今天，由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制的空间站梦天实验舱，在文昌航天发射场由长征五号B运载火箭托举升空，发射取得圆满成功。至此，中国人自己的太空家园和国家级太空实验室将开启全新征程，一时间，兴奋、期待、不舍的感情交织在一起，涌上研制团队的心头。回首12年来的研制历程，梦天实验舱陪伴着设计师们走过了从“而立”到“不惑”的激情燃烧岁月，设计师也陪伴着梦天从一张张蓝图变成了而今飞天时的挺拔模样；他们成全了梦天逐梦星河的理想，梦天成全了他们为国圆梦的志向。
为国论站——这是中国空间站该有的模样
“2011年，上海航天人历时十六年创新攻坚，自主研制的对接机构产品首次亮相太空，神舟八号和天宫一号实现了首次无人在轨交会对接，我国成为世界上第三个独立掌握空间对接技术的国家，空间站在轨建造具备了坚实的基础。”梦天实验舱责任总指挥甘克力说到，“着眼于未来的太空实验室，国家将空间站定位在‘着力建设具有中国特色的载人空间站工程体系，体现时代特征，实现整体跨越’，这也是当时八院论证的顶层指导。”
在国家的统一部署下，在工程总体的大力指导下，八院迅速集合了具有丰富载人航天工程研制经验的专家队伍，各单位优秀的技术和管理人员，具有较强创新研发能力的新锐力量，组建了一支专门的综合立项队伍，对中国空间站顶层方案进行论证。
“中国空间站应该长什么样？”“中国空间站需要具备和实现哪些功能？”一时间，建造怎样的空间站和怎样建造空间站成为设计师们的最热话题。“那时候我们也分析国际空间站的情况，博采众长，但是我们一开始就深刻认识到，我们中国人建造自己的空间站，就必须符合我国的国情，契合我国技术的发展水平，以及中国人的文化和习惯。”梦天实验舱责任总设计师罗斌回忆。
一群最理性的理工男、理工女们展开了最浪漫的想象和最无情的PK。大家不拘形式，不限职位，每个人都积极提出大胆的构想，一时间“八仙过海、各显神通”。“会三维建模的用三维建构型，会二维绘图的用二维画构型，来不及画图的在纸上勾勒构型，还有的一个纸卷就是一个舱段，一支铅笔就是一副太阳翼，我们在会议室、在食堂，甚至在散步途中，不停的畅想着‘未来中国空间站’的样子。”说起过往，梦天实验舱总体主任师吴军仍然抑制不住兴奋，“慢慢的，‘积木组合+有限桁架’‘太阳翼二维对日定向’这两个核心构型思路得到了大家的一致认可，中国空间站‘大风车’构型跃然于纸上了。”“大风车”的构型与最终的”T”字构型非常接近，太阳翼发电效率提升近100%，各舱段平展布局也极大的提升了对应用载荷的支持能力，使得中国空间站稳稳的飞行在太空，宛如给中国梦插上了翅膀，极好地诠释了“中国特色”和“时代特征”。这一构型方案一经汇报，便赢得了业内各级专家领导、各大系统的一致好评，方案契合国情，特色鲜明，这就是中国空间站该有的模样。
建站为应用——空间站的理想状态就是我们的理想
2012年5月23日，国家在空间站系统相关分工定点的批复中明确，八院负责空间站实验舱II总体研制工作。
方案伊始，实验舱Ⅱ的主要任务是装载多功能光学系统，整个飞行器大约一半的空间都围绕着如何承载这套巨大的光学系统而开展设计。由于光学系统有很高的对天对地观测视场要求，实验舱II有一半的结构都只能设计成开口结构。2014年，历经2年的研制，实验舱II攻克了结构力学设计的“传力路径差”“整舱刚度难以提高”等一系列难题，就在方案设计工作接近尾声时，一个重大颠覆性的方案正悄悄靠近。经过反复的工程论证，为了获取更好的观测效果，原本搭载在实验舱II肚子里的光学系统的设计方案发生了重大变化，光学载荷需采用独立飞行器方案，与空间站共轨飞行，实验舱II的主任务、方案设计都需要调整。“建站为应用，把中国空间站建成我们心中最理想状态就是我们这些人的理想。科学没有尽头，只有越来越深刻的认识、越来越详尽的研究。方案需要改变，我们没有二话，但我们最担心的是进度问题，空间站建造不能在我们的手中延误。”回忆过往，梦天实验舱计划经理刘慧颖些许激动，更多是坚定。那段时间，会议室里常常是灯火通明，研究讨论经久不息：怎么提高空间站应用支持的能力，怎么最大程度的提高应用试验开展的效率和效益？
