2023年5月10日21時22分，由航天科技集團(tuán)五院（以下簡稱五院）抓總研制的天舟六號貨運飛船，在長征七號遙七運載火箭的噴薄托舉下騰空九霄、送入太空。次日5時16分，飛船成功完成與空間站核心艙后向?qū)印?/p>
從天舟一號到天舟六號，天舟貨運飛船“家族”不斷壯大。近日，天舟貨運飛船系統(tǒng)總指揮馮永做客中國航天報《獨家對話“兩總”》系列報道，講述他這些年乘“舟”破浪，筑夢騰飛的日子。
貨運飛船系統(tǒng)總指揮
我與衛(wèi)星結(jié)緣，一路同行，一干就是30年。直到2017年11月，一個工作調(diào)動的電話打來。
“馮永，回院里吧，干貨運飛船，你當(dāng)總指揮?！?/p>
我二話沒說答應(yīng)了，然后立刻給家里去了一個電話，將我要回去工作的事情告訴他們。那時，是我在深圳東方紅干的第六年。
回北京研制貨運飛船，說實話，我當(dāng)時的感受是既興奮又不舍。興奮的是，我參加工作以來，大衛(wèi)星、小衛(wèi)星、微小衛(wèi)星都干過，這次要從事更大航天器的研制，而且是中國空間站建設(shè)的重大工程，挑戰(zhàn)性更大。不舍的是，微小衛(wèi)星剛剛起步，尚未形成產(chǎn)業(yè)鏈。
2018年初，我交接好手頭的工作后，回到院里，開始全面負(fù)責(zé)貨運飛船系統(tǒng)工作。這是我第一次接觸大型航天器，甚至是為中國空間站建設(shè)提供重要支撐的航天器。剛開始，一切對我來說都是陌生的，但既然干了這事，我就要全面去了解它，打好基礎(chǔ)。
有人說，基礎(chǔ)、基礎(chǔ)，何時是了？天天打基礎(chǔ)，何時是夠？在我看來，要真正打好基礎(chǔ)，就要仔細(xì)閱讀關(guān)于貨運飛船的一切參考材料，從“薄”讀到“厚”，然后再從“厚”讀到“薄”。我剛來時，身邊的每一個人在研制大型載人航天器方面的經(jīng)驗都比我多，但我認(rèn)為基礎(chǔ)的東西一定要自己學(xué)扎實，遇到難解決的問題時要和大家共同商討，聚團(tuán)隊之力解決。
一切從零開始，閉關(guān)只爭朝夕
貨運飛船是一個嶄新的型號，所有的一切都從零開始。
2017年4月20日，我們國家的首艘貨運飛船——天舟一號順利發(fā)射成功。4月23日，天舟一號與我國首個真正意義上的空間實驗室天宮二號成功交會對接，天舟一號飛行任務(wù)取得圓滿成功標(biāo)志著我國載人航天工程第二步勝利完成，也正式宣告中國航天事業(yè)邁進(jìn)“空間站時代”。
天舟一號的研制工作我并沒有參與其中，但那時候的故事我也略知一二。
貨運飛船總體研制團(tuán)隊中有一群年輕人，從二十八九歲開始便和“天舟”結(jié)緣，從藍(lán)圖到首飛，伴隨“天舟”成長。
經(jīng)過6年的苦功實干，他們把天舟一號貨運飛船在方案里畫了出來、在廠房中造了出來、在火箭上豎了起來。
天舟一號的立項論證階段，系統(tǒng)總體團(tuán)隊需要在繼承“神舟”和“天宮”的基礎(chǔ)上，拿出高水平的“天舟”方案。
在初樣階段，團(tuán)隊并行完成全密封、半開放兩種構(gòu)型貨船的詳細(xì)設(shè)計方案，為未來的貨運飛船的型譜化“定型”。
成功完成貨船初樣力學(xué)、熱學(xué)、電磁兼容性、大系統(tǒng)聯(lián)試等大型試驗后，團(tuán)隊又開始緊張地雙線作戰(zhàn)，一部分設(shè)計師奔赴文昌基地開展全密封構(gòu)型船合練工作，另一部分則留在北京繼續(xù)深入開展半開放構(gòu)型船研制試驗。
在每一次飛船研制轉(zhuǎn)入新階段之前，他們都會有一次“閉關(guān)修煉”，在“閉關(guān)”中系統(tǒng)總結(jié)驗證、檢查產(chǎn)品狀態(tài)、開展任務(wù)準(zhǔn)備，仔細(xì)檢查148項系統(tǒng)級試驗項目的海量數(shù)據(jù)，認(rèn)真推演飛行任務(wù)中107項關(guān)鍵事件、4800余項指令級動作和328項飛控預(yù)案……
這是一個平凡的團(tuán)隊，成就著不平凡的事業(yè)。這里的每一個人都有其不可或缺的崗位和職責(zé)，在成功的路上默默努力。
這也是一個奉獻(xiàn)的團(tuán)隊，無言告勞，不期待每一次都站在最后的領(lǐng)獎臺上，卻為“成功有我”而自豪。
團(tuán)隊的每一個人都將天舟一號當(dāng)成自己的孩子，傾注心血，并伴其成長。
當(dāng)然，天舟一號也是一個“爭氣的孩子”，出色地完成了“自主交會對接”“在軌推進(jìn)劑補加”“天基測控”等一系列既定任務(wù)，為后續(xù)的載人航天器提供了先期充分的技術(shù)驗證。
一場“戰(zhàn)役”與“戰(zhàn)疫”
天舟團(tuán)隊即將迎來自己的第二個“孩子”天舟二號，而這次，我全程參與其中。
