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给神舟飞船核发准考证
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2003年1月14日08:11 北京青年报
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给神舟飞船核发准考证
法国的第一颗卫星,就是因为发射后仪器舱温度过低而失灵。日本的第一颗卫星,则因仪器舱温度过高,只运行了一天就报废。由此可见,在地面上做好太空环境的模拟试验是多么重要。
黄本诚他们做的就是在地面给航天器进行空间环境模拟测试,在卫星、飞船升空前进行“预考”。
2002年12月30日凌晨,酒泉卫星发射中心载人航天发射场。雪亮的探照灯光映照着皑皑雪原,高耸的发射塔架用它巨大的钢铁双臂,稳稳地拥抱着乳白色的长征二号F运载火箭,火箭的顶部是“神舟”四号无人飞船。“轰……”惊天动地的轰鸣声中,一团巨大奔涌的烈火,推举着修长的船箭离地而起,划破寒冬天的夜空,直刺苍穹。
作为“KM6载人航天器空间环境试验设备”工程的总设计师,作为对各类航天器升天前进行严厉“考核”的总把关人,作为世界上五大航天器(美、日、俄、欧洲空间局、中国)地面检测设备之一的总技术负责人,黄本诚全神贯注目睹飞船升空,心随“神舟”一起飞舞,直到飞船准确进入预定轨道,他那颗高悬太空的心才随之落了地。
为“东方红一号”打造“试金石”
1937年冬天,黄本诚在浙江省瑞安市出生。在省立金华中学任教的父亲自小受中国古典文学的熏陶,愿自己的小孩继承中华民族的传统美德:诚信为本,遂取此名。1955年黄本诚以优异的成绩就读于哈尔滨工业大学机械系铸造专业。1960年9月毕业,分配到中科院地球物理所二部(又称581组),那时的他或许没有想到,自己竟会和卫星打上交道,并且一辈子与之如影相随。
太空是一个高真空、超低温、强辐射的场所。在宇宙真空中,玻璃钢会变软,固体会蒸发,就连热的传导方式也只有靠辐射了。所谓空间环境工程,是指在地面上模拟太空环境。如高真空环境、空间冷黑的热沉环境、太阳辐射环境、地球辐射与反照环境、磁场、微流星、粒子辐射环境等。一个卫星做出来了,它的材料,它的零部件,能不能经受住这些恶劣环境的考验呢?法国的第一颗卫星,就是因为发射后仪器舱温度过低而失灵。日本的第一颗卫星,则因仪器舱温度过高,只运行了一天就报废。由此可见,在地面上做好各种空间环境的模拟试验是多么重要,这就需要一个宇宙空间模拟器,而且小了不行,小了,卫星装不进去,无法做整机试验。
早在1961年,研究所把研制我国第一批空间环境设备的任务交给了黄本诚等三名刚毕业的大学生。当时他们的平均年龄只有23岁。其中负责主要具体工作的黄本诚是学铸造的,邹定忠是学土木建筑的,张和福是学机械制造的。说实在的,他们对于真空技术,完全是外行。为什么不把任务交给内行的专家呢?当时,世界上只有美国、英国、法国和苏联在开展这方面的工作,我国没有这方面的资料。只是钱骥在国外杂志上看到过照片,卫星发射前要做空间环境试验。让他们自己去干,怎么干?建多大?技术指标是什么?都没有说,让他们自己去研究,完全是开创性的工作。黄本诚带领研究所的年轻队伍开始了逆风飞扬的艰苦征程。
当时美国与苏联对中国进行技术封锁,没有专家指导,外国文献少之又少,不能出国考察,国内技术几乎是张白纸,设备也十分落后,黄本诚他们的确没有基础,没有经验,不仅对真空实验设备缺乏感性认识,从未见过真空泵、压缩机,而且连起码的理性知识都没有。
