2020年7月23日12時41分05秒,長徵五號遙四運載火箭準時點火發射,將我國第一顆火星探測器「天問一號」送入太空,中國由此邁出了行星探測的第一步,具有裡程碑的意義。下午16:00,已經30多個小時沒有合眼的文昌航天發射場發射場副部長王光義接受廣州日報全媒體記者專訪時,疲憊的眼中儘是喜悅的神採。「『天問一號』是我國首次衝出地球、飛向火星的太空飛行器,也是首次『真正』意義上的多彈道宇航發射。」
作為「天問一號」發射任務的01指揮員,王光義戲稱自己是發射場裡的一名「導演」,負責本次任務測試發射的技術總體、組織指揮和計劃協調工作,同事們常常叫他「王洞腰(音,「零」和「壹」的另外讀法)。蘇聯科學家有一句名言:「地球是人類的搖籃,但人類不可能永遠被束縛在搖籃裡。」王光義說:「披星戴月的努力,就是中國航天人的精神!」
王光義在通過調度機下達口令
7月23日,海南文昌航天發射場再次成為萬眾焦點。緊隨王光義「5、4、3、2、1、點火」口令的,是巨大的轟隆聲、空氣的撕裂聲和觀眾的歡呼聲,火箭發動機噴出的尾焰在天空劃出了優美曲線,整個發射場都為之震顫。
這次任務的01指揮員王光義坐在測試發射大廳正中央,儘管一夜未眠帶來的深深倦容,臉上還是難掩興奮之情。但還沒到高興的時刻,他依然緊盯指揮大屏上火箭飛行的速度高度曲線,仔細辨聽調度傳來的測控跟蹤聲音。30多分鐘過去,跟蹤結果表明器箭分離正常,大廳內頃刻間掌聲如雷,歡呼聲一浪高過一浪,所有人都早已忘了一夜未眠。此時,王光義向後靠上椅背,腦中緊繃了兩個多月的弦終於慢慢舒展開來。
王光義在和分系統指揮員討論
「長徵七號」和「長徵五號」的「雙料01」
這是王光義第二次擔任新型火箭的首次應用型發射01指揮員。早在2017年4月20日的長七火箭首次應用發射——「天舟一號」任務中,他擔任01指揮員就成功實現了「零窗口」發射。不僅如此,他還擔任了2016年6月25日的文昌發射場首次發射也是長七火箭首次發射和2019年12月27日的長五遙三復飛發射中的01指揮員,發射任務也全部實現了準時發射、安全發射和成功發射目標,同事們稱他是發射場的福將。在這次成為「雙料01」之前,王光義面臨著從長徵七號火箭發射到長徵五號發射指揮員的跨越轉型,這一挑戰是巨大的。
「天問一號的運載火箭『長徵五號』從燃料的數量和推力等方面都比長徵七號複雜,又多了氫氧發動機,所以需要協調的工作量和難度也要大得多。」不同的火箭設計思路、發動機類型、地面設備設施、崗位培訓方案,都是他的必修課。於是,為了把長徵五號火箭的「脾性」摸的更準更透,他索性當起了「小學生」,先後三次奔赴火箭研製生產廠家,把零件部件、設備原理、應急處置從頭學了遍。作為發射場系統的牽頭人,他需要讓自己知識和經驗的庫存富足,才夠格當其他人的「老師」。
和時間賽跑,搶回第一發射窗口
探測火星必須飛出地球,這是中國千年的夢想,也是中國實現民族偉大復興的突破口之一。探測器要進入地火轉移軌道,必須至少達到第二宇宙速度(11.2千米/秒)。長徵五號火箭已經具備將火星探測器送到地火轉移軌道的能力,但這樣的機會每26個月才有一回。因此,在發射窗口前沿實現「零窗口」發射將為「天問一號」節省下更多燃料,可用於後續的探測工作。王光義給廣州日報記者算了一筆帳:「今天天問一號成功實現了『零窗口發射』,這樣的話,能夠節約100多公斤原料。維持衛星繞地球正常運轉一年的燃料大概也就十幾公斤,所以,100多公斤是非常可觀的。」