“我们805所是一个综合性研究所，具有总体设计和结构机构专业发展的综合优势，我们迅速将拓展应用能力为主攻方向，用两个月的时间论证了一个新方案。”空间站系统副总指挥李江道说道。新方案在维持原有结构构型和平台功能不变的基础上，创新性提出了“货物气闸”功能，增加了货物进出气闸舱，巧妙地采用嵌套式结构构型，“三舱”变“四舱”，展开式暴露平台、自动舱门，载荷进出滑台，一系列新机构呼之而出，实现了货物（载荷）在空间站上的自由进出，增加了舱外载荷数量，极大地减少了航天员携带载荷出舱的次数，提高了航天员出舱活动的工作效能，实现了“建站为应用”的目标。这一方案得到了工程总体的高度认可，于2014年端午节之际顺利通过了审查。研制团队紧锣密鼓奋斗五个月，确保了2014年10月9日，实验舱II顺利完成了方案转初样评审。2015年4月1日，经过前期工程总体组织的征名活动，集结了全体研制人员智慧，承载着中国人环宇追梦的美好期望的“梦天”终被选用，自此，实验舱II有了这个浪漫的名字——“梦天”，天宫入梦，梦圆天宫。
十年砺剑——把地面试验做到极致
“规模庞大、系统复杂”是大家对梦天一致的外在印象。虽然在方案阶段，设计团队对于这样一个17.88米高、4.2米直径、重达23吨的飞行器的设计难度有所认识，但是进入初样设计后，还是被这样一个巨系统的复杂程度震惊了。千余台设备、20多万米的导线给设计和研制带来了巨大的挑战。为此，梦天实验舱在方案阶段就已经认识到数字化手段是提高工作效率的最好的工具，率先编制了八院首个型号级的数字化大纲，在总体、总装和测试方面都提出了要求，作为工程实施的依据。郭文龙副总师介绍说：“900多台套设备的智能化布局与总装，生成供配电大图和信息大图，1000多根电缆的接点由10万多个接口数据接点自动生成，电缆路径和长度的自动生成，飞行程序的自动编排，AIT技术状态在线控制等，这些都实现了数字化设计，用应用软件进行实施，极大提高了研制效率和质量。”
为确保航天器不带问题上天，航天人能做的就是充分利用地面试验，对各种状况做充分的验证，确保航天器不带任何问题上天。梦天实验舱的货物气闸舱可以让做科学实验的各类载荷在舱内舱外自由进出，为了保持开舱门前舱内外的压力平衡，每次进出舱都要进行货物气闸舱泄压和复压。初样阶段，设计师们通过地面热真空试验，验证舱体的热量收集、转移和排散功能，验证货物气闸舱泄复压功能，考核舱体对空间环境的适应能力。“封罐试验前，我们都非常紧张，预想各种可能出现的状况，并以一一制定预案。阀门是否可靠？热的设置是否合理？会不会无法泄压？会不会无法复压？万一试验不顺利是不是会影响研制进度？”805所梦天实验舱总体副主任设计师宣建强笑着说，“越担心我们就把工作做的越细，等到真正封罐做试验，我们反而淡定了，感觉心里非常有底。”
有的试验只开展一次或几次，有的试验却要在几年的时间里反复做，反复验证，比如805所梦天实验舱乘员分总体副主任设计师韩艳负责的舱外操作工效学评价试验，主要包括水下试验和悬吊试验，用来验证整舱舱外设计的合理性，比如舱外辅助装置的设置是否能满足航天员舱外自主转移及舱外操作的使用要求、舱外作业点的设置是否能满足航天员操作时的可视可达及可操作性要求。为了让航天员在轨能顺利完成操作，团队从每一个操作细节去抠设计，操作的体位、用哪只手操作，操作动作是拉还是推，每个安全带安装位置，使用什么工具，都要进行详细设计。在做航天员水下评价期间，韩艳在北京一住就是两个月，每天同水槽和潜水员打交道，时间长了，大家都说可以免学习去考潜水员理论考试了。“最牵动我心的还是悬吊试验，2018年开始一直到2022年型号出厂之前都在持续的开展，每一次悬吊我的心也跟着悬起来。”韩艳开玩笑说道。最终，经过一轮一轮的悬吊试验，不断完善工效设计要素，为最终梦天实验舱的上天状态确定基线。