黄本诚自称这次的举动是他一生中的一个“最大的冒险”。他说道:“这好像在一个没有测量过的海洋中航行一样,完全没有前例可以援引。”
也许是“初生牛犊不怕虎”,他们从真空、低温、传热学、电控等一些基本的原理学起,请教有关专家,到上海图书馆寻找资料,逐渐摸索出一条途径,解决如何模拟太空的真空环境、冷黑环境、热辐射环境等,根据当时我国研制第一颗东方红一号卫星直径1米、重500公斤的技术要求,确定主模拟室真空容器直径2米,真空度10-5托,热沉温度100K,吸收系数大于0.90,用红外灯作为模拟太阳的热源,这些参数的选取为后来的工作起到了指导作用。
黄本诚的同事、朋友,对于他有一段精辟的见解:“科学好比登山,有的人登上一座山,游览峰顶的风光,就满足而归了。而黄本诚却不一样,他同样登山,倘若上山有十条小径,他每一条小径都要去爬一次。他重视的不全是结果,而是贵在过程。直到把所有上山的路全摸透了,他才会感到满足。功底、基础就是这样一步一个脚印建立起来的。”工作中的黄本诚,能够乐在其中,原因便在于此。
经过三年多的努力,黄本诚他们终于在1965年完成了我国第一批空间环境设备的研制任务,并为我国第一颗人造卫星做了整体与零部件的试验。
在研究所,黄本诚一干就是40年,从二十出头的小伙儿,干到了花甲之年,几乎每天都在超负荷工作。黄本诚是个个性内敛的人,任务紧,他也焦虑,但不会挂在脸上;因为进度问题受到所指挥的批评,有客观原因,他也不为自己辩解,更不会把火儿撒到下属的身上,而是一个人默默承担。
在一室同事的眼里,他永远心平气和,从从容容,让你觉得与他共事,少了浮躁,多了平稳;少了忧虑,多了信心。其实,他比谁都着急,比谁压力都大。而他只有用拼命的工作,去化解这种压力。作为项目组的“领头雁”,黄本诚经常安慰鼓舞工作人员:“失败不是坏事,总结了经验教训,我们离成功就更近了一步,大家要有信心和耐心。”
1978年,记者走进北京卫星环境工程研究所,见到了一台大型宇宙模拟器。我国建造这个大型宇宙模拟器用了整整十年。而预见到它的需要,对它进行科学构思,更在十年之外。那时,黄本诚提出研制一台直径7米、高12米的空间环境模拟器的设计方案,称KM4空间环境设备。1967年5月23日举行了正式方案设计答辩,得到国防科委的支持与批准。当时他做整体方案设计时年仅29岁。10年后得到欧洲空间局航天专家的赞扬,认为实验室布局是具有国际先进水平的实验室。
我国几个系列40多颗卫星都在这些设备中做过热真空试验和热平衡试验。
会“经营”大家情绪的总师
“天”虽然无穷之大,但人类目前可以企及的范围却十分有限。比如空间位置、空间轨道和频率资源便是如此。当今世界,太空资源的争夺十分激烈,只不过大部分国家因为没有能力,只好“望天兴叹”干着急,而又有少数国家因为短视而显得麻木不仁罢了。
提出“太空疆域”理念的同时,建设我国空间基础设施也就提上了日程。我国军用、民用、商用的空间基础设施严重不足。虽经45年的发展,我国已自行研制和成功发射了8颗科学探测和实验卫星、6颗技术试验卫星、10颗对地观测卫星、5颗测绘卫星、3颗国土资源卫星、5颗气象卫星、9颗通信卫星、2颗导航卫星,但是这些卫星的数量和质量远不能满足军事作战和海洋观测、交通导航、精细农牧业、灾害预报、环境监测、资源勘探、地理数字等方面的需求。这与我国空间技术能力不相称,更与国家安全、国民经济的需求不相符。
迄今为止,只有苏联(俄罗斯)和美国实现了载人航天。1999年11月20日至21日,我国成功地发射并回收了第一艘“神舟”号无人试验飞船。这标志着我国在载人航天领域迈出了重要的第一步。在此次成功发射中,KM6设备功不可没。
