柏林厚：80后天宮二號(hào)總體主任設(shè)計(jì)師

蒲長(zhǎng)廷

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室稱得上是中國(guó)航天史上系統(tǒng)最復(fù)雜、新技術(shù)最多的航天器之一。80后柏林厚，是空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、天宮二號(hào)總體主任設(shè)計(jì)師。從事載人航天13年時(shí)間，柏林厚從一個(gè)普通設(shè)計(jì)師，逐漸成長(zhǎng)為一個(gè)大型載人航天器的系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師。

載人航天器設(shè)計(jì)中，會(huì)遇到種種困難，設(shè)計(jì)優(yōu)化也永無(wú)止境。柏林厚帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷創(chuàng)新，想盡一切辦法解決問(wèn)題，努力提高設(shè)計(jì)水平。他說(shuō)：“載人航天器設(shè)計(jì)中，問(wèn)題會(huì)層出不窮，設(shè)計(jì)優(yōu)化也永無(wú)止境。創(chuàng)新是解決問(wèn)題的途徑，我們都是大膽設(shè)想各種解決方案，再做各種試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，千方百計(jì)提高設(shè)計(jì)水平?！?/p>

2018年12月，柏林厚被北京市團(tuán)委等部門(mén)評(píng)選為“北京青年榜樣·時(shí)代楷?！蹦甓热宋铩?/p>

勇?lián)鞂m一號(hào)飛行程序設(shè)計(jì)重任

神舟五號(hào)于2003年10月發(fā)射，圓滿完成了我國(guó)首次載人飛行，全國(guó)人民都沉浸在歡欣鼓舞中。2年后，柏林厚從清華大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)碩士畢業(yè)，帶著崇敬的心情來(lái)到中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司第五研究院，加入載人航天器的研制隊(duì)伍。

工作初期，柏林厚從事天宮一號(hào)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，與飛行器的電路系統(tǒng)打交道。由于各項(xiàng)工作都能快速出色完成，在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器轉(zhuǎn)入初樣研制階段后，組織將設(shè)計(jì)飛行程序的重任交給了剛?cè)肼?年的柏林厚。

剛參加工作就承擔(dān)天宮一號(hào)這么龐大載人航天器的飛行程序設(shè)計(jì)，讓柏林厚倍感壓力。飛行程序設(shè)計(jì)需要用到總體方案、軌道、動(dòng)力學(xué)、與各大系統(tǒng)接口等知識(shí)體系。同時(shí)，天宮一號(hào)飛行程序既要借鑒飛船的飛行程序，又要借鑒高軌道衛(wèi)星的飛行程序。因此，對(duì)于一名入職2年并從事電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的他來(lái)講，難度可想而知?？砂亓趾癫⒉粦峙?，一切從零開(kāi)始。

柏林厚開(kāi)始學(xué)習(xí)總體方案、軌道、動(dòng)力學(xué)、與各大系統(tǒng)接口等體系知識(shí)，在不到半年的時(shí)間內(nèi)，即完成了目標(biāo)飛行器正常及應(yīng)急飛行程序設(shè)計(jì)，并提出了模塊化與嚴(yán)格時(shí)序相結(jié)合的方法，有效解決了目標(biāo)飛行器自身特點(diǎn)所帶來(lái)的程序編寫(xiě)上的困難，很好地協(xié)調(diào)了各分系統(tǒng)的工作模式。天宮一號(hào)飛行程序在他手中一步一步從無(wú)到有，此后，經(jīng)過(guò)幾次任務(wù)的成功實(shí)踐證明，飛行程序表現(xiàn)完美。

正是因?yàn)樵谔鞂m一號(hào)中的出色表現(xiàn)，2012年開(kāi)始，柏林厚被破格提拔為系統(tǒng)總體唯一的主任設(shè)計(jì)師。在繼續(xù)完成天宮一號(hào)與神舟九號(hào)、神舟十號(hào)交會(huì)對(duì)接飛控任務(wù)的同時(shí)，他也為天宮二號(hào)任務(wù)做好了準(zhǔn)備。

攻克天宮二號(hào)“延壽”難題

天宮二號(hào)，作為我國(guó)首個(gè)載人空間實(shí)驗(yàn)室，接受航天員訪問(wèn)，完成中長(zhǎng)期駐留任務(wù);與貨運(yùn)飛船配合，突破和掌握推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù);進(jìn)行空間科學(xué)應(yīng)用試驗(yàn)和航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn);開(kāi)展在軌維修等相關(guān)空間站技術(shù)試驗(yàn)。然而，天宮二號(hào)在最初研制時(shí)，是作為天宮一號(hào)的備份產(chǎn)品，隨著天宮一號(hào)任務(wù)的圓滿成功，天宮二號(hào)不再是“備份”，而是作為我國(guó)第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室，展現(xiàn)在世人面前。