2021年5月29日，搭載天舟二號貨運飛船的長征七號遙三運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時點火發(fā)射。約604秒后，飛船與火箭成功分離，精確進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。
天舟二號作為我國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段發(fā)射的首艘貨運飛船，也是我國空間站貨物運輸系統(tǒng)的第一次應(yīng)用性飛行，為空間站送去了6.8噸補給物資。
走出測控大廳，抬頭看看晨曦中的滿天繁星，試圖尋找獨自翱翔的它，我心里在說：孩子，我們期待你的精彩。
但誰知這精彩背后的堅持和不易。
2020年初，突如其來暴發(fā)的疫情把本該集合完成力熱試驗的隊伍打亂了陣腳。我們不得不克服困難，組織能夠到位的研制人員加班加點。
為了讓進(jìn)度不延期，上海的總裝隊伍逆勢北上，1600公里36小時長途奔波；為了天地測控對接試驗，我們連續(xù)轉(zhuǎn)戰(zhàn)喀什、北京、青島、渭南多地，歷經(jīng)1個月，直到春節(jié)前兩天才完成試驗。多地多次疫情也沒能阻擋我們前進(jìn)的腳步。
中國空間站由天和核心艙、問天和夢天兩個實驗艙，以及天舟貨運飛船、神舟飛船組成。為了驗證這么復(fù)雜龐大系統(tǒng)設(shè)計的正確性，我們在天津航天城組織了五艙聯(lián)試，來自全國各地的設(shè)計師、科研人員和航天員都齊聚這里。
大家封閉管理，駐地和試驗場地兩點一線，總裝和測控“兩班倒”，這樣大規(guī)模的五艙聯(lián)試持續(xù)了100多天。
在這100多天的時間里，我們一共設(shè)計了上千條測試項目，每艘船要測試1000~2000個小時，電總體團(tuán)隊的成員幾乎每天都在現(xiàn)場，陪伴飛船的整個測試工作，并隨時準(zhǔn)備處理各種問題。
世上本沒有奇跡，只有全力以赴的努力，我們所做的一切都是為了確保萬無一失。任何一個地面的疑點都有可能成為以后在軌的問題。只有數(shù)據(jù)結(jié)果全都正常，才能放心護(hù)送它“出征”。
2021年5月20日和21日，天舟二號的出發(fā)儀式是這樣的特別，經(jīng)歷了兩次發(fā)射推遲，每一次都讓我心里像過山車一樣跌宕起伏、徹夜難眠。
好在歷經(jīng)了9天的磨礪，天舟二號作為空間站核心艙的第一個造訪者，終于邁出了奔向空間站的第一步。
接下來的每一分每一秒，我們緊盯著屏幕上跳動的數(shù)字，跟尋著它的足跡。它像一個聽話的孩子，歷經(jīng)8小時，按既定的程序，精準(zhǔn)完成了遠(yuǎn)距離追擊，近距離尋的、接近、對接，將重達(dá)6.8噸的物資通過“萬里穿針”的方式帶到了空間站。
兩年后，天舟二號要離軌了，陪著天舟二號走過的4年歷程歷歷在目。它是我們親手帶大的“孩子”，所有的參研人員，都傾注了心血甚至親情。
我想，這可能也是一種緣分，是它給了我們一個參與載入史冊的中國空間站建設(shè)任務(wù)的機會，也給了一個讓我們深感驕傲和自豪的精彩。
造一艘“數(shù)字天舟”
我剛參加工作時，單位有一臺“286”微型臺式電腦，計算能力和內(nèi)存資源遠(yuǎn)不能跟現(xiàn)在相比。當(dāng)時用它只能做一些軟件開發(fā)、匯編和反匯編、低速數(shù)據(jù)處理，以及一些不算特別復(fù)雜的計算工作，但它的價格還貴得要命。
那個時候，我們做設(shè)計和仿真，沒有多少軟件工具可以提供支撐。比如當(dāng)我們要設(shè)計一個電路板圖，只能用紅藍(lán)鉛筆在坐標(biāo)紙上畫出電路板的敷銅走線，而且電路信號的完整性分析基本靠經(jīng)驗。如果需要修改，我們就要重新畫圖，甚至十幾天的工作都要“清零”。
進(jìn)入新千年，我們迎來了一個技術(shù)快速發(fā)展的時代：設(shè)計工具有了長足進(jìn)步，超強的計算能力、突飛猛進(jìn)的通信技術(shù)、各種專業(yè)的設(shè)計工具和仿真分析軟件、集同設(shè)計平臺等都為我們的貨運飛船研制提供了強有力的支撐。大家決定要利用好這些新的技術(shù)和工具，造一艘“數(shù)字天舟”。
于是，多名設(shè)計師在一個統(tǒng)一搭建起來的數(shù)字平臺上，按照通用的規(guī)則，遵照各自的權(quán)限，對自己所負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行設(shè)計，數(shù)字化設(shè)計文件下廠，數(shù)控機械加工，全程沒有紙質(zhì)圖紙文件，不用人工審簽。通過數(shù)字流程，“數(shù)字天舟”的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)街圃煸O(shè)備上，設(shè)計師就可以制造出真實的各種結(jié)構(gòu)、部件、管路……
