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揭秘神九与天宫一号手控对接背后的故事(全文

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  国际在线报道(记者肖中仁实习记者畅):从1992年立项以来就开展制导、与控制(GNC)分系统中手动控制系统研制工作,解决了人体工效学设计、引入了全姿态捕获等先进技术;将TV摄像机和激光雷达引入了手控系统;研制“模拟”座舱,为航天员培训提供了直观的操作……2012年6月,我国成功实施首次载人手控交会对接任务,在看似简单的手控交会对接背后,却凝结了中国航天科技集团五院502所手控交会对接研制团队十多年的汗水与智慧。

  交会对接从零起步实现跨越式发展

  交会对接这样一个完全陌生的领域一切要“从零开始”,要在短时间内实现跨越式发展,赶超世界先进水平,难度可想而知。

  2000年,当中国航天科技集团五院502所决定抽派部分技术着手进行手控交会对接技术方案的预研工作时,世界上只有美国和俄罗斯掌握了手控交会对接技术,而这种先进技术对外又是完全的,很难有现成的成熟经验和技术拿来借鉴。

  交会对接系统方案设计团队的重要之一解永春告诉记者:“比如手控交会对接的过程中,航天员要控制哪些量、怎么控制,要看哪些图、怎么看,包括对接时用到的十字靶标尺寸设计多大才能既能看得清楚又不至于太大而跑出视场之外等等,每一个细节,每一步操作,设计团队都要一点点摸索着来。”

  回忆起预研工作刚刚起步的日子,解永春忍不住地笑着说:“那时候大家天天都在争吵,每一个设计、每一步方案都要经过反复讨论,每一个小的环节都可能要经历多番激烈的争执。”

  王颖是团队里第一个在读博士期间就做交会对接项目研究,毕业后直接转入工程研究和应用。学以致用、学为所用,在她身上体现得特别明显。

  那时,单单是为了“交会对接时,究竟应该选取飞船还是目标飞行器作为参照物来进行方案设计”,解永春和王颖就反复地争论了好久。

  而事实上,这两种方案并没有对错之分,选取谁作为参照物都不影响交会对接任务的完成。而唯一微小的差别就在于站的角度不同,争论的焦点就落脚在哪种设计方案更加符合人的习惯,让航天员看着更舒服、操作更合理、接受起来更容易。

  像这样的“争吵”,在手控交会对接方案设计论证和实现的这十多年里,可以说是家常便饭。设计人员在互相碰撞、的过程中,反复地进行设计优化,一遍遍地模拟、仿真,并最终将每个设计细节敲定下来。

  “吵到最后,成形的设计方案最初是谁提出的,已经没有人能说得清楚了。因为在这个漫长的争论过程中,每个人都会站在不同的角度地提出问题,有道理的全部吸收,博采众长,对方案不断地更改、不断地优化。到最后,每一步设计都已经综合了好多人的设计和思想。”解永春的话里透着得意,“尤其是我们团队里的每位女同志都很有个性,从来没有谁说了算,很多时候大家为了方案能设计得更好而‘吵’得不可开交。”

  保持每个人的个性,同时又是一个集体。团队越吵关系越紧密,也在互相的碰撞和中更加地相互和相互尊敬。这或许就是手控交会对接团队拥有极强战斗力的秘诀所在。

  带着梦想闷头冲前人栽树后人乘凉

  “这些人,是怎么赶都赶不走的!”

  十几年只做一件事,没名没利,图个啥呀?当被问到这个问题的时候,从2001年就加入这个团队的王颖只是憨厚地笑了笑。

  王颖说:“我学的就是这个,将自己的思想、原理变成代码,看着自己最初的设计能够通过工程实现,很满足。而且手控交会对接涉及到的技术多、探索多、挑战大,特别想实实在在地在这个领域做出点东西来。”

  解永春说,这支团队最让她、也是最为难得的一点就是,他们是为了理想而活,生活得特别单纯,内心充满着对理想的追求和对实现梦想的强烈渴望。

  “2000年,我们组建队伍并开始加班加点开展预先研究的时候,手控交会对接究竟能不能立项、什么时候立项还是个未知数;等到2005年正式立项的时候,项目什么时候上马也是个未知数。除了心地投入到手控交会对接方案的制定和设计验证中,其他的我们什么都不知道,也什么都没多想。”解永春笑着跟记者回忆道。

  10多年,他们只踏踏实实地干成了一件事。

  这么多年,最大的头衔也不过是交会对接组组长,没有职称,也不能马上见到;这么多年,如果转到其他型号任务中,凭着他们的本事和能耐,实现“短平快”、取得“立竿见影”的成绩,也是一件轻而易举的事情。

  “这些人,是怎么赶都赶不走的!大家对飞船、对手控交会对接的情节根深蒂固。”解永春跟记者举了个小例子。

  因为交会对接研究应用领域的拓展,需要在团队中挑选一名出去单独“挑大梁”,主抓另一个型号任务的相关工作。“可是他们谁都不愿意去干,谁都舍不得离开,最后实在没辙了,领导只能经过综合考虑最终‘点将’出马,这才最终确定了人选。”

  而王颖就是被点出去的将。现在回想起来,王颖仍然心有不舍:“很怀念那些跟‘战友们’一起争吵的日子。”

  张昊是后来补充进团队的新生力量,这个小伙子也被这个一心追梦的团队熏染得有点“不食烟火”。

  2003年,张昊到502所攻读博士学位,研究的课题正是基于CCD光学成像器的交会对接自主。对于年轻人来说,能有机会出国深造是很多人的梦想,张昊也不例外。但为了交会对接,他却放弃了两次出国的机会。

  2005年,张昊博士快毕业的时候,获得了五院与理工大合培养的公派资格。但当时神舟八号交会对接任务正处在关键技术攻关阶段,很需要一名理底扎实、对交会对接认识深刻、计算机编程水平高的人,于是作为组长的解永春就接到任务,征询一下张昊本人的意见。

  让解永春的是,当时出国的所有手续都已经办妥的张昊做出了出人意料的决定。她下午给张昊打电话说明了情况,让他好好跟家人商量一下并认真考虑考虑,结果他晚上就有了反馈:“解老师,我跟着您做交会对接!”

  2009年,神舟八号转入初样技术攻关见底的关键阶段,张昊再次放弃了去英国培训的机会,一心扑到了轰轰烈烈的攻关工作中。张昊说:“我顾不了那么多,只能尽量往神八方向走。”而后来,张昊又在往神九的方向快步前行。

  解永春说,他们干的这活儿,一旦前期理论研究和设计基础打牢了,后面工程实施就会特别快,只要有需要,项目可以大爆发地实现,典型的“前人种树后人乘凉”性质,但是这树他们种得无比自豪。

  “我们这个团队还有一个比较突出的特点,就是博士论文研究的课题都大胆地往天上放,敢用!”解永春不无骄傲地说,“我们的博士论文奠定了研究所的理论基础,理论又直接应用到工程之中,学研用紧密结合,没有一个是浪费的。”

  正如她所说的,在502所攻读博士,研究课题确定之初就是奔着工程应用的目标而去,而一旦研究得出就可以直接拿来应用。

  近些年,诸如关于CCD测量期算法的研究、关于视线制导的研究、关于安全径、轨迹安全的研究等等,都已经“飞到了天上”。而这支团队的目标是将更多的预研应用到工程之。