夢天燃燒實驗柜設計師：送柜上天就像“嫁女兒”

隨著夢天實驗艙發射升空，中國科學家將在太空中點燃一把火。這把火來自太空實驗室的新成員——燃燒科學實驗系統。

國際空間站曾經展示過低溫燃燒的“冷焰”、形態完美的球狀火焰等，令人印象深刻。據中國載人航天工程燃燒科學實驗系統主任設計師、中科院工程熱物理研究所研究員鄭會龍透露，中國空間站肯定也會有這種令人驚嘆的實驗，可能還會展示更加奇妙的燃燒現象，幫助人類深層次理解燃燒機理。

而為了點燃這把火，中國科研團隊也千錘百煉、淬火成鋼。

10月25日，夢天艙轉運至發射塔架，鄭會龍（左二）、張曉武（中）等中科院參研人員在文昌發射基地合影。受訪者供圖

前行！前行！前行！

燃燒是國際空間站的經典實驗之一。數據顯示，自2017年以來，國際空間站已經點燃1500多個火焰。

清華大學副教授劉有晟告訴《中國科學報》，國際空間站上實現的完美火焰，其實是火焰在微重力下形成了理想流場。

在中國空間站的首批燃燒科學項目中，最有代表性的項目正是燃燒速度場觀測實驗。利用粒子圖像測速（PIV）系統，中國空間站燃燒科學實驗系統將對火焰內部進行流動測量和結構研究。

“相當于往空中撒播一堆粒子，然后用高速相機拍下每個粒子的運動軌跡，從而表征氣流的運動過程。”鄭會龍表示，在地面，一刮風灰塵就會滿天飛，釋放一顆液滴就會自由落體。但在太空中，粉塵和液滴如何精準釋放成為難題，研究團隊想了很多辦法來讓科學家做出“完美”的實驗，將來還將開展多液滴、液滴陣列的實驗。

此外，利用火焰合成納米功能材料也是國際首次，將會對催化劑研發、藥物合成、半導體材料開發等產生影響。

夢天艙燃燒科學實驗系統將從氣體、液體、固體三個角度研究燃燒，參研單位超過60家。劉有晟是氣體實驗插件的主要設計人，他來自寶島臺灣，在美國讀博期間參與了國際空間站的微重力先進燃燒實驗項目，經驗較為豐富，2016年回國加入中國空間站燃燒科學實驗系統研制工作中。雖然此前沒有在大陸工作學習的經歷，但劉有晟說，對于自己的專業發展來說，回國是最好的選擇。

燃燒作為最早被人類發現利用的物理現象之一，直到現在仍有很大的研究空間。國際空間站的燃燒實驗也一直處于“供不應求”的狀態。在聯合國征集的首批國際項目中，就有一個中日合作的燃燒實驗未來將登陸夢天實驗艙。雙方聯合設計了一個燃燒器，用以研究渦流對火焰的影響，將對航天器的動力推進系統設計具有指導意義。

“未來十幾年內，隨著科學實驗柜的升級，希望我們可以不斷產出豐碩的科學成果，為提高航空發動機性能、指導污染物控制、實現‘雙碳’目標等做出更大貢獻。”鄭會龍說。

剛接手項目時，鄭會龍意氣風發，用詩句抒發胸臆：燃燒伴著星光漫漫，助力中國航天科技，前行！前行！前行！

站在保福寺橋

空間站里的每一臺科學實驗柜，放到地面都是一間標準實驗室。而在天上不僅要濃縮，還要考慮自動化和絕對安全，其難度可想而知，考驗的是一支平均年齡只有30歲的團隊。

一次，燃燒室的光窗在加壓實驗中屢屢發生碎裂。眼見著花大力氣攻關下來的8塊玻璃碎了5塊，鄭會龍感覺自己心也碎了。

“難道是基礎設計就錯了？還是選材選錯了？”他們通過多種技術手段進行驗證，最后發現，玻璃強度并沒有問題，而是玻璃外圍的密封結構在高壓下的形變量同玻璃不同，“擠”碎了玻璃，改造之后再也沒出過問題。

“那個時候壓力很大，感覺一個星期老了很多。”鄭會龍回憶說。

鄭會龍在調試設備 受訪者供圖

類似的教訓還有很多很多……

燃燒科學系統最終能夠按節點完成，鄭會龍認為，主要得益于整個團隊的共同堅守。從2021年春節之后，他們就一天沒有休息，大家說，只要正樣機沒有交付就不休息。

一次，鄭會龍看了“中國天眼”總工程師南仁東的紀錄片后感動得不行，便組織大家一起看。他想告訴團隊，只有把勁擰成一股繩，才能承擔起艱巨的任務。“個人利益事小，國家榮譽事大，再大的困難也得熬過去！”

