入，组织天宫一号和神舟八号两个项目办对问题进行快速定位，并仲裁、确认这个问题是不是共性问题，需不需要进行举一反三，并根据确认结果及时部署后续工作，这样一来就实现了相关联的各个项目团队之间的协同作战，确保了共性问题的快速解决和研制的顺利进行。
在完善组织管理树的基础上，载人航天总体部还根据交会任务特点，打破传统，对各项目团队的组织形式进行了优化，使其能更为高效地运转。
考虑到天宫一号、神舟八号是载人后续任务的“模板”飞行器，载人航天总体部把天宫一号和神舟八号定位为研制型项目办，在传统项目办组织形式的基础上，对项目团队中的总体力量进行了加强，新增了总体、总装、电总体、综合测试四类总体岗位，每个岗位配置两个人，这样一来，原来总体一个人，就增加到了8个人，极大提升了项目队伍的研制力量，确保了型号研制从初样到正样时，技术、工艺的固化，状态的稳定性。
针对神舟九号、神舟十号以及天宫二号的研制，载人航天总体部采用了产品中心的管理模式，用批生产的思路，解决多型号并行这一新问题带来的挑战。着重加强了管理岗位，增设了两名调度、两名质量人员，从单机产品验收入手开展工作，按照批产的模式，对神舟九号、神舟十号、天宫二号的研制进行模块分割、同类项合并，统一组织产品验收、总装、测试等各项工作。这样极大地减少了重复性的工作，提升了研制效率，此外，对同一工序进行集中实现，确保了每项工作的专业化分工越来越强，不仅节省了大量的管理人员，研制的质量、统一度也得到了提升。
把时间用到极限
用“与时间赛跑”来形容神舟人一点都不为过。交会对接试验队对待时间的态度是“分秒必争”，在进度管理中，他们想尽一切办法，省时间、挤时间，以便抽出更多的时间多研究几个问题、把技术吃得再透彻点，多测试几轮，确保不留下任何隐患。
交会对接试验队把“批产”的概念引入到管理中，用“合并同类型”的方法来减少重复的工作，提升工作的效率。试验队在组织产品评审、出厂时，尽可能地把相关的合并在一起，减少会议数量。基于型号出厂要准备大量的文件，成立了共性管理小组，委派专人对某一类型的文件进行统一管理，避免了不少文件的重复编写，节省了大量的资源和人力。积极发挥共性管理小组在型号研制中的作用，对技术基线、技术文件体系中的共性问题进行了研究、分析，进一步明确了产品技术状态、工组项目和技术流程，大幅减少了后续型号新出系统级文件的比例，减少了设计师的工作量。
为了把“时间用在刀刃上”，试验队在工作中的很多方面进行了调整。有会议的话，尽可能安排在下班之后是试验队的典型做法之一，而且开会务实，只说问题，不谈成绩。
此外，交会对接试验队一直施行超常规的工作制度，早在天宫一号、神舟八号发射近一年前，交会对接试验队就按照发射场的作息标准进行管理，实行七天工作制，为任务进行提供充实的时间保障。在载人航天总体部有个统计，交会对接试验队队员们每天平均工作时间长达12小时。
“省时、惜时”的良好传统在队员们身上得到了传承：早晨谁先到，先帮大家把计算机打开，后来的队员只需输入密码就能直接登录，可以节省近1分钟的等待时间。中午吃饭，为了节省时间，不少人都选择了订食堂外卖，甚至还见缝插针地开个小型“调度会”，围坐在一起边吃边研讨工作。遇到一些关键节点，项目办就采取集同的方式，所有参研人员同吃、同住，力求把时间的使用效率最大化
本刊记者看到，在交会对接办公楼里、各项目办办公室中悬挂着，“距离型号出厂还有多少天多少小时多少分多少秒”的电子倒计时牌，就不难理解这座办公楼里每个人急匆匆的脚步，也不会在意在约他们采访时，只能见缝插针安排在午饭时间、下班路上的尴尬。
