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百发金牌火箭见证中夏族民共和国航天“改变局

百发金牌火箭见证中国航天“逆袭”之旅

【壮丽70年 奋斗新时代——基层蹲点调研】

2019年4月20日 22 时41 分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第四十四颗北斗导航卫星。此次发射是2019年度北斗导航卫星首次发射,拉开今年北斗高密度组网序幕。

刚刚过去的这个周末,随着中国西南边陲大凉山一声巨响,中国长征三号甲系列运载火箭正式突破100次发射次数,刷新中国单一系列火箭的发射纪录。1个多月前,这枚“金牌火箭”才完成了中国航天史第300次发射,而今,它又成为国内外关注的焦点。

嫦娥奔月、夸父追日、万户飞天……自古以来,中国人就用口耳相传的传说和典故,诉说着对深邃而神秘的太空的向往。

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站在山谷中的发射场,满头白发的中国工程院院士、中国航天科技集团一院长征三号甲系列火箭首任总设计师兼总指挥龙乐豪感慨万千,他用“长征娇子创新担大任”来评价该系列火箭,后者包括长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙3种火箭,是我国目前高轨道上发射次数最多、成功率最高的火箭系列。如此斐然的成绩来之不易,甚至在长征三号乙火箭首飞时还曾遭遇“星箭俱毁”的重大失利,以及无数次与失败擦肩而过的“危机”。

1956年10月,我国第一个导弹研究机构——国防部五院成立,标志着中国航天事业的创建,钱学森任院长;

长征三号乙运载火箭点火时刻

在中国航天60多年的发展历程中,自力更生、艰苦奋斗是一条贯穿始终的精神主线。回首20世纪50年代,已经当家做主的中国人面对的巨大挑战是如何将一个技术水平落后、工业基础薄弱的国家建设成现代化强国。在当时错综复杂的国际政治格局中,中国在投入和平建设的同时,不得不面对一系列关系到国家命运和民族生存的问题,在这样的背景下,中国的航天事业在起步阶段就肩负着强国的梦想和希望。“金牌火箭”从“1”到“100”的逆袭之旅,就是一个最佳例证。

1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,悠扬的《东方红》乐曲在浩瀚太空奏响,宣告中国进入航天时代;

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2016年4月24日,在首个“中国航天日”到来之际,习近平总书记作出重要指示:探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。经过几代航天人的接续奋斗,我国航天事业创造了以“两弹一星”、载人航天、月球探测为代表的辉煌成就,走出了一条自力更生、自主创新的发展道路,积淀了深厚博大的航天精神。

2003年10月15日,杨利伟搭乘“神舟五号”飞船成功往返太空,遥远太空第一次迎来中国人;

长征三号乙运载火箭直上云霄

新型号首飞失利总师一夜白头

2007年10月24日,中国首颗月球探测器“嫦娥一号”准确入轨,实现了中华民族千年奔月的梦想;

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如今,已经习惯发射成功消息的人们,很难想象在一个火箭型号最初孕育那些年的艰辛与不易。作为长征三号甲系列的第二型火箭即长征三号乙,一诞生就历经磨难。

2016年9月15日,“天宫二号”发射成功,标志着中国即将迈入空间站时代;

长征三号乙运载火箭腾空而起

那是1996年2月15日,作为当时我国运载能力最大、同时也是研制难度最大、影响力意义最深的的火箭,长征三号乙运载火箭的首次发射吸引了全球的关注。

…………

这次发射也创造了中国航天史上又一项纪录:

龙乐豪就是这枚火箭的总设计师兼总指挥。他还记得,当时历经艰辛努力,好不容易赢得一个国际通讯卫星组织的发射合同,“对这次发射很有信心,媒体还进行了全球直播……”

从无人飞行到载人飞行、从空间出舱到交会对接、从单船飞行到组合体稳定运行……60余载风雨兼程,是什么力量让中国航天弯道超车、跨越发展,在浩瀚太空成就了一段波澜壮阔的东方传奇?

