長五總設計師李東匠心鑄中國大火箭 十年長征天宮圓夢

長五B運載火箭首飛成功後,李東與《人民畫報》合影,留下圓夢時刻的笑臉。(受訪者供圖)

(大公報記者 劉凝哲)2020年5月5日傍晚,首次飛行的長征五號B運載火箭在文昌發射場直衝九霄,拉開中國空間站建造階段的大幕。長征五號系列火箭總設計師李東拿起一份封面是長征三號火箭的1984年7月號《人民畫報》,在發射成功的「大紅屏」前開心留影。2022年10月31日下午,同樣是在文昌,長征五號B遙四運載火箭穩穩托舉起夢天實驗艙,標誌着中國空間站建造即將收官。在發射最後準備階段,李東也出現在人群中,與自己主持研製的火箭合影留念。十年間,長征五號火箭首飛成功,隨後跌入發射失利後的至暗時刻,經過908天的含淚奔跑浴火重生,成為中國加快航天強國建設的最關鍵一環。兩張留影,也紀錄着李東的火箭夢從啟航到圓夢的瞬間。

李東與航天結緣,是巧合,又彷彿命中注定。少年時期,閃爍的群星總讓李東心生好奇。直到在《人民畫報》上看到長征三號火箭,讓他對航天有了最初的嚮往:「我要考和航天有關的大學,沒準將來就能摸一摸火箭呢。」

從「夢想摸火箭」到帶隊造火箭

從北京航空航天大學畢業那年,李東機緣巧合下看到了長征三號火箭實物,心中的航天夢瞬間重燃——隨後他考上火箭院自培研究生,成為了龍樂豪院士的學生,畢業後留在火箭院總體設計部十一室工作,「想要摸一摸火箭的少年」自此開啟了與火箭相伴的日子。

2005年,李東被任命為長征五號火箭總設計師。「運載火箭的能力有多大,中國航天的舞台就有多大,我們需要一枚新型大推力火箭來結束中國沒有大型火箭的歷史!」儘管知道前路困難重重,但李東和長五系列火箭研製團隊還是決定「拚一把」,沒有路就蹚出一條路,沒有大型火箭,就讓自己帶隊研製出的火箭為祖國闖出一片天。

一發新火箭 95%新技術

2006年立項的長五火箭,是中國新一代運載火箭裏第一個立項、最後一個首飛的型號。大的運載能力、大的發動機、大的結構、大的電氣系統、大的地面支持系統,長五團隊面對的除了巨大的技術跨度、巨大的研製難度,還有巨大的工作量。十年磨一「箭」,李東帶領團隊突破了12大類247項關鍵技術,解決了複雜力熱環境、大質量多干擾分離等世界性難題,掌握了一批具有自主知識產權的新技術,95%的新技術佔比更是打破了「一發新火箭上新技術比例不超過30%」的國際慣例。

「240多項核心關鍵技術,哪項技術的攻克過程最難?」面對這樣的問題,李東的回答總是:「說不出哪一項最難,每一項都很難,每一次抉擇都關係重大。」在李東心中,長五火箭就是一張白紙,「怎麼畫都行,但我得要做出經得起歷史考驗的抉擇」。

歷經十年,2016年11月3日,長征五號運載火箭終於迎來「首秀」,取得圓滿成功,外媒直接將此稱為「這是改變遊戲規則的一次發射」。李東認為,這次發射全面驗證了長五方案的正確性和系統間的匹配性,意味着中國火箭技術迎來了巨大飛躍。

「知道天會亮,但不知在哪一天」

「如果發射成功了,只能高興2個小時;如果發射失利了,就連悲傷的時間都沒有。」這是流傳在長五團隊中的一句話。首飛成功後的第八個月,第二發長五火箭發射失利,團隊的心情隨着下墜的火箭一起墜入太平洋,明明身處酷熱的海南文昌,卻感覺置身冰窖。

造成發射失利的「元兇」如鬼魅一般躲在層層迷霧之後,團隊在黑暗中蹚了無數條路,卻一次次發現都是死胡同。那段時間,盡快完成排故和復飛的壓力像巨石一樣壓在團隊成員胸口,「像在黑暗中摸索,知道天會亮,但不知道會在哪一天」。經過100多天的故障排查、180多天的試驗驗證,長五發射失利的原因終於確定:火箭芯一級液氫液氧發動機在複雜力熱環境下,局部結構發生異常,發動機推力瞬時大幅下降,致使發射失利。