帶著一群剛工作的年輕人，起步時鄭會龍手把手教他們畫設計圖，連一個螺釘的布局都要親自推敲。好幾個年輕人告訴《中國科學報》，最佩服鄭老師精力充沛，現場調試時一宿一宿不休息，大家干到幾點，他陪到幾點；外地出差時，一天能飛4座城市。

一天之內坐4趟飛機出差，這是鄭會龍的個人紀錄。因為有保密要求，很多事情只能面談。他早上搭乘最早一班飛機從北京到上海，在虹橋機場和人談完事再去成都，接著飛蘭州，跟所有合作伙伴約在機場見面，晚上再乘最晚的航班回京，到家時已過了12點，第二天正常上班。

實驗室副主任、“大管家”楊肖芳也是如此，天天泡在實驗室。兩個孩子年紀雖然小卻很懂事，周末不要求去公園玩，而是陪著媽媽在辦公室加班。在她看來，將自己的經驗傳授給年輕人，讓他們盡量少走點彎路，就很有成就感。

一天傍晚回實驗室時，鄭會龍走過保福寺橋，看著車水馬龍、華燈初上的北四環，他有感而發，賦詩一首：9樓的燈又通宵未合，盡管孩子家里也喊著媽媽，他和她們有多少割舍，卻在這里為著共同目標辛苦著。

此時他的心境以和項目初期大有不同，在詩中自嘲“小哥不足幾年變成了老哥”。“感慨人生幾何，老當亦壯又如何？感慨青春幾何，前行彷徨又如何？明吾志，壯前行，恰要這個對酒當歌！”

送“女”

參與中國空間站的建設，是榮譽，更是付出。團隊起步招聘時，有人一聽要做這么難的項目，便不來了。留下這些迎難而上的人，不知不覺成長起來，成為一支能完成國家重大任務的隊伍，而他們中的絕大多數人都是“90后”。

1996年出生的張曉武是鄭會龍在實驗柜項目中的第一個研究生，從入門到成為團隊頂梁柱，他只用了不到3年時間。今年碩士畢業的他已經入職研究所，繼續負責燃燒科學實驗系統相關工作。

“一名碩士生能在國家型號任務中得到歷練，一畢業就成為領域內的高手，我還是很自豪的！”鄭會龍很肯定張曉武身上那種愿意花很大精力去得100分的“強迫癥精神”，因為這就是航天精神。他認為，工程類研究生不僅要會做仿真、寫論文，更要會解決一線的實際問題。

張曉武每年有七八個月時間呆在工廠里，同工人師傅越混越熟，從原材料開始跟產，保證零件設備加工按時完成。他也認為，自己受益最大的，就是通過工程實踐，將學校知識領悟地更透徹，學過的東西最終形成了閉環。

“這里面學問真的特別多。”張曉武告訴《中國科學報》，空間科學實驗系統極其復雜，一點極微小的誤差也能造成產品回廠返工，甚至迭代好幾輪，“但工程不等人，不能由著我去再試試、再等等，不會給我這個時間，到節點必須完成”。

寫畢業論文時正好趕上一個大的工程節點，他白天干活，晚上寫論文，每天只睡三四個小時。“內心很難抉擇，兩邊都放不下，只能犧牲自己。但這也沒什么，我們團隊里大家都是這樣。”張曉武說。

去年春節正逢鑒定件攻關階段，大家忙得分不清日子，只是在實驗室一起吃了餃子。今年則“幸運”得多，大年三十凌晨2點26分，他們結束總裝測試，燃燒科學實驗系統所有零部件均為正樣狀態。回去睡了兩個小時覺后，他們又回到現場進行最后的聯試，確保整個系統沒有絲毫問題。晚上在實驗室吃完年夜飯，大家相視一笑：終于可以睡個安穩覺。

今年5月6日，燃燒實驗柜完成全部測試，正式交付文昌發射基地。那天，鄭會龍突然有了種“嫁女兒”的感覺：“這一走就再也見不著、摸不到了，今后再見面就是通過視頻，只能接收數據、分析數據。”

他又寫了一首小詩《送“女”》：今晚我將送走“她”，我的“女兒”，嫁到太空之鄉，嫁到星空茫茫。日日夜夜的呵護是唯一的嫁妝。我摯手期盼，是你一身安康。我抬頭盼望，是孕育在你體內的科技，推之呈現在人類宇航殿堂。愿你平安，久長。女兒啊，請遠航！