神舟二十载 问天不停歇

将6艘载人飞船、5艘无人飞船和2个空间实验室顺利送入太空；护航11名中国航天员、14人次完成太空之旅——

      筑梦太空，问鼎九天。长征五号遥三运载火箭成功发射、北斗全球组网进入冲刺期、嫦娥翩然落月背、空间实验室完成服役返回……过去一年多，我国航天事业发展步履铿锵、硕果累累。1999年11月20日清晨，神舟一号飞船发射，我国载人航天大幕徐徐开启。转眼20年，作为我国载人航天器研制设计工作的主力军，神舟团队书写了一项又一项骄人成绩：将6艘载人飞船、5艘无人飞船和2个空间实验室顺利送入太空；护航11名中国航天员、14人次完成太空之旅，最长在轨时间达30天；实现太空出舱、交会对接、太空授课……而这支优秀的团队，平均年龄仅有33岁，他们将自己的热血青春与祖国发展同频共振，时刻以冲锋的姿态，托举起中华民族的载人航天梦。

      岁末年初，中国航天科技集团五院载人航天总体部的大楼里，神舟团队的科研工作者们步履匆匆。

      去年7月，天宫二号空间实验室完成任务、顺利返回，神舟团队又立刻投入到下一项研发任务中。20多年来，神舟团队将6艘载人飞船、2个空间实验室成功送入太空；护航多位航天员完成太空之旅；完成太空出舱、交会对接、组合体飞行等任务……这张骄人的成绩单背后，是科研团队长达几十年的科研攻关。

向未知领域，探路！

“关键核心技术是买不来的”

   “每一点航天领域的科技进步，都是人类向着浩渺星空迈进了一步”，年过八旬的陈祖贵老先生，向记者讲起了我国载人航天事业的发展历程，往事犹如卷起的画卷，徐徐展开……

   “圜则九重，孰营度之？惟兹何功，孰初作之？”这首诗描写了中国人探索宇宙的梦想，从那个时候开始，飞天梦就深埋在了中华民族的血脉里。

      1999年，发生了三件大事：新中国成立50周年、澳门归回、神舟飞天。一时间，人们探索宇宙的热情被再次点燃。“‘神一’的意义，我认为比‘神五’更大。”回首过往，神舟号飞船首任总设计师戚发轫院士颇有感触，他说，在神舟五号飞船载着航天员杨利伟安全返航的时候，他却想去看看“神一”回收的地方。

   “那是在多么艰难的条件下干出来的事业！”戚院士说。在上世纪六七十年代，我国就有了第一代返回式卫星——“曙光一号”的研制计划。“受制于计算机技术水平，直到上世纪80年代，我国载人航天事业仍进展不大。我们想自主研发星载计算机芯片，推动载人航天事业快速发展，经过不懈努力，终于成功了。”陈祖贵说。

硬件做了出来，软件编写成了难题。在一次星—地对接仿真实验中，团队发现卫星姿态数据明显异常。“当时没有相关软件，很难定位问题源，团队压力特别大。”队员们没日没夜工作在实验室里，累了就趴在桌子上休息一会，饿了就随便吃一点。经过反复排查，最终发现不是软件问题，而是芯片上的一个存储单元坏了。

就是在这种艰苦条件下，陈老带领团队先后攻克了计算机控制卫星姿态的控制系统研制，掌握了卫星全姿态捕获技术、卫星应急控制器技术等。后来在神舟科研攻关期间，他们还成功研制出我国载人飞船GNC系统，并成功应用于9艘神舟飞船。

      1992年，我国载人航天工程正式启动。“那时候，没有实验场地和设备，可谓困难重重。”戚院士说，只有把地面试验做充分，才能确保成功，这就要求必须建立完善的科研基地。

   “飞船研制要用到哪些设备，这些设备如何研制？这个挑战一点也不比研制飞船本身小。”戚院士说，那时候，航天五院边设计、边出图、边建设，在北京建成了采用AIT一体化设计思想建成的总装厂房、亚洲最大的真空罐和电磁兼容实验室以及振动台……