1987年黄本诚提出建设KM6载人航天器空间环境试验设备的建议。黄本诚担任KM6设备总设计师,负责总体设计、技术指标制订、主模拟室方案设计、基建工艺布局方案设计等工作。
对于试验中的技术问题,黄本诚的意见从不含糊。有时为了一个关键问题,他也会与技术人员争得面红耳赤。有人说他没有总师的风度,他却说:“理不辩不明,你们别管我说什么,权当我不是总师,我提出我的想法,你说你的意见。你说的有道理,按你的办,咱们先民主后集中。”他就是这种性格,技术争论从不搀杂个人恩怨。
KM6设备投入使用至今,它已完成了“神舟”一号、二号、三号和四号飞船六次大型空间环境试验及三次大型应用卫星空间环境试验,预计可以满足我国20年内航天事业发展的需要。1999年总装备部授予他中国载人航天工程首次飞行试验突出贡献奖,中国真空学会授予他真空科学技术成就奖。
作为总设计师,黄本诚对自己要求很严,事事都沉稳地冲在前面。为了吃透空间环境工程的技术方案,了解各种技术流程,原来从事铸造的他从承担任务伊始就努力使自己变成航天专家。总设计师的另一个职能便是用现代的知识管理方式“经营”大家的情绪,他深谙“上下同欲则胜”的要领,并从中总结出一套理论———工作效率等于人的智力乘以情绪。设计大型的宇宙模拟器是一项极具创造性的工作,一定要创造气氛,让唱主角的同志心情舒畅,让唱配角的同志明白自己在系统中也须臾不可缺,这样整个团队才会和谐地朝着共同的目标奔。为了“经营”好情绪,黄本诚的一个得意法宝便是召开非常规范的调度会,认真倾听一线人员的心声,全面动态掌握型号进展过程中的主要问题、短线及薄弱环节。
在中国空间技术研究院北京卫星环境工程研究所工作期间,黄本诚先后任室主任、副站长、副所长、科技委主任。身为领导干部,他积极将自己历练成一名优秀的管理专家。黄本诚曾说过这么一句话:“完全不听参谋人员意见、不听专家意见的领导是独裁的领导,完全听专家意见的领导是无能的领导。作为一个领导来说,成见不可有,主见不可无。”
总设计师很多时候更需要的是决策和判断。这时的黄本诚,果断而坚决。而在这份果断和坚决中,他又是一个很善于沟通的人。他懂得尊重别人,懂得在适当的时机表达自己的想法。比如,在现场协调会上,他会设身处地考虑对方的感受,还会笑着不断提出问题,不断表达自己的想法。而沉默之后的他,能很快点出你的问题所在,并用探讨却坚定的语气来表述自己的观点。不经意间,你的意见听了,他的决定也做了。
黄本诚先后培养了15名硕士研究生与博士研究生,他们有的已经是高级工程师、研究员、主任设计师、研究室主任与所级领导,还有的留学国外。他在工程项目的研制中也带出了一批业务骨干,现已在不同岗位担任重要职务。
“太空疆域”的无限诱惑
在航天战线上奋战四十载,黄本诚兴趣所及,绝不局限于空间环境工程。听他深入浅出地讲述卫星遥感、空间实验室、月球探测等知识,你会觉得豁然开朗。
“信不信,未来十年内卫星将排着队给你报信?某一地庄稼的长势、地质勘探、林业资源、水利资源、海洋监测、地图测绘、环境污染等,都能通过卫星得到更加科学的监控。”复杂的天地一体化卫星信息系统经他这样一“科普”,顿时变得人性化了。
“嫦娥奔月,吴刚献酒,过去仅仅是神话故事、诗人的遐想。进入新世纪之后,我认为中国也应该制定一个月球研发计划。”说起月球研发,黄本诚的话匣便打开了。他从月球表面积蓄的氦,谈到怎样在月球上建核电站,怎样通过月球这个天然的宇宙空间站,研究厄尔尼诺现象、太阳黑子的活动等等。他的想像力是那样丰富,思路是那样开阔。