一个庞大的飞行器的测试工作是需要一个同等体量的地面综合测试系统进行支撑的，犹如飞行器的地面诊疗系统，为飞行器把脉通关。“飞行器的规模有多大，链路有多少，机构有多少，就需要多少的地面设备进行模拟和支持。”805所综测技术负责人邵琼说道。为提高测试效率和质量，805所的设计师们在测试中引入了‘测试序列+语音播报’的方式，可以支持两台设备并行进行指令发出，并赋予分系统发指令申请的功能，极大提高了测试工作效率，减少了人为出错率，随后又开发了自动判读功能，远程测试功能，提升了整套综合测试设备的能力。“从53台设备的桌面联试，到飞行器初样、正样全系统综合测试、三舱联试、五舱联试……，我们都笑称已经‘人机合一’，年轻队伍也在历练中不断成长和提高。”805所信息总体主任设计师林翼露笑着说道。
一朝亮剑——以平凡工作铸就不凡事业
到底从什么时候开始算亮剑，设计师们也说不清楚。“我们是开局即冲刺，2021年春节的时候，设计师们在正对电梯厅的门口挂了一个倒计时的牌子，每当难了、累了，一想到这块牌子，就会被治愈。”805所专业副总师周涛说起来，笑了笑。治愈可能就是重新获得力量的过程，在飞天的路上，还有很多的难题需要一一解决。
梦天实验舱的总装和测试在上海进行，整舱力学、热试验均在天津滨海的飞行器AIT中心进行，发射任务在海南文昌进行。三地作战，没有一套安全高效的运输方式是难以实现的。由于飞行器外形尺寸大，包装箱和地面工装超宽超限，不适合公路运输，必须海陆联运，八院从未组织开展过这么大规模的海上运输任务。万事开头难，运输码头泊位能力有限，梦天实验舱便将整件运输任务化整为零，拆解成了海陆联运和公路运输任务并行开展。面对梦天实验舱这样的庞然大物，能安全进行起吊作业吗？码头方最初也不敢贸然接单。航天人用数据说话，用方案通行，最终消除了码头方的疑虑，使用岸吊的方案，解决了制约操作作业风险的难题，后续的多次运输工作组织都很顺畅，正是“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”。
2020年大年三十上午，设计师们将梦天产品停放在天津厂房，下午赶回上海与家人共度春节，没想到型号即将经历一场巨大的考验。一场突如其来的新冠肺炎疫情，席卷全国，为了确保人民生命安全，社会按下了暂停键，延长春节假期，延迟复工。当时是三地作战的工作安排，队伍也要兵分三路，一路要在文昌开展核心舱发射场合练，一路大部队要去天津开展梦天实验舱结构热控舱的力学和热试验，一路人马留在上海利用梦天电性平台进行电测工作。这么繁重的工作安排，遇上这么大的考验，型号怎么办，任务怎么完成，这一切打乱了原有的工作节奏。经过综合研判，上海航天人因地制宜地制定了三地疫情防控工作策划，毅然逆行出征。“从上海到天津，1089公里的路途，一辆专车承载着我们40多位队员‘疫’然前往天津，只在1个空无一人的服务区做了一次最短暂的停留。”805所型号副总师樊蓉说起过往还是有点激动。上海这边也提前策划和安排了外地分系统队员的进沪工作，安排了单位附近的宾馆集中使用，设立了两点一线工作班车，确保了型号任务工作的顺利开展。