      载人航天总体部总设计师杨宏觉得自己是个“幸运儿”，一参加工作就赶上“神舟”立项。“起步阶段，我们对整个载人航天系统的认知都不到位。”他记得自己曾经在一次地面检测中，“烧”坏过4台设备。“因为电路设计、电源器件的研制，都需要在实验中一点点摸索。”

      早期研发阶段，团队也曾向国际同行寻求帮助。“但关键核心技术是买不来的。”陈祖贵回忆，很多所谓的“核心”技术，只不过是从公开发表的文章里抄下来的。

      团队没有气馁。“就拿海上回收来说，5200公里的海域，我们没有依托于航母的海上救生技术，海上回收成了巨大的难题。”杨宏说，为此，团队研发了海上定点回收技术，确保海上迫降后航天员能顺利上岸。

   “为了研发海上定点回收技术，我们不知编写了多少程序、做了多少实验、测试了多少数据。”杨宏感慨。

航天员安全，守护！

“要时刻问自己，敢不敢坐自己研发的飞船”

   “5，4，3，2，1，点火！起飞！”这串口令，每一个神舟人都烂熟于心。每个数字代表着不同任务指令，要不假思索、形成惯性动作。“500秒内，发出100多条指令，决不能出现任何差池。”杨宏说。

   “航天产品可靠性为0.97，因为要保障人的安全，载人航天的失败率必须控制在3‰以内。两个要求同时满足，故障率必须在三十万分之一以内。换句话说，每天发一次，30年都不能出问题。”对此，戚院士对团队说的最多的一句话就是：“要时刻问自己，敢不敢坐自己研发的飞船？”

      要保障安全性，就必须用上所有的可靠性措施。“从起飞到把飞船送到预定轨道，有8种故障救生模式。在飞船入轨之后，还有180多种故障对策。实际上，在大约70万条计算机程序中，30%是应付正常飞行的，70%用于应付故障。”戚院士介绍。

      从“神一”发射至今，团队创造了“0失误”和回收“10环打靶”的优异成绩，但“一次成功不代表次次成功，这次成功不代表下次成功。我们时常告诫自己，每一次都必须‘从零开始’。”杨宏告诉记者。

      在神舟三号发射前，飞船已经进入靶场时，团队却发现一个电连接器出现障碍。“必须返厂做失效性分析。”杨宏回忆，返厂后发现，电连接器本身有设计缺陷，要重新设计，但同样的元器件在飞船上用了77个，重新设计生产需要三个月。

   “坚决不能让有哪怕一丝缺陷的飞船上天！”指挥部当即决定，暂停发射计划，全员撤场。杨宏作为当时的主任设计师，受到了处分，这也成为杨宏职业生涯中最痛的事。

   “地面测试就要暴露问题，暴露越多，上天后就越安全。”陈祖贵说，他曾受邀观看航天员训练。在离心机旁，航天员身上压着相当于自身体重4—8倍的载荷，这种训练让他们脸色苍白，表情痛苦。陈老看在眼里，疼在心里。

   “那一刻我感觉责任重大，当即向航天员们许下承诺，不仅要让他们安全回来，还要让他们舒舒服服回来！”陈老字字铿锵。经过团队设计，神舟五号飞船返回时，杨利伟实际承受的载荷仅有自身体重的3.2倍，可以用“舒服”来形容。

   “我们和航天员的关系犹如‘厨师’和‘顾客’。以前，我们要让航天员‘吃饱’，现在要让航天员‘吃好’，这就需要我们去‘试吃’。”曾任天宫二号总体主任设计师的柏林厚做了个形象的比喻。