这是长征三号甲系列火箭完成的第100次发射,

然而,一场巨大的挫折轰然而至。

“一代人干成了几代人的事”

也成为我国第一个发射任务次数过百的单一系列火箭。

火箭点火起飞后约两秒,火箭飞行姿态出现异常,火箭低头并偏离发射方向,向右倾斜。

耀眼的火焰划破夜的寂静。2019年4月20日晚10时41分,长征三号乙运载火箭载着第44颗北斗导航卫星顺利升空,完成了长三甲系列火箭的第100次发射——就在不久前,长征系列运载火箭完成了第300次发射。

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根据当时的记录,在火箭飞行约22秒后,火箭头部坠地,撞到离发射架不到两公里的山坡上,随即发生剧烈爆炸,星箭俱毁。

回忆起火箭腾飞的震撼瞬间,航天科技集团一院长征三号甲系列运载火箭总指挥岑拯感慨良多。据介绍,长征三号甲系列运载火箭已成功将嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号返回试验器送入地月转移轨道,是我国目前高轨道发射次数最多、成功率最高的火箭系列。

长征三号乙运载火箭发射北斗卫星导航系统第44颗卫星

“为什么?为什么?为什么?”

连战连捷,靠的正是社会主义中国集中力量办大事的制度优势。

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龙乐豪连问三个“为什么”。作为中国第一代航天人,龙乐豪提出的我国第一枚洲际导弹末速调节方案至今仍在沿用,该方案提高了导弹命中的精度和火箭入轨的精度。但对那一刻的他来说,迎来人生的一个“低谷”。

“从2015年开始,由于卫星组网、各国一揽子工程数量增多,火箭发射进入一个高密度发射期,工作强度非常大。”岑拯介绍,为了服务高密度设计、生产和发射的现实需求,长三甲系列火箭研制团队确立了以发射计划为主线,技术、进度、质量全面支撑的整体框架。为使这一系列运载火箭的总体技术性能达到一流,相关领域、单位设计人员通力协作、攻坚克难,在继承长征三号运载火箭成熟技术的同时,采用了超过60%的新技术。在探月工程中,火箭实现了“零窗口”发射、“多窗口”发射、地月转移轨道发射等技术突破,拓展了长征火箭的发射能力。

长征三号乙运载火箭吊装瞬间

那一年他58岁,有人说他一夜之间白了头。

2019年2月20日,习近平总书记会见嫦娥四号任务参研参试人员代表时指出:“这次嫦娥四号任务,坚持自主创新、协同创新、开放创新,实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹,是探索建立新型举国体制的又一生动实践。”

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如今回忆起来,龙乐豪称那一夜“很是煎熬”,“一夜间急白了头,多少有点文学的夸张,说那个时候就加快了头发向雪白的转变,这倒是真的”。

航天工程从来都是“千人一枚箭,万人一杆枪”。据了解,一次发射任务,直接参与研制的研究所、基地一级单位有110多个,配合单位多达上千家,涉及数十万名科研工作者。西安的火箭发动机、天津的飞船太阳帆板、上海的推进器、四川的元器件……全国各地工厂生产的设备送至北京的总装车间,齿轮咬合般的全国大协作汇聚成强大力量。

长征三号乙火箭伫立在发射塔等待加注燃料

龙乐豪回忆,当时整个团队情绪跌落到了低谷。然而,这群航天人并没有一蹶不振,而是顶住压力,第一时间投入到故障检测中。

“实施这样宏大的工程,没有党中央集中统揽,没有全国大协作,是不可想象的。”在载人航天工程总设计师周建平看来,正是依靠国家“集中力量办大事”的制度优势,中国航天才实现了“一代人干成了几代人的事”的壮举。

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他和团队成员点着蜡烛、开着应急灯,连夜寻找答案。这一找,就是30多个日日夜夜。最终查明,是一个金铝焊接点的“虚接”,导致控制整个火箭的惯性平台失效,火箭按照错误的姿态信号进行姿态纠正,最终坠毁。

“把大国重器掌握在自己手里”

长征三号乙遥三十运载火箭试验团队

“这两个金属焊在一块,直径有多大呢?只有我们头发的几十分之一,起飞之前3秒钟就已经有脱开的迹象……”每每说起这次事故的原因,龙乐豪总会流露出巨大的遗憾——如果这根导线延长1500秒再坏,也就是25分钟左右,这次发射的结果将改写为“成功”。

在航天人眼中,“四个一代”是我国航天事业创新发展的一大法宝,即“探索一代、预研一代、研制一代、生产一代”。“探索一代像种子,预研一代是庄稼,研制一代是锅里的饭,生产一代是碗里吃的。没有种子,一切都无从谈起。”南京航空航天大学教授赵玲形象地描述。

此次发射的北斗导航卫星和配套运载火箭,分别由中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院抓总研制。

“就差这么1500秒左右!”