中国航天的新纪元也并不仅简单意味着载人航天与登月。“当年我们搞‘两弹一星’,国际环境很恶劣,处在美苏的夹缝中,我们可以不修路,可以没有火车,但不能没有‘两弹一星’,饿着肚子也要上,”黄本诚教授说,“而现在,我国航天的发展要依靠经济的持续繁荣,依靠人民的富裕。冷战之后,航天为人民,可以取资源为我们所用。人类航天最终是要取得回报的,也就是说我们要开发太空资源。”他总结了六个方面。第一,是相对于地球表面的高远位置,也就是“势能”,所谓站得高看得远,“比如应用卫星,目前开发最多、最充分的就是这一项”。第二,高真空、超洁净资源,也就是大气密度与大气中所含尘埃数的密度极低。目前太空制药的某些实验中,纯度要比地球环境高100倍。第三,地球引力场资源,它可以保证航天器的长期驻留。第四,太空微重力资源,也就是说摆脱了重力之后的环境,物体不再有轻重之分,目前应用比较多的是冶金。在地球上有些合金,在重力环境下,就好像水与油一样是要分层的,而在太空可以冶炼出新的合金,制造新材料。第五,太空的太阳能资源,地球只有一半的时间可以接受太阳能,折射、反射、云层、水汽吸收都要损失大量能量。而几乎所有的卫星都是靠太阳能电池作为能源,可以设想建立太空太阳能发电站。第六,才是月球资源,在这个地球最近的邻居上可以做很多事,月球很早以前就进入宁静阶段,保留了大量原始信息,可以研究宇宙的起源。月球的引力场很弱,只有地球的1/6,发射航天器的阻力就小了。而且月球上也找到了水,有水就可以电离出氢、氧,燃料也就有了。月球上有100多种矿物,其中5种是地球上没有的。最引人注目的是月球上有氦3元素(氦的同位素),这在地球上十分罕见,它是核电的主要原料之一。有过一个估计,月球表面深度3米以内的氦3有70多万吨。这意味着什么?上个世纪末,全球一年的用电量相当于100吨氦3的核反应,以此计算,月球的氦3够地球7000年的电量。
四个不在乎
探讨起前沿科技问题,他是那样滔滔不绝;而谈及自己,他则有些像“惰性气体”。他说池莉的《你以为你是谁》里头有一句话他很欣赏,就是说你不要把自己当回事,在这个世界上其实每个人都显得那么渺小。
了解黄本诚的人都知道,他今生有四件事最不在乎。
一不在乎名。他总认为,航天是项系统工程,荣誉是大家的。不能遇到好事,就他总师一个人“享受”。
二不在乎没有空闲。说来,黄总的生活确实有些单调。从最初的办公室、食堂、宿舍到后来的研究院、家、实验室,“三点一线”的生活使他很少陪爱人和孩子出去玩玩。有空买买菜,是他对家的最大贡献。
三不在乎挫折。他一辈子遭遇过许多次挫折,但他总能把它看得很小很小。这个“不在乎”,造就了他不服输的品格,也成就了他的事业。
四是不在乎任务重、压力大。越是任务重、压力大,他越是勇于面对。
有人说黄本诚是属于那类“敏于行而讷于言”的人。其实与他交谈多了却发现,闲暇时读罗素、黑格尔的书多了,许多话题到了他口中,就都染上了哲学、史学味,滔滔不绝中含金量蛮高。规范生产方式也好,提倡职工休闲也好,其实折射的都是黄本诚教授的哲学、史学思想。研读大部头的史学书,让黄本诚养成了善于思考问题的习惯,久而久之,他对许多事物的看法便有了自己独到的心得与见解。
要说黄本诚心中的最爱,真是非空间环境模拟器莫属。自打认识了模拟器之后,这个“革命伴侣”就如同黄本诚生命中的重要一部分,其他什么吃啊、穿啊、玩啊的事他都无所谓了。他痴情地说,站在这些大型设备前,尽管拍拍是金属的,摸摸是冰凉的,但是,总觉得它们像个人,也是有生命的。你要是不好好对待它,将来它准要找你算账。
明日预告:《谢军新妈妈日记》敬请读者关注。
黄本诚
神舟四号飞船
黄本诚在KM6工程方案预审会上作总体介绍
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