經過多番改進,2019年4月4日,長五遙三火箭總裝工作進入到了最後階段,就在大夥兒都以為「長五」很快就能再度問天時,一台芯一級氫氧發動機卻在試驗中出現了「異常振動頻率」。再次經過大量的仿真分析和故障排查,2019年5月3日,研製人員找到了引發發動機問題的「幕後黑手」——一種複雜的共振現象。

28天爭分奪秒 驗證改進方案

確定改進方案後,為了在最短的時間內驗證方案有效性,團隊人員「點到點、人盯人」,僅用了28天,就拿出了原本需要半年時間的試驗產品,並順利通過了第一次考核。接下來的幾個月,團隊又進行了10次總計3000餘秒的試驗,都取得了成功,困擾了團隊700多天的芯一級氫氧發動機問題終於徹底解決,長五研發重回「快車道」,一枚更強壯、更健康的「胖五」很快誕生了。

真正的強者,不是沒有眼淚,而是含淚奔跑。908天的卧薪嘗膽,2019年12月27日,第三發長五火箭從海南文昌發射中心騰空而起,帶着恢宏的氣勢奔向太空,如鳳凰涅槃,如王者歸來。在現場,有人笑了,有人哭了,還有人笑着笑着就哭了。李東和他的長征五號團隊,終於走出了至暗時刻。

10月31日,搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭在中國文昌航天發射場點火發射成功。 中通社

載人空間站首戰 長五B揚眉吐氣

2020年,長征五號B型火箭(下稱長五B)迎來的「首戰」同樣也是中國載人空間站工程的「首戰」,更是中國航天扭轉被動局面的「最關鍵的一戰」。當年春節假期還沒結束,內地新冠疫情正是最嚴重的時候,長五B火箭首飛任務先頭部隊就踏上了去往海南的航班。

長五B火箭是中國首款一級半構型火箭,可用於發射近地軌道大型衛星及飛船。它擁有中國現役運載火箭尺寸規模最大的整流罩,專為發射載人航天工程空間站核心艙和實驗艙而設計,可以更好地減少空氣阻力,減輕載荷影響,安全可靠分離。

2020年5月5日,長五B火箭首飛成功。這是有史以來任務周期最長、面臨困難最多、承受壓力最大的一次發射任務,長五團隊用實力回擊了一切對於中國航天的質疑。但,「如果發射成功了,只能高興2個小時」,長五團隊迅速投入到下一個戰場。7月23日,第四發長五火箭托舉中國首顆火星探測器天問一號,邁向5500萬公里外的探火之路,再次刷新中國深空探測紀錄,重新定義「中國高度」。

此後,長五和長五B火箭越戰越勇、連戰連捷:成功發射嫦娥五號探測器、中國空間站核心艙、問天艙、夢天艙……後續他們還將迎來巡天望遠鏡、探月四期等更多重要任務,為實現中國探索太空搭建更大、更強、更穩的舞台。

「中國航天,就是我的希望燈塔」

聊起自己的事情簡單一兩句帶過,說起整個研製團隊李東卻滔滔不絕:誰為了任務推遲了婚禮,誰是最年輕的指揮員……是團隊的力量讓從「一張白紙」開始畫起的長征五號火箭巍然屹立,讓成員們能在失敗的黑暗中堅持求索。

長五研製團隊中的大部分人,在單位是主力軍,在家中是頂樑柱。從2013年起,海南文昌就成了型號發射平台副主任設計師吳夢強的第二個「家」,他每年至少七八個月待在發射場。2014年,吳夢強母親住院手術,他請假回家,沒等母親出院,又匆匆趕回了發射場。對於工作,吳夢強問心無愧,對於家庭,他心中總有愧疚。

長征五號系列火箭是建設航天強國、體現科技實力的「夢想之箭」,肩負着中國人探索更遠太空的神聖使命。長五團隊把個人事業與國家命運緊密關聯在一起,擔起幾代中國航天人的責任與使命。

吳俊峰是長五火箭的管路系統設計師,他負責的管路就像火箭的「血管」,連接着發動機與貯箱,一旦發生問題,後果不堪設想。為了保質量,吳俊峰把自己「泡」在了火箭總裝車間,常常天快亮才下班。每次加完班回宿舍的路上,吳俊峰都會遠望着振動塔上的4個大字──中國航天。「那就是我的燈塔,看到燈塔,就看到了希望。」

(來源:大公報A7:要聞 2022/11/02)