2006年前后,为适应航天战略需求,我国决定研制新一代运载火箭——长征七号。时任中国运载火箭技术研究院院长王永志态度明确:长征七号要符合无毒无污染的现代环保理念。这意味着长征七号必须配备大推力新燃料发动机。“心脏”一换,“全身”皆动,随之而来的是电气系统、增压输送系统等各个方面的改变。

这是长征系列运载火箭的第302次飞行,也是长征三号甲系列运载火箭的第100次飞行。至此,长征三号甲系列运载火箭已通过36次发射,成功将44颗北斗导航卫星送入预定轨道。

此后,龙乐豪一句“失败,就是差一点的成功;成功,就是差一点的失败”,成为整个航天领域的流行语。

与以往不同,设计和装配没有一张图纸,团队开创性地采用三维手段,打造了我国第一枚数字化火箭。仅初样研制阶段就进行了1600多项实验,大型地面实验有360多项。“尖端技术绝对不可能从国外直接拿来,想要真正在国际社会拥有不可替代的一席之地,必须坚持自力更生、自主创新。”航天科技集团一院长征七号运载火箭总指挥王小军说。

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“绝地反击”背后的“归零”法宝

航天工程的安全可靠性是质量管理核心。为此,航天人创造性地提出“双归零”,即技术归零和管理归零。针对发生的质量问题,前者从技术上按定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三的要求逐项落实,后者从管理上按过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章的要求逐项落实,最终形成归零报告和相关文件。

中国运载火箭技术研究院研发的火箭系列

这次巨大的冲击之后,中国航天痛定思痛。

长征三号甲系列运载火箭百发百中的背后,正是“双归零”管理的生动实践。1996年,长三乙火箭首飞遭遇重大失利,火箭起飞22秒后撞在附近的山头上,星箭俱毁。面对挫折,中国航天人重整旗鼓,短时间内完成了12类122项试验,提出44项256条改进措施,确保了后续飞行试验成功。凭借可靠性高的优势,长三甲系列火箭在国际发射市场上牢牢占据一席之地,截至2018年12月,先后承担16次国际商业发射任务。

长征三号甲系列火箭有个“荣誉称号”——金牌火箭。

1997年,当时的航天总公司提出,要实施“生命工程”以提高长征三号甲系列火箭的可靠性。

如今,以“双归零”为基础形成的“航天质量问题归零管理”已成为航天领域的国际标准。“这是我国首次将具有中国特色的航天管理最佳实践推向国际,探索向国际输出质量管理标准的重要成果,彰显了中国航天的软实力。”在针对中国航天科技集团进行的一次自主创新专题调研中,国家发改委宏观经济研究院研究员高国力如此评价。

这次发射的“长三乙”和“哥哥”长征三号甲、“弟弟”长征三号丙共同组成长征三号甲系列火箭,它们都是大型低温液体运载火箭。

按照龙乐豪的回忆,研制团队短时间内围绕设计、生产、产品控制、研制管理等工作进行了全面复查,完成了12类、122项试验,提出44项、256条改进措施。

“一切为了祖国,一切为了成功”

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1997年8月20日,仅过了1年多的时间,长征三号乙又一次矗立在西昌卫星发射中心的发射塔架上,用连续3次发射成功,扭转了中国航天的被动局面,挽回了长征系列运载火箭的声誉。

伟大事业孕育伟大精神,伟大精神推动伟大事业。航天传统精神、“两弹一星”精神、载人航天精神,共同成为激励一代代航天人努力前行的初心伟力。

长三甲系列“三兄弟”(图自中国航天科技集团)

龙乐豪告诉记者,从那以后,型号队伍走出了低谷,在经受各种考验后,更加成熟。

这初心伟力,体现在航天人爱国奉献的动人乐章里——

它们堪称高轨道发射小能手,因为它们包揽了目前我国所有高轨道航天器发射任务,是长征系列运载火箭高强密度发射的“主力”,是我国目前高轨道上发射次数最多、成功率最高的火箭系列。长三甲100次发射的成功率达到98%,这是和世界上任何一个火箭型号发射成功率相比都名列前茅的成绩。

在后来的发射中,长征三号甲系列火箭保持了连续76次的成功,创造了世界单一型号火箭“连续发射成功”的纪录。

“天是罗帐地是床,安家山沟扎营房,三块石头架口锅,土豆白菜下干粮。”这句流传至今的顺口溜,生动反映了老一辈航天人白手起家、战天斗地的场景。在参与我国新一代航天发射场建设时,工程师周湘虎因长期疲劳和强光刺激,左眼失明,右眼视力只有0.04。手术后他立即重返工地,和战友们继续搭建长征五号、长征七号两型运载火箭的发射塔。