王光義解釋說:「火箭的發射有『窗口區間』,在「零窗口」發射,就能把衛星送到最佳位置,讓它在以後的變軌過程中節省燃料。如果過了零窗口,比如過了5分鐘或者10分鐘,探測器就不能被發射到最佳位置,就得利用自身攜帶的燃料進行變軌。這是長徵五號運載火箭第一次應用發射,一開始我們就是奔著發射窗口前沿和『零窗口』發射目標去的。」而這次探火任務則遇到了更多挑戰——由於前續任務的調整,留給火箭活動發射平臺的恢復時間也跟著縮短,從48天直接壓縮至35天,在此基礎上還必須再壓縮出4天時間,才能在第一窗口發射。
「要搶回失去的時間,關鍵在於找出短線、制約因素和系統間的耦合關係,非常不容易。」所有環節裡,王光義都在一線全程跟進,因為他深知需要在保證質量、不減流程的情況下,通過優化流程安排,實現再壓縮4天的目標。「前期在研究長徵五號活動發射平臺恢復計劃時,我們針對串行工作安排不合理、室外射後恢復工作時間偏長、應對惡劣天氣裕度不足這些問題,找到優化和解決方法。」王光義說。
王光義在試驗現場檢查狀態
擊破層層挑戰,見證白日焰火
本次火星探測任務,火箭於7月23日正午發射升空。7月22日晚上十一點,發射場的參試人員在短暫休息後進入各自崗位。零點26分,大多數分系統已經進入工作狀態。從某種意義上來看,新的一天,在夜色中開始了。
通宵工作,是中午發射帶來的一個小挑戰,有部分崗位甚至需要連續36小時「作戰」。「我相信大家即使在夜裡也會有很好的精神狀態,因為所有人都明白,自己在參與的是多麼重要的事情。」王光義說。事實上,他已經習慣在晚上工作,這次任務期間有接近百分之八十的天數裡,他都會在廠房或測試大廳加班。
整流罩內溫度上升過快,則是中午發射帶來的又一個挑戰。塔架的迴轉平臺打開後,火箭頂端的整流罩將完全暴露在直射的陽光下,特別是在射前整流罩空調斷開後,整流罩內的溫度將迅速上升,而對溫溼度非常敏感的火星探測器將面臨嚴峻考驗。
通過數學建模理論分析、梳理歷次任務空調保障情況,王光義立刻帶領團隊提出3項措施:「首先推遲整流罩內停止空調送風的時間;其次增大進風面積,提高換熱效率;最後採取雙機組空調保障,儘量降低空調停止送風前的初始溫度。」再經過模擬發射演練的驗證,措施效果良好,增強了順利完成探測器環境保障的信心。
「披星戴月的努力之後,才能乘風破浪」
王光義說話語速總是不自覺放快,他認為這是因為每天要在不同的試驗現場奔走,也因為長時間的高負荷工作狀態讓腦袋始終保持著高速運轉。每天發射場的十幾個分系統都有大量的工作數據,需要他進行判斷、決策,工作進展、問題隱患和處理方法在他電腦裡9萬餘字的雙想記錄中都清晰可查。這是他第一次擔任01指揮員時就有的習慣。
2016年6月25日,王光義在長徵七號火箭測試發射大廳的正中央,下達了人生中也是這座發射場裡的第一個「點火」口令。他常說航天人的工作只有兩種狀態:執行任務和準備執行任務。但是在長五遙二火箭發射失利後,他和發射場都進入了漫長的「準備執行任務」狀態,這一準備,就是908天。
說起對航天事業的最初印象,王光義說,這要追溯到1990年,「亞洲一號」從西昌衛星發射基地成功發射。「那時候,我初中政治期末考試中的一道題就是我國第一顆商業衛星在哪發射的,那時我第一次知道航天發射,第一次知道在祖國的大西南有個叫西昌衛星發射中心的地方。」1999年夏天,北京理工大學畢業後,王光義就開始從事航天工作,他先是走進了西昌大涼山,然後又離開妻兒來到南海之濱文昌,一幹就是21年。提起家人和讀初中的女兒,王光義感到對於她們的確虧欠太多。「因為長期從事航天工作,能關照家人的時間的確非常少,但她們都很支持我的工作。披星戴月的努力,就是中國航天人的精神!」
文 圖 廣州日報全媒體記者 馮秋瑜 通訊員 徐斌如