上海航天技术研究院院长朱芝松坦言:在这些完美的背后,离不开技术、制度和产业的三大创新。上海航天“921”团队正是靠着一个个创新,让中国造的异体同构周边式对接机构从无到有,最终器件国产化率达到99%。
石头平台创意无限
现任载人航天工程空间实验室系统副总设计师、对接机构技术负责人张崇峰告诉记者,中国的空间对接技术最早竟是从两块泰山石上起步的。
交会对接是载人航天工程“三步走”中必须突破的重点技术。当初,全世界能够独立研制对接机构的只有俄罗斯,连美国也要向俄罗斯购买。俄罗斯方面开出“天价”:光买对接机构技术的设计专利费就要1亿美元,其后引进成熟的技术和现成的产品还要加钱,另外还不排除被搭售其他无关紧要的东西。考虑到今后中国载人航天要建空间站,多个航天器之间的交会对接以及天地往返运输任务也会较频繁,中国航天人最终选择了自主创新。
为了模拟太空微重力环境下的对接过程,科研团队最初想用滑车方案做缓冲试验台,但摩擦力太大。后来有人创造性地提出了气浮平台方案,这需要两个平整度高和稳定性好的平台,且整个平台在任何情况下高低起伏都不能超过3/1000毫米,相当于一根头发丝直径的1/20。由于这样的石头只有泰山的花岗岩能胜任,中国空间交会对接技术的创业者们不得不亲自上泰山“寻宝”,找了一个多月才采到两块70多吨重的大石头,又加工了五个月才磨成两个20吨重的精细平台。
就在这样“踏破铁鞋”得来的“中国造”试验台上,两个8吨重的飞船模型只需用手指轻轻一点就会移动。俄罗斯专家团来访时,公认这对泰山石台面是“世界上水平最高的对接机构试验台”,连俄罗斯“对接之父”也强烈要求与之合影留念。
作为当今世界上技术含量最高、研制难度最大的机电一体化航天产品,中国造对接机构结构由243个齿轮、680个轴承、118个传感器和上万个零部件组成,内部可形成直径80厘米的可密封通道,可以与国际空间站兼容。经过地面1101次对接试验、647次分离试验,“921”团队终于成功掌握了以对接机构总体设计技术、动力学仿真技术为代表的一大批具有自主知识产权的核心关键技术,实现了中国对接技术的跨越式创新。
投入巨资吸引人才
技术创新必须有资金和人才的支持,更需要相应的制度保障。
“十二五”期间,上海航天每年的预研经费达10亿元左右。上海的科研环境为航天事业的发展提供了坚实的保障,其中与上海交大合作的“上海航天基金”,每年经费达1000万元;与交大、同济、上海理工等院校共建的25个联合研发平台,涉及太阳能光伏技术、航天材料、车载电子等领域,实现了一批核心技术和关键技术突破。
在地方政府的全力支持下,上海航天迅速成为人才的蓄水池、聚宝盆。仅2010—2011年就引进博士和硕士生1885人,还有包括2名“千人计划”入选者在内的19位海外高端人才。去年,上海航天局更自筹资金近4亿元在闵行建人才公寓,吸引更多外来高端人才入沪。
航天技术走进生活
“我能用上神奇的航天术吗?”相比二十年前,中国航天事业的开放度正越来越大,普通公众对航天的认识不再神秘,越来越多的人将享受到航天给日常生活带来的好处。
目前,在光伏、动力锂离子电池、高端汽配、新材料等航天技术“军转民”优势领域,上海航天也在产业创新升级中。比如:为太空中卫星、飞船等航天器提供动力的沪产太阳能光伏技术,不仅在2010年上海世博会上实现了世博史上最大规模的太阳能发电技术应用,而且现已形成上海、江苏、内蒙三地联合发展的全产业链格局。在航天上广为应用的锂离子电池,上海航天已有1500万安时的生产能力,现与上汽、东风、申通地铁等开展了车用电池研发和生产合作。再有城市遥感小卫星、导航卫星地面应用系统,也进入了上海航天人的产业化研究中,未来有望推动“智慧城市”的建设。
本报记者 胡晓晶