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如今,长三甲系列火箭的发射成功率达到了98%。

这样的例子不胜枚举:龙乐豪,航天科技集团一院长征系列运载火箭高级顾问,率领团队成功研制出具有世界一流水平的大型火箭,耄耋之年依然坚守航天第一线;姜杰,航天科技集团一院长征三号甲系列运载火箭总设计师,这个外表瘦弱的女强人将自己的绝大部分时间都用于研讨方案、参加试验,用她自己的话说,“都没有时间去生病”;魏文举,普通技术工人,在火箭发射出现故障的危急关头,两次冲进残存剧毒燃料的火箭贮箱排除故障,最后壮烈牺牲。

虽然长相体格都不同,但这些年,你听过的中国航天诸多成就都离不开长三甲的支持:北斗工程从一期到三期,探月工程从嫦娥一号到嫦娥四号全部由长三甲系列火箭实施发射。

23年前那场一个多月的“绝地反击”,其背后那一条条改进措施,最终也衍生出了著名的航天“双五条”“归零”——“技术归零”五条标准和“管理归零”五条标准。

这初心伟力,体现在航天青年才俊的接续奋斗中——

高密度发射需要充足“库存”,经过中国航天人的多年耕耘,长三甲系列火箭研制生产能力从一年2~3枚提高到8~10枚,发射周期从60天减到21天,每次执行发射任务的队伍从300人降到150人。

这一航天法宝已在一代代航天人的接力下传承下来。

据统计,长征五号研制团队的平均年龄不到33岁,却先后突破247项关键技术,实现我国运载火箭从3.35米直径向5米直径的转折性跨越。长征五号的成功首飞,标志着我国运载火箭运载能力进入国际先进行列,是我国迈向航天强国的关键一步。

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中国航天科技集团一院北京航天自动控制研究所总成总测中心部长王大林记得,前段时间,航天某项产品进入发射场后出现问题,当即就反馈到了“家里”——北京的研究所。“家里”当天就成立了技术和管理“归零”团队。

人才之于航天正如砖瓦之于高楼。在龙乐豪心中,最自豪的事情莫过于中国的航天队伍很年轻。以中国运载火箭技术研究院为例,主要研制团队平均年龄35岁,45岁以下的型号总设计师或总工程师占11%,型号研制核心团队35岁以下的青年比例超过43%,并逐渐成长为型号领导。“别看他们年轻,他们既传承了红军长征精神,又传承了一代代航天人创造的航天精神,这就是最大的战斗力。”岑拯说。

中华航天博物馆内展示的长征三号火箭仿制品

王大林就是这支管理“归零”团队的成员,他负责编写“归零”报告,完成报告已将近晚上10点。他以为交了“归零”报告,就相当于完成了任务。

从东方红一号到嫦娥四号,几十年中,中国航天的面貌发生了天翻地覆的变化,而始终不变的,是中国航天人的初心。一代代航天人视祖国的航天事业为生命,将“一切为了祖国,一切为了成功”镌刻在浩瀚的太空。

“三兄弟”合力闯市场啥卫星都能放

当天夜里11点左右,王大林拖着疲惫的身躯回到家中,他刚迈进家门,就接到了研究室主任的电话:“王大林,你这个报告写得不行……”领导认为他的“归零”报告“没有严格按照‘五条’标准来编写,需要回单位修改”。

(本报记者 崔兴毅 张蕾)

金牌火箭不仅仅“红”在国内。

按照王大林的回忆,他撂下电话就准备出门。这时,他看了看妻子,心生愧意:“妻子是大龄孕妇,是需要丈夫付出较多的时间来陪伴和照顾的。”

起初,长三甲目标运载能力是2.5吨,这与国际发射服务市场还有较大的差距,于是航天人想到了一个好的技术途径:上改下捆,先改后捆。先研制一个基础型号——长三甲,然后再通过捆绑不同数量的助推器,使火箭在地球同步轨道的运载能力从2.5吨延伸到5.5吨,形成一个布局合理的火箭“小家族”。

但,“归零”任务十万火急。

如今,长三甲系列火箭家族满足了国际上大多数卫星的需求,运载能力与美国、欧空局的火箭旗鼓相当。截至去年底,长三甲系列火箭已先后承担了20多次国际商业发射任务,实现了与欧洲一流国际公司的接轨,为“一带一路”沿线国家提供从航天制造、发射、地面到系统应用的全产业链的“一站式”服务之路。

