西北工業大學友誼校區,航空航天學院特種環境模擬實驗室。
清晨七點,實驗室厚重的氣密門緩緩滑開,肖鎮走了進去。
他穿著一身深藍色工裝,與周圍穿著白大褂或軍綠色作訓服的研究人員形成了微妙區別。
實驗室內部空間極大,挑高超過十五米。最引人注目的是位於中央的一個巨大圓柱形結構——直徑5.6米、高十二米的“類地球環境系統”地面全尺寸驗證艙。
艙體外殼是銀灰色的特種合金,表面佈滿了各種介面和感測器線路。
“肖院士,您來了。”專案負責人王教授快步迎上來。
他是國內載人航天環境控制與生命保障系統領域的權威,今年五十八歲,頭髮已經花白,但眼神銳利如年輕人。
“王老,辛苦你們了。”肖鎮與王教授握手,“測試準備得怎麼樣?”
“一切就緒。從昨晚十點開始進行第八次全系統聯調,現在正在進行最後的引數校準。”王教授引著肖鎮走向控制檯,“按照您提出的方案,我們改進了離心模組的控制演算法,現在可以模擬0.3到1.0個地球重力的連續可調環境。”
控制檯前,十幾個螢幕顯示著艙內外的各種資料:溫度、溼度、氣壓、氧氣濃度、二氧化碳濃度、離心轉速、人工重力場分佈……
肖鎮的目光落在其中一個螢幕上。那是艙內攝像頭的實時畫面——驗證艙內部被分隔成三層,底層是裝置區,中層是生活工作區,上層是實驗區。
生活工作區裡,模擬的“太空傢俱”已經佈置完畢:一張固定在地板上的床、一個工作臺、幾個儲物櫃。
最特別的是,所有傢俱都有可調節的固定裝置,可以適應不同重力環境。
“志願者準備好了嗎?”肖鎮問。
“準備好了。”王教授指了指旁邊的一個房間,“三位志願者都是西工大的青年教師,身體條件優秀,已經接受了三個月的適應性訓練。
他們將在艙內連續生活七天,測試系統的長期穩定性。”
肖鎮點點頭,又看向另一個螢幕:“水迴圈和空氣淨化系統呢?”
“效率達到設計要求。水迴圈系統的閉合率達到92%,空氣淨化的二氧化碳去除效率超過99.8%。
按照這個資料計算,如果空間站上有三名航天員,系統可以支援至少12個月無需大規模補給的連續執行。”王教授的語氣裡帶著自豪。
但肖鎮皺起了眉頭:“水迴圈92%……還是不夠。‘凌霄’空間站計劃要支援三到六名航天員長期駐留,如果每次補給只能支援六個月,那發射成本太高。我們需要把閉合率提到95%以上。”
“肖院士,92%已經是國際最高水平了。”一位年輕研究員忍不住插話。
“我知道。”肖鎮看向他,“但國際最高水平,不應該是我們的目標。我們的目標是——夠用,好用,用得久。”
他走到主控臺前,調出水迴圈系統的詳細設計圖:“問題出在這裡。蒸發冷凝單元的換熱效率可以再提高5%。
你們用的還是傳統的管殼式換熱器,我建議換成微通道換熱器。大禹精密那邊有成熟的產品,我讓他們送幾套樣品過來。”
他又指向另一個模組:“還有這個,尿液淨化單元。現在的設計回收率只有85%,太浪費。
我看了你們的資料,主要損失在氨氮轉化這一步。我們可以試試用生物電化學的方法……”
肖鎮語速很快,手指在螢幕上快速指點。王教授和周圍的研究人員趕緊拿出筆記本記錄。
這就是肖鎮的工作風格——直接、精準、一針見血。
他不會在無關緊要的細節上浪費時間,但一旦發現問題,會立刻給出具體的改進方案。
“這些問題,三天內拿出修改方案。”肖鎮最後說,“現在,開始第八次測試吧。”
“是!”控制室裡響起整齊的回應。
上午九點整,驗證艙的氣密門緩緩關閉。三位志願者進入艙內,測試正式開始。
離心機啟動,發出低沉的嗡鳴聲。艙內的重力環境從零開始,逐漸增加到、、……志願者們在不同的重力條件下進行著各種日常活動:行走、坐下、取物、操作儀器。
控制室裡,所有人都緊盯著資料。肖鎮站在王教授身邊,眼睛在十幾個螢幕間快速掃視。
“環境下,B區志願者的心率比預期高了8%。”一位研究員報告。
“調出他的運動軌跡和姿態資料。”肖鎮說。
螢幕上顯示出志願者在艙內移動的三維路徑圖。肖鎮看了一會兒,指著幾個拐彎處:“這裡,還有這裡。他在轉向時,身體有明顯的晃動。
這不是重力適應問題,是艙內佈局的問題——這幾個拐角太急,在低重力環境下,慣性會讓身體產生擺動。通知設計組,所有直角轉彎都要改成弧形。”
“明白!”
測試一直持續到中午。肖鎮沒有離開控制室,只是讓人送來幾個盒飯,大家輪流去吃。他自己隨便扒了幾口,就又回到螢幕前。
下午兩點,一個新的問題出現了。
“肖院士,C區的二氧化碳濃度出現異常波動。”監測員的聲音有些緊張。
肖鎮立刻調出相關資料。果然,在艙內C區,二氧化碳濃度在十分鐘內從正常的%上升到了%,雖然還在安全範圍內,但波動曲線很不正常。
“排查淨化系統。”肖鎮命令。
“淨化系統執行正常!”
