柏林厚:80后天宫二号总体主任设计师

2019-06-13 00:06:53 百姓生活 2019年5期

蒲长廷

天宫二号空间实验室称得上是中国航天史上系统最复杂、新技术最多的航天器之一。80后柏林厚,是空间站系统副总设计师、天宫二号总体主任设计师。从事载人航天13年时间,柏林厚从一个普通设计师,逐渐成长为一个大型载人航天器的系统主任设计师。

载人航天器设计中,会遇到种种困难,设计优化也永无止境。柏林厚带领着团队,在整个设计过程中不断创新,想尽一切办法解决问题,努力提高设计水平。他说:“载人航天器设计中,问题会层出不穷,设计优化也永无止境。创新是解决问题的途径,我们都是大胆设想各种解决方案,再做各种试验进行验证,千方百计提高设计水平。”

2018年12月,柏林厚被北京市团委等部门评选为“北京青年榜样·时代楷模”年度人物。

勇担天宫一号飞行程序设计重任

神舟五号于2003年10月发射,圆满完成了我国首次载人飞行,全国人民都沉浸在欢欣鼓舞中。2年后,柏林厚从清华大学电子科学与技术专业硕士毕业,带着崇敬的心情来到中国航天科技集团有限公司第五研究院,加入载人航天器的研制队伍。

工作初期,柏林厚从事天宫一号信息系统设计工作,与飞行器的电路系统打交道。由于各项工作都能快速出色完成,在天宫一号目标飞行器转入初样研制阶段后,组织将设计飞行程序的重任交给了刚入职2年的柏林厚。

刚参加工作就承担天宫一号这么庞大载人航天器的飞行程序设计,让柏林厚倍感压力。飞行程序设计需要用到总体方案、轨道、动力学、与各大系统接口等知识体系。同时,天宫一号飞行程序既要借鉴飞船的飞行程序,又要借鉴高轨道卫星的飞行程序。因此,对于一名入职2年并从事电路系统设计的他来讲,难度可想而知。可柏林厚并不惧怕,一切从零开始。

柏林厚开始学习总体方案、轨道、动力学、与各大系统接口等体系知识,在不到半年的时间内,即完成了目标飞行器正常及应急飞行程序设计,并提出了模块化与严格时序相结合的方法,有效解决了目标飞行器自身特点所带来的程序编写上的困难,很好地协调了各分系统的工作模式。天宫一号飞行程序在他手中一步一步从无到有,此后,经过几次任务的成功实践证明,飞行程序表现完美。

正是因为在天宫一号中的出色表现,2012年开始,柏林厚被破格提拔为系统总体唯一的主任设计师。在继续完成天宫一号与神舟九号、神舟十号交会对接飞控任务的同时,他也为天宫二号任务做好了准备。

攻克天宫二号“延寿”难题

天宫二号,作为我国首个载人空间实验室,接受航天员访问,完成中长期驻留任务;与货运飞船配合,突破和掌握推进剂在轨补加技术;进行空间科学应用试验和航天医学实验;开展在轨维修等相关空间站技术试验。然而,天宫二号在最初研制时,是作为天宫一号的备份产品,随着天宫一号任务的圆满成功,天宫二号不再是“备份”,而是作为我国第一个真正意义上的空间实验室,展现在世人面前。

任务目标变了,相关的系统设计也要重新设计。其中,为天宫二号“延寿”是基础。因此,柏林厚首先攻克的是“延寿”难题。

2011年,天宫二号在天宫一号目标飞行器执行任务时,就已经伫立在北京航天城的总装大厅里。2011年到2016年,时隔5年之久,飞行器上的零部件是否还能可靠应用,性能是否稳定等是一个关键问题。整器更换设备,面临着成本高、牵涉面大等问题。为了提高研制航天器的经济效益,降低研制成本,柏林厚带领他的团队,开始寻找影响每一台设备寿命的“敏感元素”,通过识别和克服寿命影响因素,实现为设备“延寿”的目标。

控制力矩陀螺,是控制航天器在轨姿态的重要设备。柏林厚和他的团队经过分析发现,控制力矩陀螺中存在着特别怕湿的化学成分,湿气是影响它寿命的一个敏感因素。研制人员就对控制力矩陀螺进行了密封保存,通过隔绝空气来为其“延寿”。

柏林厚带领研制人员,对天宫二号上的近300台设备进行了“寿命影响因素”分析,通过分门别类地做试验、做调研,制定具有针对性的“延寿”方案,为每台设备进行“延寿”。“为了确保这些早已生产出的产品满足要求,我们开展了大量的设计和延寿验证工作。其间,采用了一些新的方法,比如,充分借鑒各行业相关产品的使用情况,通过寿命等效的方法,延长设计寿命。”柏林厚说。

让天宫二号成为最舒适的载人飞行器

“延寿”只是万里长征第一步。针对天宫二号将要执行的中期驻留、推进剂在轨补加任务,柏林厚带领团队攻克了一个个技术难题。他首次提出把天宫二号建造为一个能为航天员提供温馨家居环境的载人航天器,为此,他联合各系统的力量,攻克了推进剂补加系统方案设计和地面验证方案,成功实现推进剂补加,为空间站先期验证提供了坚实的基础。

天宫二号要实现航天员在轨中期驻留,驻留30天,到目前,是我国航天员在轨最长驻留时间。“我们作为载人飞行器的设计师,自然而然想到要让航天员在这么长时间中,在轨生活舒服、惬意。因此,设计中我们模拟航天员的第一视角,提出宜居设计的内容。同时,吸收航天员的意见,通过反复设计和体验,最终实现真正的宜居性。”柏林厚说,解决难题没有捷径,他们都是大胆设想各种解决方案,再做各种试验进行验证,很多时候需要反复迭代。

从神舟九号任务开始,柏林厚就担任了天宫一号技术组组长。在天宫一号超期运行阶段,柏林厚定期对飞行器进行健康评估,从飞控方案的制订、地面验证,到飞控工作的组织实施,柏林厚都亲力亲为,始终走在最前面。

2016年9月,天宫二号任务实施在即,柏林厚带领他的团队,转战到了发射场,而当发射任务完成后,他还需要立即飞回北京,参加飞控工作。

2016年9月15日,天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心成功发射。2016年10月19日,神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功,航天员景海鹏、陈冬进入天宫二号。2016年11月17日,神舟十一号飞船与天宫二号成功实施分离,航天员景海鹏、陈冬在天宫二号工作生活30天后,踏上返回之旅。

2016年11月18日13时59分,神舟十一号飞船返回舱在内蒙古中部预定区域成功着陆,执行飞行任务的两名航天员身体状况良好。

如今,柏林厚已经站在新的起点上,正在为我国载人航天事业三步走的第三步“空间站工程”,贡献着自己的智慧和力量。


(function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();