“任何航天活动都是新的起点和新的考验,对于航天重大发射任务,成功就是100分,失败就是0分,没有中间值,必须把成功作为信仰。”

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这是航天科技集团一院《把成功作为信仰——航天工程质量管理》中的一句话,其中还提到:“坚守对成功的信仰就是坚守质量,质量是政治,质量是生命,质量是效益。”

2008年,长三丙成功首飞(图自中国航天科技集团)

那天晚上,王大林最终出了家门,到单位和室主任一起完成了“归零”报告。再次回到家,天已微微发亮。

中国航天事业走过了风雨兼程的六十余年,作为一门产业,航天事业的发展与建设国民经济、壮大国防力量、巩固国家实力密不可分。正是以长三甲研制团队为代表的航天人把一枚枚火箭发射升空,把一颗颗卫星送入轨道,助力中国从航天大国向航天强国迈进。

饱经磨砺始见春

当然,在长征三号甲系列火箭20多年的成长过程中,并不止这一次“危机”。

龙乐豪向记者说起长征三号甲系列火箭研制起步阶段的一段故事:那是1993年1月20日,在北京西南郊的一个山头上,研制团队历经困难迎来了长征三号甲第三级火箭动力系统试车的时刻。

当天下午6时30分,已是天寒地冻,北风呼啸的试验场地显得格外的宁静。随着指挥员的倒计时口令,参试人员的心几乎跳到了嗓子眼,刹那间火箭喷出的橙红色火光照亮了整个山野,就在人们期盼成功到来时,发动机却突发故障——火箭排氢管仍在燃烧,如果不及时扑灭,装有60立方米液氢的火箭随时有可能爆炸。

庆幸的是,技术人员及时排除了这一重大险情。像这样“提心吊胆”的事,不管是大的还是小的,龙乐豪早已经历过无数次,大多有惊无险。他说,归根结底,还是火箭本身超前的设计理念,以及出现问题后航天的“归零”理念。

中国科学院院士、中国航天科技集团一院长征三号甲系列运载火箭总设计师姜杰回顾该系列火箭25年的历程说,100次的发射过程中有36次执行北斗工程的发射任务,成功将48颗北斗卫星北斗导航卫星送入轨道;有5次执行探月工程任务,成功将嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号返回试验器送入地月转移轨道;有36次执行通信卫星工程发射任务,共计发射了36颗通信卫星;有7次执行气象卫星工程的发射任务,共计发射了7颗气象卫星。

此外,长征三号甲系列火箭还走出了国门,执行了16次国际发射任务,共计发射了16颗国际商业卫星。姜杰说,这也让“金牌系列火箭”成为了名副其实的“全能火箭”“北斗专列”。

而这背后,则是中国航天人血与汗的付出。

2018年春节前夕,长征三号乙运载火箭承担着北斗三号第3次全球组网的发射任务,属于重点工程发射任务。1月的一天,后方突然发现火箭三级发动机上测试金属软管的同批次产品存在隐患。

“心脏要是有了病必须抓紧治疗,但做手术也必定存在风险。”航天科技集团一院211厂高级技师吴延翔说,在发射前,火箭二级和三级对接后正常情况不能分离。此前研制人员主要琢磨怎样把爆炸螺栓“拧紧”而不是“拧开”。如今要拧开,就可能存在“因拧紧力过大”,导致螺纹咬合过紧的情况,最坏的情况就是引爆分离。

2018年1月27日12时,航天人还是决定动“手术”。面对生死抉择,吴延翔与毒气直面交锋。当时黄烟滚滚遮挡视线,5层手套阻隔触感,所有交流只靠手势,他一气呵成更换了火箭关键部件,最终拿下了这次“危机”。

伟大的事业孕育伟大的精神,伟大的精神滋养、成就伟大的事业。就像1955年,航天科技集团一院首任院长钱学森在返回祖国的时刻,庄严地说出自己回国的初心:“要竭尽全力建设自己的国家,使我们的同胞过上有尊严的幸福生活!”

初生的长征三号甲系列火箭就如幼苗,正是在这一代代胸有凌云志、心怀报国情的航天人的呵护下,才茁壮成长为现在的苍天大树,成为新中国目前唯一的“金牌火箭”。

中国青年报·中青在线记者 邱晨辉 视频制作 见习记者 杨奕钊 郭佳立 记者 董志成 朱立雅 来源:中国青年报

2019年04月26日 01 版

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