郑松辉
中国载人航天工程(简称“921工程”)是跨世纪的伟大工程。航天人怀揣梦想，历经30年，2022年正是载人航天工程实施“三步走”发展战略的收关年。
30年间，从神舟一号飞船到神舟五号载人飞船首送航天员杨利伟遨遊太空，实现了中华民族的飞天梦，到神舟六号多人多天、神舟七号航天员翟志刚的出舱活动，再到神舟八号与天宫实验室成功交会对接实验，以及正在进行的空间站建设。工程硕果累累，每次任务圆满成功，都是对全国各族人民的极大鼓舞，也是国家综合国力的体现，举世瞩目。然而这些成功背后都有着一个个不平凡的故事。作为亲身经历者、见证者，始终久久不能忘怀。
载人飞船系统是“三步走”发展战略第一步——中国载人飞船工程的核心。在确定载人飞船由哪个部门承制时，竞争十分激烈。领导经过慎重考虑，综合各方面的因素，最终明确由中国空间技术研究院为主负责载人飞船系统研制，由北京空间飞行器总体设计部(简称总体部)负责技术总体工作。因为总体部具有20多年的返回式卫星研制经验，成功发射并回收了十几颗返回式卫星，不仅积累了工程研制经验，掌握了卫星返回技术，还培养造就了一支“没有克服不了的困难，没有解决不了问题”的研制队伍，是所有的竞争队伍中竞争力最强的。
载人航天工程明确了载人飞船系统的任务是在确保安全可靠的前提下，从总体上体现中国特色和技术先进，完成突破载人航天技术，开展空间科学技术试验，提供初期载人天地往返运输器，为载人空间站工程积累经验等任务。为此，总体部成立载人飞船系统(921-3)总体研究室，成员由返回式卫星研制队伍中抽调出来的有丰富工程实践经验的技术骨干，加上参加中国空间技术研究院载人飞船方案经济可行论证组总体人员组建成。这是一支系统配套、专业齐全、老中青三结合、以老带新的载人飞船总体队伍，负责型号技术抓总、总体技术协调、为总设计师、总指挥(简称两总)决策提供技术依据。
中国载人航天工程起步，比苏联、美国等先进国家晚40年，在落后情况下，要使中国载人飞船做到“起步晚、起点高、性能先进，具有中国特色”，难度巨大。
研制队伍遵循系统工程实施方法，首先对上报中央的载人飞船系统可行性方案进行认真复审。飞船总体经过多方案比较和进一步深入论证，肯定了轨道舱在前、返回舱居中、推进在后的三舱构型的载人飞船方案是正确合理的。与此同时也确定了返回着陆采用大型普通环伞是合理的，至此确定了载人飞船方案，并提出了关键技术攻关项目，转入了方案设计研制阶段。
载人飞船系统在设计过程中大胆创新，采用基于计算机技术，数字化网络化技术；
规范船载计算机机型和软件语言；
设立数据管理分系统，采用1553B串行总线，构成分布式控制、集中管理的一体化系统。测控通信采用统一S频段测控技术，图像和话音数字化技术，扩频技术，飞船着陆定位技术等。
为了确保航天员的安全，并提供一个舒适工作和生活的环境，提出了一次故障正常工作，二次故障安全返回的设计要求。飞船方案设计之中就开展故障模式和影响分析(FMEA)和故障树分析法(FTA)等可靠性工作，以消除飞船设备的单点故障，提高系统可靠性安全性。开展飞船系统软件工程化工作，规范软件开发研制流程，建立飞船软件开发队伍，提高软件设计水平。
从初样研制阶段起，飞船总体基于能量流、信息流、控制流，先后对能源供配电总体电路、应急救生、推进控制电路、航天员自/手动控制电路、回收着陆系统电路及相关火工装置电路等开展潜通路分析，有效地发现并消除了设计中的隐患，进一步提高了飞船系统可靠性安全性设计水平。
电磁兼容性是关系飞船成败、技术难度很高的问题。根据飞船研制进程，在初样阶段，对装船的电子产品进行电磁兼容性测试；
对电性船进行整船电磁兼容性测试，有干扰问题，立即纠正。在正样研制阶段，单机电磁兼容性指标不合格的产品也要进行改进或加固，一直到满足要求为止。经过多回合认真细致工作，实现了装船设备的电磁兼容性，也保证了船上各分系统的匹配性，以及运载火箭、发射场大系统间的电磁兼容性。
为了完成载人飞船系统的测试任务，研制配备了一套技术先进，数据处理能力强，响应速度快，自动化程度高的地面测试系统。测试系统由总控设备、各分系统的专用测试设备、前置专用测试设备和光端设备组成。信息传输采用TCP/IP协议的以太网进行通信，测试控制指令集中统一控制，测试数据实时处理同时分发给相应的分系统专用测试，并具有远程测试功能。
2.1 总体部提的建议
中国载人航天工程立项时有一项任务目标，争取1998年，确保1999年发射首艘无人试验飞船，简称“争八保九”。