      2016年10月19日凌晨，神舟十一号与天宫二号完成交会对接，景海鹏、陈冬开启30天太空生活。这次“超长待机”对飞行器宜居设计提出巨大考验。

      怎么住得舒服？团队下足了功夫：开发天地一体化多媒体系统，让航天员可以看球赛、听新闻，还能跟家人、战友视频聊天；设计可折叠多功能平台，让航天员就餐和进行科普活动时更方便；研制无线头戴设备，解决有线头戴设备“相互纠缠”问题，让航天员在舱内更自由地与地面对话……

      在地面研制时，柏林厚和同事们经常把自己模拟成航天员，进舱实际体验。再根据自身感受和航天员反馈，不断完善舱内人性化设计，比如降噪、废弃物处理等。

引领高技术，突破！

“科研的最终目的是服务生活”

      科研人员，都是幕后英雄。每一次成功背后，都是他们默默付出、接续奋斗的结果。

      载人飞船系统副总设计师马晓兵习惯称自己为“爱找麻烦的人”。“做事情就要做到极致”，这是航天人坚持的准则，入行15年的马晓兵感触颇深。

      2016年的一个深夜，值班人员发现航天员与地面的语音通信系统出了问题。“因为有故障预案，问题得以顺利解决。就是要在地面把‘所有可能出现的问题都考虑到’。”马晓兵回忆说。

      对此，团队建立了地面监测防漏洞工作机制，出现问题第一时间解决，并形成“零缺陷、零故障、零疑点”的团队文化。

      创新，是团队的另一种文化。

   “新一代航天人必须要有创新精神。”马晓兵介绍说，遇到紧急情况时，飞船必须在4个小时内快速返回，否则航天员生命安全就会受到威胁。这就需要有大量的数据支持，在地面研制阶段，这些都需要考虑进去。

      比如，在航天器交会对接中，飞船会有多次变轨，轨迹预期经常会有偏差。如何保证数据的实时更新，减少误差的发生，这让马晓兵及其团队犯了难。

   “花了3年时间，团队利用神经网络算法，加入自主计算程序，通过提取飞船高度、飞行速度等参数，解决了数据误差问题，为航天员的救生提供了重要的技术保障。”马晓兵告诉记者。

   “就拿天宫一号来说，仅用5年时间，就实现了大型壁板技术、控制力矩陀螺仪技术等11项关键核心技术的突破。”杨宏说。

      据了解，为了满足太空舱航天员生存需要，确保长期密封舱里的空气环境质量达标，团队严格控制舱内所有金属、非金属材料的使用；为了解决工作设备发热对航天员生存空间的影响，他们采用通风换热方法，利用机器热量保障舱内温度……人性化的设计，多学科多维度的科研探索，让太空舱成了航天员温暖的家。

   “科研的最终目的是服务生活。”戚院士说，载人航天工程作为“863计划”的一个重要项目，会带动各个科研领域的进步。“比如，未来空间站建成后，可以开展多个学科实验项目，将对农业、林业、医疗、新材料、环保、生物、新能源技术等领域产生极大的推动作用，这些最终都将改变人们的生活。”杨宏说。

载人航天大事记

1999年11月20日

我国自主研制第一艘无人试验飞船神舟一号成功发射升空

2003年10月15日

杨利伟驾乘神舟五号向太空进发，在绕地球14圈、飞行21小时后启动返回程序，顺利返回

2005年10月12日

费俊龙和聂海胜驾乘神舟六号进入太空，在太空中停留了5天

2008年9月25日

搭载三名航天员的神舟七号成功发射，航天员实现出舱行走

2011年9月29日

中国第一个目标飞行器天宫一号发射升空；随后，神舟八号与天宫一号完成自动交会对接

2013年

神舟十号与天宫一号实现交会对接；航天员们开展了首次实时“太空授课”

2016年

天宫二号发射升空；随后两名航天员通过飞船进入天宫二号，驻留长达30天

2017年4月22日

天舟一号与天宫二号自动交会对接成功，多次向天宫二号补给燃料

预计2022年前后

中国空间站建成