趙森 中青報·中青網記者 邱晨輝
航天員在太空喝的水是從哪里來的?幾乎每次航天任務,都有人提出類似問題。在前不久舉行的中國空間站首次太空授課地面課堂上,就有同學提出如何解決喝水與氧氣的問題。
空間站水資源循環利用效果圖。 中國航天科工二院206所供圖
空間站環控生保尿處理子系統工作效果圖。 中國航天科工二院206所供圖
神舟十三號航天員葉光富透露,太空所用食物已于前期通過“太空快遞”送往中國空間站,生活用水則源于再生水,空間站配備水再生系統,實現了循環使用。
這背后,離不開中國空間站超級“凈化器”——環控生保尿處理子系統的保障,該系統能夠從6升尿液中提取出5升蒸餾水,最大產水速率為每小時2.5升,蒸餾水經過水處理子系統凈化后的再生水,可滿足在空間站中長期作業的航天員清潔、制氧等用途。
該系統研制團隊的平均年齡為33歲,就是這樣一支來自中國航天科工二院206所的年輕隊伍,用10年時間讓夢想照進現實,成功研制星辰之上的凈化設備,讓中國航天員長期駐留太空成為可能。
拓荒
2021年4月29日,長征五號B遙二運載火箭托舉著空間站天和核心艙沖入云霄,沿著長空劃出明亮的弧線。就在無數人為“中國力量”歡呼之時,二院206所空間站環控生保團隊成員們的心卻依舊懸著。
直至6月24日,成功的消息從星辰之上傳來,由他們研制的環控生保尿處理子系統順利完成首次尿液回收,實現了中國空間站水資源的在軌循環利用,產生的蒸餾水各項指標均滿足使用要求。
有專家表示,要想讓航天員長期駐留空間站,必須解決“生命之源”——水的問題,否則,中國人自己的太空實驗室建設將無從談起。
2012年,空間站尚有十余項關鍵技術在國內處于空白,其中就包括環控生保系統尿處理問題。也正是那一年,二院206所開始涉足空間領域,在該系統研制任務競標中勝出,開啟屬于自己的“長征”。
206所副所長白鵬英說,當時一切都要從零開始,面對空間產品的長壽命、高可靠性以及機、電、氣、液、熱等多方面技術挑戰,研制團隊開始了長達10年的技術攻堅。
“空間站尿液處理技術是國際公認的技術難題,也我國空間站建造的關鍵技術之一,由于技術封鎖,基本找不到可參考的技術資料。”206所科技委副總師李建冬說。
作為環控生保尿處理子系統的技術帶頭人,他帶著團隊開發了適用于微重力環境下的技術方案。
“當時,我們樣機就做了七八套,從原型機到工程產品,做了數百輪試驗,終于解決了密封難題。”李建冬說。
十年磨一劍,李建冬帶領團隊實現了“從0到1”的突破,見證了環控生保尿處理子系統從原理樣機到正式產品的艱難蛻變。
青春
2015年加入團隊的80后小伙梁迎彬,如今已經成長為團隊的中流砥柱。他解決了該系統總裝集成、旋轉部件磨損腐蝕和高可靠斷接等難題,大大提高了產品的壽命。
2020年6月,某試驗地實施封閉式管理,正在那里值班的青年設計人員張玉翔原地留守,每天10多個小時的試驗后,睡在行軍床上,最常吃的是泡面,卻從未聽到他的一句抱怨。
青年設計師韓玉明告訴記者,在某試驗地進行預模擬試驗的50多天,他與王天寶等幾位同事輪班值守,在監控室觀測尿處理子系統的運轉。其實,每一班十幾個小時,電腦屏幕上的數據往往不會出現什么異常,值班結束后,反倒要忙碌起來,他們需要把這段時間的數據進行匯總分析。
50多天過去,邁出工作大樓的一瞬間,午后的陽光灑在他們臉上,韓玉明突然感到,“我們好像做成了一件特別偉大的事”。
尿處理子系統涉及大量消耗性材料,團隊為此進行了地面等比試驗。2018年加入團隊的唯一一名女性成員——李曉丹,歷時13個月,與闞純磊、詹德立等幾位同事處理了3萬余升樣水,每天要多次配置水樣、采樣、檢測、分析和記錄,他們從長達幾百頁的數據中挖掘出了規律,為產品的在軌更換周期提供了重要依據。
2021年年初,發射任務前夕,系統綜合實驗的關鍵時期恰好與春節假期“撞車”。此時,團隊成員分布在海南文昌發射場、天津大型航天器AIT中心和北京航天員訓練中心等地,分成3條任務線同時開展工作,產品的設計、工藝、檢驗等任何一個環節出現紕漏,都會導致發射任務的延期。
為保證試驗連續運行,團隊成員一致放棄了與親人團圓的機會,除夕之夜在崗位堅守。最終,年輕面孔多個晝夜加班后,產品正樣件如期交付總體。
白鵬英說,10年過去,團隊成員身上已很難找到當年的青澀與稚嫩,留下的是中國航天人櫛風沐雨后的堅韌、披荊斬棘的信念與迎難而上的勇氣。現在,這支年輕隊伍在星辰大海征途上再次起航。