2021年的春节，天和核心舱已经进入海南文昌发射场，问天实验舱已经开始加电测试，空间站建成的脚步也越来越近了，大年初三，梦天实验舱型号队伍便进入工作状态。为了规划好后两年的工作，经过数十次的反复研究和推敲技术流程，优化安排工作项目，顺着排工作，倒着排计划，建立了总体技术流程、产保流程和计划流程基线，每个专项计划细化到工序和小时。
2022年1月下旬，型号两总带领研制队伍进驻天津，开始长达6个多月的AIT工作，为了确保正样计划，研制队员在天津过春节，只短暂休息了半天便投入繁重工作。面对应用载荷交付后150天内整舱要完成力热环境试验和测试、大系统联试、出厂前回归测试的严峻形势，以及需开展121次大型操作，包括5次四舱对接分解、10次整舱吊装、24次舱段吊装翻转、30次舱段及整舱转运、52次大型设备拆装的巨大工作量，项目办主任王华带领团队组织制定了“1＋30”的型号工作策划体系，做到“日计划看板上墙”“一本策划抓到底”，确保AIT工作做到“日清日结”。甘克力总指挥、罗斌总设计师带头常驻天津，每当看到他们，队员们就会安心，100余名试验队员咬紧牙关，上下一盘棋，这一次的坚守，就是半年多。
“我们值班时，一边监视舱体状态，一边写出厂报告，把时间掰成两份。”提起在天津的工作，805所总体副主任设计师孟瑶这样描述，“但有一次我在厂房听到其他型号设计师惊叹梦天的规模，我觉得一切都是值得的，空间站是咱们国家规模最大、系统最复杂的航天器，为空间站作出自己的贡献让我感到非常自豪。”而提起在天津的试验，805所在轨运营副主任设计师夏羽表示，“24小时试验，三班倒值班，同时还要做相关的技术分析，最痛苦的是觉不够睡。”说到这里，他突然提高了语气，“但有时候想到自己参与研制了如此庞大复杂的航天器，从事这么牛的事业，睡觉还有那么重要吗？”这，大概是航天人专属的自豪、乐观和豁达吧！
航天人的工作不仅仅是个技术活，也是个心理战，常常需要极强的判断力和承受力。2022年8月2日，梦天实验舱进入发射场阶段，在发射场开展发射前的总装、测试等工作。四舱刚性连接后，水平电测时，舱内某实验机柜出现遥测信号异常问题。经分析，问题定位于柜内一束电缆，需用新的电缆将其替换；机柜重几百公斤，该电缆的更换需要将机柜的顶板打开，按正常工作流程，需要把梦天舱重新分解成单个舱段，将机柜从工作舱内拆下吊至舱外，再开展电缆更换工作。但这样一来，发射计划至少推迟二十天以上，而且舱上产品存在很大的受损风险。型号总指挥甘克力和型号总设计师罗斌带领研制团队反复研究，最终决定“不重新分解舱段”，采用舱内起吊方式将机柜吊离安装位置并翻转一定角度，以便完成机柜顶板的拆装和电缆的更换。“为了确保安全，我们制订了详细的操作方案和操作流程，全流程排摸风险、制定预案，并对操作过程进行了细致的推演。”805所型号副总师柏合民一边介绍一边演示。梦天工作舱内对物体表面和空气有极为严格的清洁要求，进舱排故的五位总装操作人员，在不能吃喝拉撒的情况下连续工作了近十个小时，与舱外配合人员一起圆满地完成了排故操作。“了不起，非常了不起，临危受命，稳妥可靠！”说到这里，柏合民非常欣慰。英雄淡薄名与利，惟愿飞天梦圆时。也许，成功，是他们的最高追求，也是他们最大的喜悦、满足和激励吧！
梦想无垠，步履不停。十二年攻坚路，一路荆棘，一路繁花，一群平凡人以不平凡的业绩完成的一段不平凡的历程。3000多个日夜的坚守，10年的青春年华，都凝聚在梦天的每一台设备、每一根电缆、每一个螺钉之上。他们铸就的是大国重器，成全的是飞天情节，缔造的是强国梦想。“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！”航天人，一直在路上。
作者：史博臻 胡芳芳
图：中国航天科技集团有限公司八院
编辑：唐玮婕
责任编辑：戎兵
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