在傳統(tǒng)模式的構(gòu)型布局設(shè)計中，我們需要在二維圖紙中進(jìn)行設(shè)備布局、調(diào)整、送審，而采用全三維數(shù)字化設(shè)計后，我們就可以在一個集同的設(shè)計平臺上，快速設(shè)計、快速仿真、快速迭代。數(shù)字化設(shè)計文件下廠，數(shù)控機械加工，全程“無紙化”工作，這不僅提高了設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量、縮短了設(shè)計周期，還降低了設(shè)計成本。
現(xiàn)在，我們的貨運飛船上有100多個軟件，這些軟件可以讓貨運飛船有更強的數(shù)據(jù)處理能力、自主管理能力和系統(tǒng)在軌重構(gòu)能力。地面工程師可以通過天地測控鏈路通道，遠(yuǎn)程修改或重構(gòu)軟件，賦予軟件更多的功能。
在貨運飛船的測試和總裝環(huán)節(jié)，我們也可以感受到數(shù)字化帶來的便利。比如，我們采用自動化系統(tǒng)測試系統(tǒng)，實現(xiàn)測試用例自動生成，執(zhí)行過程中不需要人員介入，就可以實現(xiàn)“一鍵式”測試。我們還采用了全數(shù)字化總裝研制的型號，開發(fā)了以三維數(shù)字化結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計系統(tǒng)、MES看板簽署系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化照相系統(tǒng)為代表的數(shù)字化協(xié)同平臺，大幅提高了工作效率。
在貨物管理方面，我們建立了地面到云端的全任務(wù)周期物資數(shù)字化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)貨物自動信息錄入、物資取放動態(tài)的信息管理、貨物的布局和配平、質(zhì)量特性計算等。同時，這個系統(tǒng)還采用了VR技術(shù)，為航天員提供可視化的作業(yè)指導(dǎo)書。
開啟下一次的探索
還記得王希季老先生曾說過：“搞工程必須堅持零缺陷，如果有缺陷，那工程就是零?！币淮伟咽伦鰧κ遣蝗菀椎?，這也是我這么多年一直想追求的，雖然我有沒做好的地方，但我一直在朝著這個方向努力。
我有一張王老的照片，照片里他滿頭白發(fā)，近距離側(cè)臉看著航天器，即使步履漸漸蹣跚，他也仍然熱忱地注視著中國航天事業(yè)每一個前進(jìn)的腳步。這張照片我到現(xiàn)在還留著，時常用它來勉勵自己。
現(xiàn)在，貨運飛船的設(shè)計階段已經(jīng)過去了，天舟二號、天舟三號、天舟四號、天舟五號貨運飛船為組批投產(chǎn)，狀態(tài)相對穩(wěn)定，能夠最大程度保證載人航天工程的速度與質(zhì)量，天舟六號新一批次貨運飛船即將與大家見面，我們現(xiàn)在的精力主要是在產(chǎn)品制造、系統(tǒng)集成和系統(tǒng)測試上。
“成功是差一點點失敗，失敗是差一點點成功”，這是航天領(lǐng)域流傳甚廣的一句話?！耙稽c點”的背后，是無懼挑戰(zhàn)的戰(zhàn)斗精神，也是多維度保障，通力解決問題的合作精神。
我們在兩年之內(nèi)發(fā)射了4艘貨運飛船，這是前些年時幾乎不可能想象的事情。除了技術(shù)體系創(chuàng)新、研制流程優(yōu)化以外，更多的是參試人員“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)”的精神。任何個人的能力都是渺小的，但是集體智慧和力量的體現(xiàn)是偉大的，這也是一種航天文化的象征。
有生之年，我參與了中國空間站建設(shè)這么大一個重大的工程項目，心情激動、激動、還是激動。我慶幸自己有機會干這件事，也慶幸能夠與貨運飛船研制團(tuán)隊的成員們團(tuán)結(jié)協(xié)作。把這事干成，這真的是一種榮耀。
未來，我們會在貨運飛船的設(shè)計上不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以實現(xiàn)更快的運輸速度、更大的載重能力、更高的運輸效能、更多的先期技術(shù)驗證，增加返回的能力，及時傳回太空的科研成果。我想，這會為我國的空間站運營提供更好的服務(wù)。
每一次對太空的叩問，都是下一次探索的開始。未來，值得我們期待。
