筑牢航天員的生命防線——記載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設計師李潭秋

本刊記者 游小葉

2010年1月13日的《解放軍報》刊登這樣一條消息：中華人民共和國中央軍事委員會主席胡錦濤日前簽署命令，給在完成重大科學實驗任務中取得顯著成績的單位和個人記功，李潭秋是三位一等功人員之一。

李潭秋，遼寧莊河人，1963年1月出生，工學博士，研究員，現(xiàn)任載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設計師,艙外航天服責任總師。多年從事載人航天工程環(huán)控生保和航天服研制,先后主持研制了我國第一套艙內航天服和飛天艙外航天服研制，為我國的載人航天事業(yè)做出了突出貢獻。獲國家科技進步獎一等獎1項，全軍科技進步獎一等獎2項（排名第1），二等獎3項，2004年獲載人航天突出貢獻獎，2005年獲航天基金獎，榮立個人一等功1次，二等功1次。

開啟航天事業(yè)夢想

李潭秋是哈爾濱工業(yè)大學的優(yōu)秀學生。哈工大濃郁的學風，正符合李潭秋的天性。他如饑似渴地學習，為他日后出眾的科研能力打下了堅實的基礎。

大學畢業(yè)后，李潭秋被分到航天部的一個比較清閑的單位，對于滿懷報國熱情，一心致力于高科技領域研究的李潭秋來說，這顯然不符合他的心意。于是，他和幾個志同道合的同學一起，考研到了現(xiàn)在這個單位。當時，航天員上天在國人心中還是個遙遠的夢想。人體工程的研究也處于剛剛起步的階段，國內公眾知之甚少。在這種情況下，李潭秋選擇了航天控制和生命保障專業(yè)，開始了自己的奮斗歷程。

1992年，我國啟動載人航天工程。為了幫助航天員應對惡劣的太空環(huán)境，保證他們安全返回地面，需要為航天員設計專門的航天服。1995年，我國正式起步研制航天服。此時的李潭秋已從大學生成長為碩士、博士，研究了十多年環(huán)境控制與生命保障專業(yè)的相關知識，十多年的修煉終于到了用武之時。

1971年6月，蘇聯(lián)發(fā)射的聯(lián)盟11號載人飛船，搭載3名航天員在禮炮1號內停留了23天。當飛船結束考察，奉命脫離“禮炮號”太空站返回地面后，人們驚奇地看到三名宇航員竟然安詳?shù)厮涝谧约旱淖簧?。事后經過各方面調查，在返回的過程當中，由于整個飛船的震動，導致返回艙壓力閥門非正常打開，氣體泄漏。在幾秒內，氣壓下降到致命程度，再加上沒有穿艙內航天服，致使體內嚴重缺氧而死亡。這是蘇聯(lián)載人航天活動中最為悲慘的一次。所以從那以后，艙內航天服就變成了整個天地往返運輸系統(tǒng)載人航天的一個標準配制。因此，航天服的研制，是我國載人航天工程的重要內容。

航天技術在任何國家都屬于高度機密，因此，我們的航天服不能從國外引進，只能自己研發(fā)。在此之前，我們只能從一些宣傳圖片和一些發(fā)表的論文上了解航天服的構造和基本原理，卻無法了解它的內部構造和設備細節(jié)。因此可以說，李潭秋和他的團隊是在幾乎是空白的基礎上開始了航天服的研制工作。面對著如此復雜艱巨的任務，李潭秋沒有退縮，而是選擇了迎難而上。無數(shù)個夜以繼日的工作,巨大的壓力，年富力強的李潭秋兩鬢出現(xiàn)了絲絲白發(fā)，但他并沒有感覺到累。他的心被一種激情占據(jù)著——他終于開始實現(xiàn)多年的夢想了。