任務(wù)目標(biāo)變了，相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也要重新設(shè)計(jì)。其中，為天宮二號(hào)“延壽”是基礎(chǔ)。因此，柏林厚首先攻克的是“延壽”難題。

2011年，天宮二號(hào)在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器執(zhí)行任務(wù)時(shí)，就已經(jīng)佇立在北京航天城的總裝大廳里。2011年到2016年，時(shí)隔5年之久，飛行器上的零部件是否還能可靠應(yīng)用，性能是否穩(wěn)定等是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。整器更換設(shè)備，面臨著成本高、牽涉面大等問(wèn)題。為了提高研制航天器的經(jīng)濟(jì)效益，降低研制成本，柏林厚帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始尋找影響每一臺(tái)設(shè)備壽命的“敏感元素”，通過(guò)識(shí)別和克服壽命影響因素，實(shí)現(xiàn)為設(shè)備“延壽”的目標(biāo)。

控制力矩陀螺，是控制航天器在軌姿態(tài)的重要設(shè)備。柏林厚和他的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，控制力矩陀螺中存在著特別怕濕的化學(xué)成分，濕氣是影響它壽命的一個(gè)敏感因素。研制人員就對(duì)控制力矩陀螺進(jìn)行了密封保存，通過(guò)隔絕空氣來(lái)為其“延壽”。

柏林厚帶領(lǐng)研制人員，對(duì)天宮二號(hào)上的近300臺(tái)設(shè)備進(jìn)行了“壽命影響因素”分析，通過(guò)分門(mén)別類地做試驗(yàn)、做調(diào)研，制定具有針對(duì)性的“延壽”方案，為每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行“延壽”。“為了確保這些早已生產(chǎn)出的產(chǎn)品滿足要求，我們開(kāi)展了大量的設(shè)計(jì)和延壽驗(yàn)證工作。其間，采用了一些新的方法，比如，充分借鑒各行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的使用情況，通過(guò)壽命等效的方法，延長(zhǎng)設(shè)計(jì)壽命。”柏林厚說(shuō)。

讓天宮二號(hào)成為最舒適的載人飛行器

“延壽”只是萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步。針對(duì)天宮二號(hào)將要執(zhí)行的中期駐留、推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加任務(wù)，柏林厚帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了一個(gè)個(gè)技術(shù)難題。他首次提出把天宮二號(hào)建造為一個(gè)能為航天員提供溫馨家居環(huán)境的載人航天器，為此，他聯(lián)合各系統(tǒng)的力量，攻克了推進(jìn)劑補(bǔ)加系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和地面驗(yàn)證方案，成功實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑補(bǔ)加，為空間站先期驗(yàn)證提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

天宮二號(hào)要實(shí)現(xiàn)航天員在軌中期駐留，駐留30天，到目前，是我國(guó)航天員在軌最長(zhǎng)駐留時(shí)間。“我們作為載人飛行器的設(shè)計(jì)師，自然而然想到要讓航天員在這么長(zhǎng)時(shí)間中，在軌生活舒服、愜意。因此，設(shè)計(jì)中我們模擬航天員的第一視角，提出宜居設(shè)計(jì)的內(nèi)容。同時(shí)，吸收航天員的意見(jiàn)，通過(guò)反復(fù)設(shè)計(jì)和體驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)真正的宜居性?！卑亓趾裾f(shuō)，解決難題沒(méi)有捷徑，他們都是大膽設(shè)想各種解決方案，再做各種試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，很多時(shí)候需要反復(fù)迭代。

從神舟九號(hào)任務(wù)開(kāi)始，柏林厚就擔(dān)任了天宮一號(hào)技術(shù)組組長(zhǎng)。在天宮一號(hào)超期運(yùn)行階段，柏林厚定期對(duì)飛行器進(jìn)行健康評(píng)估，從飛控方案的制訂、地面驗(yàn)證，到飛控工作的組織實(shí)施，柏林厚都親力親為，始終走在最前面。

2016年9月，天宮二號(hào)任務(wù)實(shí)施在即，柏林厚帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)，轉(zhuǎn)戰(zhàn)到了發(fā)射場(chǎng)，而當(dāng)發(fā)射任務(wù)完成后，他還需要立即飛回北京，參加飛控工作。

2016年9月15日，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。2016年10月19日，神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功，航天員景海鵬、陳冬進(jìn)入天宮二號(hào)。2016年11月17日，神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)成功實(shí)施分離，航天員景海鵬、陳冬在天宮二號(hào)工作生活30天后，踏上返回之旅。

2016年11月18日13時(shí)59分，神舟十一號(hào)飛船返回艙在內(nèi)蒙古中部預(yù)定區(qū)域成功著陸，執(zhí)行飛行任務(wù)的兩名航天員身體狀況良好。

如今，柏林厚已經(jīng)站在新的起點(diǎn)上，正在為我國(guó)載人航天事業(yè)三步走的第三步“空間站工程”，貢獻(xiàn)著自己的智慧和力量。