正如一名普通的交会对接试验队员告诉本刊记者的，“我们这么干，就是为了时刻提醒自己，要抓住一切能够利用的时间，把各环节做到最好，把风险点降到最低。”
质量管理“如履薄冰”
神舟八号飞船、天宫一号目标飞行器与一般的卫星、火箭相比，最大的一个特点就是，产品数量大幅增加，对于卫星而言，所有装星的产品加一起就100～200台，但是对于飞船来说，涉及装船的产品有600台左右，按照元器件来统计的话，多达10万余支。产品数量的增多递增了工作量，更对质量管理提出了挑战。
谈及此，尚志说：“尽管我们采取了很多的方法进行可靠性验证，但是交会对接对我们来说毕竟是首次，系统复杂，技术难度很大，任务风险大等特点，没有成熟的经验可以借鉴，同时，好多技术细节在地面是没法试验、验证，这些压力总是压在心头。所以我们总是憋足一口气，绞尽脑汁找问题，挑毛病，争取做到不留下隐患。”
例如，交会对接飞行流程设计是任务中的难题。2010年，在交会对接任务进展最为紧张时，尚志带领试验队组织了模拟推演，再一次对飞行流程的“完美性”提出了质疑。演练安排设计师分别扮起航天员、地面飞控、飞船、目标飞行器和中继卫星等角色，把整个飞控各指挥和参与的情节分别指定一个人，从飞船0秒起飞开始模拟演练，该是谁执行什么动作了，相应的扮演者就讲述下动作的要领，比如飞船的扮演者要执行什么动作，执行完以后有什么样的问题，故障情况下会转换到什么情况；航天员的扮演者，就要说清楚飞船有哪些信息，哪些信息是要给航天员的，这些在设计上有没有做，支持不支持。比如要起飞了，作为航天员要和地面通什么话，需要知道什么信息，以此类推来模拟交会对接中的实际场景。通过这种“身临其境”的演练，果然又完善了一些设计中的不足之处。
再例如，试验队把整船、整器电测作为发现问题、暴露问题的有效手段，鼓励队员用第三方的视角审查电测数据，敢于质疑任何一点数据异常，不怕反复。据统计，神舟八号仅出厂前的连续电测时间就达到1700小时。
在“矫枉过正”中发现问题，也是确保质量的一个方法。拉偏试验是采取过试验的方法，通过摸底拉偏试验边界条件，进而验证产品裕度的一种试验方法。交会对接试验队在实际中发现，通过拉偏试验，能发现很多常规试验所发现不了的问题。拿飞船上常见的数管设备来说，通过拉偏试验，把它的工作状态、工作中所受到的载荷以及相互间工作接口的协调性进行了加严，这样一来就能发现产品工作中存在着的不协调情况，通过仔细分析这些现状、比对数据，继而就得出设计中的薄弱环节和缺陷，而这些缺陷在常规试验中根本无法被发现，只有当产品在极端条件中才会露头。天宫一号、神舟八号共计进行了近500项拉偏试验，基本实现了对风险点的覆盖完全，做到了对设计和产品心中有数。
为外协产品质量加上“双保险”
据统计，参与交会对接任务的外协单位有近百家，他们其中有很多是第一次参与到载人航天工程这样高标准、严要求的重大工程中，如何让这些外协单位也能拿出质量响当当的产品呢？交会对接试验队采取了主动出击、严格过程管理，末端把关、严格验收的“双严”战术，为外协产品的质量加了“双保险”。
交会对接队伍专门选派有经验的质量管理人员，成立多个复查组，深入外协单位走访，在检查监管外协单位质量标准执行情况。碰到研制中有难题的外协单位，复查组还充当起了“老师”的角色，帮助外协单位分析问题、解决问题，还分阶段，不断回访，确保外协单位的整改落实到位。有些外协单位质量基础比较薄弱，员工对质量的认识比较淡薄，复查组就干脆“驻扎”到外协厂家，从帮着他们写质量报告等这些小事入手，与外协单位一道建立健全质量管理体系。