中國首套航天服誕生

“航天服不是簡單的服裝，它實質上是航天員的個人防護系統(tǒng)?！崩钐肚镎f，“在飛船出現(xiàn)意外情況時，航天服將成為保護航天員生命安全的最后防線?！焙教旆垂δ芸煞譃榕搩扔煤教旆团撏庥煤教旆＠钐肚锖退膱F隊首先接到的是艙內航天服的研制任務。

李潭秋介紹說，飛船在軌道飛行時，航天員一般不穿航天服。但在容易出現(xiàn)事故的飛行時段，必須穿上航天服。當載人航天器座艙發(fā)生泄漏，壓力突然降低時，航天員及時穿上它，接通艙內與之配套的供氧、供氣系統(tǒng)，服裝內就會立即充壓供氣，并能提供一定的溫度保障和通信功能，啟動艙內航天服系統(tǒng)救生，可在6小時內保證航天員的生命安全，實現(xiàn)應急返回著陸。此外，在航天服上還配有廢物處理裝置和生理數(shù)據(jù)測量裝置。廢物處理裝置就是用于尿收集的高性能吸收材料，安置在航天服內衣里；生理數(shù)據(jù)測量裝置則是通過貼在航天員身上的電極測量航天員的心電、呼吸、血壓等生理信號并傳遞相關數(shù)據(jù)到地面飛行控制中心，供地面醫(yī)監(jiān)醫(yī)生觀察分析航天員的身體情況。

李潭秋簡單介紹了艙內航天服的結構。從外形上看，航天服心臟部位有一個可以擰動的圓形裝置，這是用來調節(jié)衣服內的壓力、溫度和濕度的；右腹部位置有一根細管，是航天員的通信工具；左腹部處有兩條管路，是給航天員供氧和排放二氧化碳的設備。李潭秋說，航天服外層采用的是高強度滌綸材料，可承受高強度拉力。

航天服式樣看似簡單，但制作起來難度可不小。據(jù)李潭秋介紹，艙內航天服由三部分組成：一是限制層，由耐高溫、抗磨損材料制成，用來保護服裝內層結構，并使航天服按預定形態(tài)膨脹，保證航天員穿著舒適合體；二是氣密層，用涂有丁基或氯丁橡膠的錦綸織物制成，有良好的氣密性，防止服裝加壓后氣體泄漏；三是散溫層，與內衣褲連接在一起，有許多管道，采用抽風或通風將氣流送往頭部，然后向四肢軀干流動，經肢體排風口匯集到總出口排出，帶走人體代謝產生的熱量。航天員穿戴的頭盔、手套和靴子更加特殊。頭盔的盔殼由聚碳酸酯制成，不僅能隔音、隔熱和防碰撞，而且還具有減震好、重量輕的特點。為防止航天員呼吸造成水氣凝結以及低溫環(huán)境下頭盔面窗上結霧、結霜，需要特殊的氣流和防霧涂層。手套與航天服相配套，充氣加壓后具有良好的活動功能和保暖性能。

這一切，都是李潭秋和他的團隊，經過無數(shù)次的設計、改進、實驗的基礎上完成的。李潭秋說，在一套方案的服裝設計加工完成后，首先要工作人員自己去做這些體驗，要先選擇跟航天員體型相當?shù)娜诉M行試驗。在最終關鍵的一些節(jié)點和最終的節(jié)點要請航天員來試穿，完成人服匹配。此外，要經歷多方面性能的試驗，比如說功能試驗、環(huán)境力學試驗、溫度試驗等驗收和鑒定過程，滿足全部要求后才可以確定狀態(tài)。除此之外，還要了解航天員有什么意見，有哪些需要修改完善的地方。李潭秋說，航天員的意見很重要，因為航天員是我們產品的最終用戶，所以他們的意見建議對我們產品的改進是至關重要的，我們一般在每次試驗或載人飛行任務過后都會與航天員座談，因為這些產品在地面上進行了若干的試驗，但最終是要在失重狀態(tài)下去使用的，所以失重狀態(tài)下的一些體驗可能就尤其重要。通過座談，我們要找出來哪些是我們產品本身的問題，哪些是使用過程中出現(xiàn)的問題。