“檢查志願者活動資料。C區是誰?”
“是李老師,他正在做負重訓練。”
“負重訓練……”肖鎮若有所思,“調出他使用的裝置引數。”
螢幕上顯示出李老師使用的模擬負重器械的資料:總質量15公斤,運動頻率每分鐘20次……
“我明白了。”肖鎮忽然說,“不是系統問題,是代謝模型問題。你們預設的二氧化碳產生模型,是基於標準代謝率的。
但人在進行負重訓練時,代謝率會急劇升高,二氧化碳產出也會相應增加。而系統沒有及時調整淨化強度。”
他快速在鍵盤上敲擊,調出系統的控制演算法:“這裡,需要加入一個實時代謝率估算模組。
可以從心率、體溫、運動強度等多個引數綜合估算,然後動態調整淨化系統的功率。”
“這個模組……我們沒做過。”王教授有些為難。
“大禹醫療那邊有成熟的演算法,我讓他們對接過來。”肖鎮說著,已經拿出手機開始撥號。
這就是他的優勢——背後有一個龐大的、跨領域的技術體系支援。
當西工大的團隊遇到難題時,他可以迅速調動大禹系內部的資源來協同攻關。
問題一個個被發現,又一個個被解決。
到晚上八點,當天的測試結束時,控制室的白板上已經寫滿了待改進事項。
肖鎮揉了揉發脹的太陽穴,對王教授說:“今天就到這裡。明天我們重點測試緊急情況下的系統響應——模擬供電中斷、淨化系統故障、艙體微洩露等極端場景。”
“好。”王教授點頭,猶豫了一下又說,“肖院士,有件事……不知道您方不方便。”
“您說。”
“學校領導聽說您來了,想請您給學生們做場講座。不佔用您太多時間,一個小時就行。”王教授有些不好意思,“孩子們都很崇拜您,特別是看到‘凌霄’發射成功後……”
肖鎮看了看日程表。明天晚上倒是有空。
“可以。不過別說講座,就說交流吧。我更喜歡和年輕人對話,而不是單向講課。”
王教授喜出望外:“太好了!我這就去安排!”
肖鎮回到西工大招待所時,已經是晚上九點半。
他簡單衝了個澡,正準備看會兒資料,加密衛星電話響了。
來電顯示是“秦明”——秦頌歌的大伯,也是他在軍方的重要聯絡人之一,同樣是他爸肖正堂在國防大學的碩士同學。
“秦叔叔。”肖鎮接起電話。
“肖鎮,沒打擾你休息吧?”秦明的聲音一如既往地沉穩。
“沒有,剛回住處。您這麼晚打電話,有事?”
“兩件事。”秦明開門見山,“第一,你之前提的那個高原增氧系統的想法,上面很感興趣。
最近邊防部隊那邊出了點情況……有兩個戰士在海拔5000米的哨所突發嚴重高原病,雖然搶救過來了,但留下了後遺症。
總部首長很重視,要求儘快拿出解決方案。”
肖鎮的心沉了一下。他前世就知道高原邊防的艱苦,但親耳聽到這樣的訊息,還是感到揪心。
“第二件事呢?”
“第二……”秦明頓了頓,“如果你那個增氧系統方案可行,能不能儘快做個樣品?
我們想送到幾個條件最艱苦的哨所去試用。越快越好。”
肖鎮看了看錶:“秦主任,您等一下。”
他開啟隨身攜帶的膝上型電腦,調出一個資料夾。
裡面是他在來西安的路上,利用零碎時間整理的關於高原增氧系統的初步構想。
“我手頭有一些初步想法。”肖鎮說,“傳統的增氧方式要麼體積太大,要麼能耗太高,不適合邊防哨所。
我考慮用兩種技術結合:一是基於分子篩的氧氣濃縮技術,這個比較成熟;二是新型的電化學制氧技術,這個還在實驗室階段,但效率更高,體積可以做得更小。”
電話那頭沉默了幾秒:“你甚麼時候能拿出具體方案?”
“給我三天時間。”肖鎮說,“西工大這邊有國內最好的特種環境實驗室,很多裝置可以直接用。
三天後,我可以給您一份詳細的技術方案和初步設計圖。”
“好!”秦明的聲音裡透出讚許,“需要甚麼支援,隨時跟我說。人力、物資、經費,全力保障。”
結束通話電話後,肖鎮睡意全無。他開啟臺燈,開始詳細規劃高原增氧系統的研發。
這個系統和“類地球環境系統”有相通之處——都是為人類在極端環境下提供生存支援。
但要求完全不同:空間站系統追求的是長期穩定、高度閉合;而高原增氧系統要求的是輕便、可靠、易維護,還要能在低溫、低壓、供電不穩定的條件下工作。
肖鎮在紙上快速畫著草圖,腦海中各種技術方案碰撞、融合。
分子篩技術可以保證基礎供氧,但需要定期更換吸附劑;電化學制氧更先進,但需要穩定的電力供應……也許可以做個混合系統?
平時用電化學制氧,停電時自動切換到分子篩備用模式,還要增加光伏和風能發電模組和儲能模組……
他工作到凌晨兩點,初步方案已經成型。第二天一早,他就找到了王教授。