交会对接试验队验收产品时，有着自己的一套特色做法，用他们的话来说，“就是戴着放大镜看问题，眼睛里不揉沙子”。试验队专门出台有一个验收管理要求，要求验收每台产品必须要审86份文件，包括设计文件、生产过程文件、测试文件、产品基础数据、工艺清单、原材料清单、元器件清单，还有生产过程中发生不合格控制的证明材料、照片等，反映出了产品从设计、研制到测试的生产全周期。一个产品86份文件，每份文件少则十几页，多则上百页，而仅神舟八号飞船就有着600台产品，这加起来，仅审查这些文件就是一项很重的任务。验收时若发现文件有问题，还要和分系统的设计师、质量人员去协调，甚至要去现场实地考察。
一位验收人员告诉本刊记者，“我们设计师要参与验收，白天很多工作，查看文件只能安排在晚上，那段时间晚上没有10点下班的，部门里不少年轻人都把婚期推迟了。”
“钢铁军规”与柔情并存
神舟八号飞船在总装期间，对推进舱进行测试时，发现有一根导线不通电。发现这一问题时，已是晚上7点半了，得知这一情况后，已连续多日盯在一线的尚志立刻组织所有相关人员召开现场分析会。晚上9点，京内外、总体、各分系统的参研人员对问题展开了会诊。大家对照着会议室黑板上画着的故障树，边查阅图纸、设计报告和测试数据、记录照片，边讨论，排查问题隐患，经过三个多小时的协同攻关，终于定位了“病根”。接下来，又赶往总装现场，查看产品状态、比对分析结果。总指挥尚志和总师张柏楠从飞船和地面不到半米的操作间隙中钻了进去，仔细确认着产品状态，一直工作到凌晨五点多，最终消灭了问题，保障了后续工作的平稳运行。
“对待技术必须要严肃严谨，谈技术问题必须拿着技术报告、结合着数据来说，确认问题要实事求是、眼见为实，必须到现场实地查看后再进行确定，解决问题要准确快速，问题发生后，相关人员要在1小时内到达京区现场、8小时内到达京外现场，并按照‘问题不过夜’的原则”这些“钢铁军规”逐步融入到试验队的工作习惯中，交会对接任务试验队执行起来不打折扣，绝对服从，就如同士兵执行军令。
并非只有“钢铁军规”，交会对接试验队中也有无处不在的柔情。
在试验队里采访，总听到大家说，“型号两总心里不仅装着型号，更装着试验队每个人。”队员们过生日时，会收到老总们发来的祝福短信，工作之余，型号两总会关心队员家中的情况。
试验队员之间更是彼此无间。载人航天总体部的于潇从技术岗升任到载人航天总体部副部长前，给原处室的34位员工每个人都发去了一份邮件，每份邮件都各不相同，饱含着对每位员工工作习惯、优缺点及今后职业发展规划的中肯建议。
崇高事业凝聚人心
这是一支新组建的队伍，三分之二的人是刚刚走出校门，第一次接触型号的航天新兵；这是一支年轻的队伍，平均年龄只有32岁，但就是这支队伍攻克了交会对接这个世界级难题。
36岁的朱亚力，从神舟八号任务启动以来就参与其中，见证了神舟八号从立项、研制到成功发射的全过程。他每天的工作简单到三点一线：单位—食堂—宿舍。当本刊记者问他，这么干图啥时，这个初见时还略带羞涩、谈到技术就两眼放光的“大男孩”，毫不犹豫地说，“我现在干的这份工作在中国来说，应该是技术难度最高的，能挑战这种高度真是特有意思！我图的就是这个。”
2009年才组建的载人航天总体部，成立之初不足百人，不到两年时间，就扩大到400多人，其中大多都是来自国内一流学府的高材生。据统计，交会对接队伍中的博士生所占的比例接近40%，硕士以上学历的超过七成，更不乏放弃国内外高薪、厚职等条件的成熟人才。
采访中，多位受访者说，“我们干的是载人航天，神舟系列就是从我们手中放飞的。”“亲戚们都知道我是干载人的，都特羡慕我。”“能参与载人航天工程，我觉得自己特幸运，特幸福！”□
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