2003年10月16日，楊利偉身著李潭秋設計的航天服走出神五飛船，順利地完成了中國首次載人航天飛行。李潭秋的心里格外激動，因為這是中國航天史上第一件我們自主研制的航天服?，F(xiàn)在，這套航天服已經被收藏到中國軍事博物館，成為記錄中國載人航天事業(yè)發(fā)展歷程的珍貴的文物。

“世界第八大奇跡”

當楊利偉的航天服成為中國航天史上的國寶后，李潭秋又接受了新任務，為神舟七號的航天員們研制航天服。與神六截然不同的是，這一次航天員們要出艙漫步太空。艙外航天服絕對是中國航天史上一個重量級的挑戰(zhàn)。其實，早在艙內航天服研發(fā)的同時，李潭秋就敏銳地把握技術發(fā)展方向。1998年開始，他就帶領課題組開展了艙外航天服工程預研，先后在熱防護、關節(jié)、系統(tǒng)總體概念方案、冷源技術等多方面開展技術攻關，取得了多項突破性研究成果，為艙外服工程研發(fā)奠定了重要基礎。

根據(jù)我國神舟七號任務要求，2004年7月艙外服研發(fā)團隊開始飛天艙外航天服工程研制。這是一支十分年輕的團隊，平均年齡才三十出頭。要這樣一支年輕的隊伍承擔如此重要的任務，李潭秋現(xiàn)在回想起來，真是感覺有點不可思議。國際通則，航天工程從探索、預演、研制到完成，一般是十年的時間。但是，就憑著一股初生牛犢不怕虎的闖勁，這支年輕無畏的團隊，用了不到四年的時間，47個月，研制出來中國第一代艙外航天服。李潭秋說，為了保證任務按期完成，他和他的團隊不得不采取一些非常規(guī)的做法，承受了極大的風險考驗。李潭秋最津津樂道的，是他的團隊。他說，他的在艙外航天服的研制能取得成功，首先在于有一個有戰(zhàn)斗力的團隊。團隊最大的特征是敬業(yè)，沒有上下班的時間概念，只有工作有沒有完成的意識。連食堂的大師傅都不能按時回家，因為不知道這些加班加點的科研人員什么時候吃飯。另外就是主動參與意識非常強，經常一起就某個問題進行熱烈地討論，通過這種思想的碰撞，達到啟發(fā)思路、集思廣益的效果，沒有人因為這個問題不屬于自己的領域而漠不關心。正是這樣的一個兄弟姐妹般的氛圍，大家雖然累，工作壓力很大，但是每個人的心情都很快樂。

提到這里，李潭秋感慨地說，如果沒有國內諸多兄弟單位與合作企業(yè)的全力支持，他們是無法完成這個奇跡的。尤其是一些企業(yè)，聽說是為我國的第一代航天服做貢獻，寧可停下手頭正在做的活，放著現(xiàn)成的錢不去賺，也要把這不賺錢的活兒先做好。這在市場經濟的大潮中，是多么寶貴的精神。李潭秋講，中國人的這種團結協(xié)作精神，是最讓他感動的，這也是我們能取得如此巨大成就的保障。

在浩瀚的宇宙，在全世界人的注目下，中國航天員身穿中國人自己研制的航天服出艙了，李潭秋的心里無比激動。實踐證明，我國飛天艙外服整體技術性已達到國際在用艙外服系統(tǒng)的先進水平，并具有多項獨創(chuàng)性技術。我國成為世界上第三個掌握出艙核心技術的國家！