“921工程”总设计师曾经说过，“飞船系统研制出来之时，就是‘921工程’发射之日”。随着飞船系统的研制进程，“争八保九”矛盾越来越突出。如果按常规航天型号研制阶段流程进行研制，飞船系统按当时的研制进度，“争八”不可能，“保九”也保不住。有一天在总体部总师办公室，两位副总师和总体部领导一起谈论此事，提出若借鉴新一代返回卫星的成功经验，将飞船系统初样、正样两个研制阶段融合在一起(并行工程)，初样产品做完地面试验后，按照正样产品要求做适应性改装，完成电测和地面试验后，实施发射任务，这样即使“争八”做不到，“保九”还有可能。其核心是初样研制按正样要求、初样电子设备装机的元器件应符合上天元器件要求，上述想法达成共识。
1995年底，“921工程”召开七大系统工作协调会，在分组协调讨论会上，载人飞船系统总体提出了借鉴返回式卫星成功经验，利用初样阶段研制的电性船改造成具备飞行条件的试验飞船，实现“争八保九”的目标任务。然而，由于会上承研飞船单位的参会人员认为这是天方夜谭，表示反对，因而建议未被采纳。尽管如此，飞船转入初样研制时，飞船总体还是提出明确要求：飞船系统初样的电子设备，装机用的电子元器件质量等级按正样元器件要求。
2.2 “921工程”项目办公室领导及总体室到总体部调研
随着载人航天工程的研制进展，实现“争八保九”的目标，矛盾越来越突出。
1997年底，“921工程”项目办公室领导及总体领导到中国空间技术研究院飞船总体调研，提出利用初样研制的电性飞船，完成地面测试、试验后改裝成为第一艘无人试验飞船。记得当时在座谈会上曾说过：“从总体部飞船总体建议，将初样电性船政装成首艘试验飞船至今已近2年了，现在重提此事更加难了，然而中国特色社会主义的特点是集中力量办大事。有条件领导不想办的事办不成，没有条件领导想办的事也能办成。现在离1999年“保九”的目标不到两年的时间，只有‘921工程’领导下定决心！再困难也得完成。”
1998年1月9日，召开载人航天工程总指挥、总设计师联席会议，正式决定：将初样电性船改装成试验飞船，在1999年10月，利用长征二号F火箭发射试验的机会，发射首艘试验飞船。
这一决定对飞船系统来说是前所未有的挑战。载人飞船系统总体首先进行了试验飞船方案设计，明确试验飞船首飞的任务是考核验证飞船方案设计的正确性和再入返回技术，确保飞船返回试验成功。根据飞船首飞目标任务，最低配置必须上结构与机构、热控、数管、测控通信、电源供配电、制导导航与控制、推进、回收着陆8个分系统。其他5个分系统的设备可装船参加飞行试验，但不作考核，飞船轨道舱也不留轨试验。利用初样电性船改装成首艘试验飞船的实施方案，经“921工程”和中国航天科技集团专家评审通过。
航天型号飞行产品，必须满足上天条件的正样要求，试验飞船也不例外，初样电性船改装成试验飞船必须符合正样上天要求。因此，电性船在完成初样阶段测试、试验任务后，对不满足正样要求的产品，需要返回研制单位，进行适应性修改或重新生产，直到满足正样要求才能交付，並重新组织验收。另外为争取时间，把串行工作尽最大限度改成并行作业，生产与试验同步进行。
经历了日以继夜，连续奋战，改裝后的试验飞船，出厂前电测、试验过程中不断出现问题，经过参试人员的艰苦努力，细心排查，所有故障终于都得到了解决，具备出厂条件。
试验飞船进入发射场后，在技术区电测仍发现不少问题，推进软件、环控生保、导航、制导与控制(GNC)等先后出现问题。为了把出现的问题彻底解决，两总下决心打开飞船返回舱大底，更换设备，做到不带问题上天。
1999年11月20日，首艘试验飞船搭载长征二号F运载火箭发射成功。21日飞船返回舱安全返回着陆场，实现了载人航天工程“保九”目标。将不可能变成可能，实属不易！
将电性船改装成首艘无人试验飞船，并成功发射安全返回预定着陆场是一次空前创举，振奋全国人民，极大鼓舞全体参研人员的士气。从此神舟载人飞船研制驶上了“快车道”。不忘初心，牢记使命，日以继夜，奋力拼搏，经过神舟二号和神舟三号的困难和挫折的考验，研制出完全具备载人条件的神舟四号无人飞船，最终神舟五号载人飞船实现了中华民族飞天梦想。每一艘神舟飞船都经历过一段极不平凡的研制历程，更培育出“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神。
载人航天工程是我国航天事业的一项壮举，也为我国航天事业的发展积累了很多宝贵经验和成果。
今年是我国载人航天工程实施“三步走”发展战略的收关年，将完成我国空间站的建造，衷心祝愿我国空间站建设圆满成功。
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