史上最高航天器梦天实验舱加注零失误

□本报记者 廉颖婷

□本报通讯员 成楠

北纬19°19′，东经109°48′，海南文昌航天发射场，轰鸣声响彻南海之滨，尾焰在发射塔架间升腾。10月31日，空间站梦天实验舱在长征五号B遥四运载火箭（以下简称长五B火箭）的托举下直冲云霄，与空间站两舱组合体会合，将完成“T”字构型组合体建造。中国空间站，这个航天员在太空的“新家”，正在逐步完成建“宫”大业。

中国航天科技集团有限公司六院（以下简称六院）为此次发射用火箭提供了8台120吨级液氧煤油发动机组成的助推器，以及两台50吨级氢氧发动机组成的芯一级动力等全部火箭动力系统；为梦天实验舱提供了整套推进系统，包括 36 台用于轨道控制和姿态控制的姿轨控发动机、贮箱等其他动力系统配套产品。六院动力始于地面发射，终于精准对接，液体动力的贡献贯穿始终。

长五B火箭是我国首个采用一级半构型的火箭，系统简单、安全可靠等优点十分突出。同时，也面临着“零窗口”发射、大推力直接入轨等多重挑战。

“发射时间误差要控制在秒级。入轨时，大约140吨的推力要在几秒内消失，相当于一辆高速行驶的列车突然刹车，还要稳稳停靠在指定位置，这些都对发动机提出更高要求。”六院试验队队长康乃全介绍说。

这是康乃全第7次参与发射任务，他说：“此次任务是中国空间站建设的关键之战，不容有失，任何一个细节都不能放过。”

保障预案：从纸上练兵到沙场实战

“靶场工作整个过程一环扣一环，其中任何一个环节出现问题都会影响后面的进度。”长征五号运载火箭副总设计师陈建华说。

作为我国首个实施“零窗口”发射的低温火箭，此次任务要求发动机提前进入“待机”状态，射前流程操作要求大大增加，每一条口令和执行都必须反复推敲，形成预案。六院试验队据此开展适应性分析，充分考虑发动机保障起动条件适应性考核余量，针对发动机射前关键参数存在的失效可能，提出旁证判读预案，确保发射日流程中，发动机保障发射条件数据有依据、有预案，不让测量问题成为可能影响任务成功的短板。

虽然有问天实验舱和多个前序任务的成功经验，但液氧煤油发动机试验队员依然不敢有丝毫松懈。他们在发射前一遍又一遍进行各种复查，梳理在靶场测试、射前流程环节中涉及组件的功能、性能要求，针对可能出现故障的组件，分析更换可行性，提出保障条件与方案，备品备件在射前备至靶场，首次实现方案到实战的提升。

热控产品：让空间站四季如春

除了为火箭提供动力，六院还为空间站“天和”“问天”“梦天”三舱提供热控和环控泵阀产品。每艘飞船平均配套22 台套产品，而空间站三舱每一舱配备的产品都达到了 50多种，产品数量140余台套，整个空间站建成期间，共提供了500台套产品，为空间站的建成和正式运营保驾护航。

热控、环控系统，顾名思义就像我们房间里的中央空调，它们为航天员和空间站设备在极端环境下，提供18℃至 26℃四季如春的温度。

不同于液体火箭发动机推力越来越大，温控产品反而越做越小。一个温控产品的大小相当于一个 500 毫升的杯子，但产品的说明文件却比杯子还高，这高高的文件背后是高质量的要求。

从载人航天一期到三期，北京11所温控产品的寿命从半年提高至5年甚至更长，从事温控产品近20年的总指挥夏德新形象地说：“火箭发动机就像短跑运动员，要的是瞬间的爆发力。温控产品就是长跑运动员，需要的恒心和耐力。”

设计方案：确保最高航天器加注零失误

梦天实验舱推进系统配置与问天实验舱基本一致，包含 4台490N变轨发动机、24台150N和8台120N姿控发动机、4个400L贮箱、4个40L复合材料高压气瓶、系统控制和参数采集电子单机、推进系统管路及热控系统，801 所承担的推进分系统为实验舱全程暖心护航。

此次梦天实验舱加注方式为高空加注，共加注推进剂1737公斤，是史上最高航天器加注。

“通常，航天器加注高度在2至3米，即便是新飞船试验船，高度也仅在6米左右，而此次梦天实验舱的加注操作口距离地面约15米。为此，试验队专门设计了高空加注支架平台以支撑加注管路与产品的连接。”推进分系统主任设计师何才启说。

要确保队员顺利为实验舱添加“动力”，加注系统的设计方案是整个加注工作的核心要素，何才启在进入加注准备阶段就制定了高空加注方案。在加注任务前，推进分系统还要对加注操作细则进行充分推演，对可能发生的各种故障模式进行全面梳理并制定处置预案，加注准备工作通过系统级评审后才能实施。

正是因为这些稳妥可靠的措施，让他们在加注过程中，做到了零失误，以高精度在计划时间内完美实现预定目标。“这次成功发射，又是一个新的里程碑。”空间实验室系统副总设计师金广明说。

从首飞任务拉开中国空间站建造序幕，到“T”字构型将组装完成，两年间，中国载人航天取得了9发9捷的胜利，突破并掌握了一系列新的技术成果。六院作为我国航天液体动力国家队，用437台发动机保成功，为空间站建设提供了强大动力。