飛天艙外航天服的研制成功，標志著我國已全面、系統(tǒng)掌握了先進艙外航天服系統(tǒng)設計、壓力防護、熱防護、工效保障、生保系統(tǒng)小型化、關鍵材料、出艙通信、個人信息處理與顯示技術等多項關鍵核心技術、系統(tǒng)集成與測試試驗技術、安全可靠性保證技術，實現(xiàn)了出艙活動核心技術的跨越式發(fā)展，為我國空間站以及其它大型空間設施建設、維護維修提供了關鍵技術支持。更重要的是，通過航天服技術研究和工程研制，積累了豐富的空間個體防護系統(tǒng)的研制經驗，鍛造了一支戰(zhàn)斗力強、知識結構合理、富有協(xié)作精神、朝氣蓬勃的研發(fā)團隊，初步建立了我國航天服關鍵技術研究、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測試試驗的研發(fā)技術體系，為后續(xù)研發(fā)工作奠定了堅實的基礎！

在為俄羅斯的同行送行的酒會上，俄方專家端著酒杯對李潭秋說：“我上學的時候老師告訴我說世界有七大奇跡，今天有八大奇跡，我們?yōu)槭澜绲诎舜笃孥E干杯?！彼f的第八大奇跡就是中國用這么短的時間研制了屬于自己的第一套艙外航天服。

著手制作“太空女裝”

在神舟九號任務中，我們首次看到了女航天員劉洋的身影，劉洋穿著的艙內航天服，同樣是李潭秋團隊的杰作。

艙內航天服是用于航天員在飛船應急狀態(tài)下航天員最后維持生命的這樣的一個設備，那么它除了要維持壓力之外，很重要的一點就是要在應急狀態(tài)下，航天員依然能夠完成必要的操作，所以它的適體性要求很高，就是要這個衣服適體，對航天員的四肢尤其是上肢的適體性非常重要，因為這涉及到他穿上以后能不能正常操作，如果不能完成必要的操作就會帶來很大的問題。因此，要解決女航天員的適體性的問題，適體性一個是上肢，上肢要不會出現(xiàn)加壓以后脫離肢體的現(xiàn)象，脫離肢體以后她就不能操作。還有就是手套，因為女性航天員的手很纖細，那么用原來的手套操作就顯得很笨重。李潭秋和他的團隊針對女航天員的手型專門制模，研制了女航天員專用的手套，出色地完成了任務。

科技創(chuàng)新永無止境

載人航天是帶動整個國家技術發(fā)展的重要工程。借鑒國外很重要，但是更重要的是提高自主創(chuàng)新能力。作為項目帶頭人，李潭秋已經走在了學科的最前列，因此，他每前進一個臺階，幾乎都是全新的，沒有前人的成果可以借鑒。李潭秋說，創(chuàng)新意味著要走別人沒有走過的路。在科研的道路上，有許多不確定的因素，風險很大，這就需要有深厚的技術積累。沒有技術基礎的創(chuàng)新是空想，只有強大而深厚的基礎科學做支撐，才能有效消除創(chuàng)新中的不確定性，解決前進中的難題。從這方面看，國家現(xiàn)在投入大量的經費用于基礎學科的研究，是非常值得的。

談到這點，李潭秋很自豪，他與歐洲同行交流的時候，很多專家很羨慕中國，因為我們有自己的載人航天工程，打造了自己的研發(fā)平臺，使眾多的科研人員有了用武之地。所以，我們一定要盡自己最大的努力，研究出比國外更好的技術。就我們艙外航天服來說，總結結構上與前蘇聯(lián)的接近，但是從整體技術上。如頭盔的設計、關節(jié)的設計、整個電系統(tǒng)的設計都是我們自己的全新的設計，都是國際上獨特的技術。

我國的航天事業(yè)，正朝著新的目標前進，這給航天服的研制工作帶來了新的挑戰(zhàn)。比如，我們要建立國際空間站，長期有人在軌工作生活，新一代航天服要求更高效率，更安全，更舒適，滿足長期在軌工作的要求。另外，我國的登月計劃已經拉開，這也需要專門的航天服系統(tǒng)與之匹配。

科學永無止境，奮斗沒有停息。李潭秋和他的團隊，又開始了新的探索。我們相信，他們會以頑強的精神，科學的態(tài)度，為黨和國家交上完美的答卷。