14台のキャビネットを空に送りますか?彼らはどう思うでしょうか?

費俊龍、張陸、鄧清明ら神舟15号の乗組員らは、軌道上で150日近くを過ごしている。この期間中、彼らは無容器、高微小重力、可変重力などの科学実験キャビネットを使用して一連の科学実験を実施しました。これらのプロジェクトの多くは初めてのプロジェクトです。

軌道上で実験を行う宇宙飛行士の集団をサポートするのは、2立方メートルの実験キャビネット14台です。各実験キャビネットは、地上にある数十立方メートルの実験室に相当します。

それを作るために、10年前、平均年齢30歳以下の若者グループが、封鎖を突破し、未知を探検する旅を始めました。

0から100まで

この大きな一歩はどれほど難しいのでしょうか?

中国科学院宇宙工学技術センターのチームは、地上と宇宙を結ぶ回線を通じて宇宙空間にある実験室キャビネットの「物理的検査」を実施し、電流、温度、および「心拍」などのパラメータに基づいてキャビネットの軌道上の状態を判断している。

「飛行管制ホールで実験を終えた後、宇宙飛行士たちが幸せそうな様子を見るたびに、私たちは実験の甲斐があったと感じます。」統合技術センターの副所長である張陸氏は、チームの若き「ベテラン」だ。当初7人だったチームから83人になるまで同行した。

しかし10年前、この任務を受託したとき、彼らは多くの困難に直面しました。

「私たちが見ることができた唯一の情報は、国際宇宙ステーションの写真と説明文だけでした。宇宙実験室モジュールがどのようなものかさえ知りませんでしたし、内部の豪華な実験室キャビネットがどのようなものかなど知りませんでした。それに、私たちはこれまで大きなプロジェクトを経験したことがありませんでした。」

しかし、「私たちは技術系の出身なので、仕事をもらえればやり遂げることができます」と統合技術センターの所長、王克氏は言う。

さらに重要なのは、宇宙実験室が国家と全人類にとって持つ意義である。

1992年、中国は有人宇宙計画のための3段階戦略を確立した。最後のステップは中国人のための宇宙実験室を建設することだった。これは中国国民が宇宙の深部を探査し、人類の宇宙の平和利用に貢献するための重要な一歩であった。

張陸さんの言葉は、当時卒業したばかりの若者たちの抱負を代弁していた。 「我が国が宇宙ステーションを建設するのは今回が初めてです。これは素晴らしい機会です。国が支援してくれるのだから、私たちも全力を尽くして完成させない手はありません」

これは丸10年間続きました。薛静は、当時は誰もが生き残ることと時間との競争だけを気にしていたとため息をついた。そこでこんな光景が生まれた。「私たちは、仕事を終えた同僚たちによく会いましたが、彼らは私たちが仕事を終えてもまだそこにいました。彼らは本当に仕事を終えることなく、働き続けていたのです」と薛静さんは当時のことを思い出した。 「仕事を終えるという概念を持つ人はほとんどいませんでした。彼らは皆、仕事のタイムノードを自分の使命とみなしていました。」

張陸氏は、孟天実験モジュールの打ち上げ前、北京、西安、上海の3つのチームが密接な連携をとっていた時代を振り返った。 「20日以上、昼も夜もありませんでした。私たちは大きな二段ベッドで眠りました。一般社員も上級管理職も、一緒に食事や飲み物を楽しみ、仕事をしました。私たちは外界から完全に隔離されていました。孟天の実験室と実験キャビネットをスムーズに宇宙に送り出すためだけに、何時なのかさえ知る必要はありませんでした。」

過去10年間、彼らは「1日を2日に、1週間を2週間に、数ヶ月を1年に分割する」という精神を頼りにし、ついに実験キャビネットを宇宙に送り込み、国家宇宙実験室の建設を支援しました。

そして、過去 10 年間で彼らはどのような技術的困難を克服したのでしょうか?

「異姓兄弟 VS 同姓兄弟」

張陸さんは国際宇宙ステーションと中国の宇宙ステーションの比較写真を見るたびに、いつも誇らしげに言う。「私たちは比喩的に彼らを異姓の兄弟、同姓の兄弟と呼んでいます。私たちの実験室はきちんと整頓されています。」

実際、実証段階では、張陸氏と彼のチームは、国際宇宙ステーションのように「各キャビネットが独立し自己完結的であるかどうか」という問題にも直面した。これは家の構造を構築する最初のステップに相当します。

「国際宇宙ステーションのような場合、研究開発の自由度は高くなると思われますが、同じ技術が繰り返し開発され、矛盾が生じ、その後の軌道上運用の難しさやコストも増大します。さらに、異なる実験キャビネットに共通の問題が発生した場合、それらを互いに交換することはできません。」

最終的に、張陸氏と彼のチームは、14 台の実験室キャビネットの共通技術を統合し、それらを統一された基準でそれぞれの独立した科学実験のニーズに適合させることを選択しました。つまり、短期間でさまざまな科学者チームを訪問し、共通の技術要件を迅速に抽出する必要があるということです。これは時間がかかり、労力がかかり、ストレスの多い作業です。

Zhang Lu 氏は、実験室キャビネットのモジュール熱制御引き出しを例に挙げました。 「私たちは、数百の実験プロセスにおける 14 台の科学実験室キャビネット内の各モジュールの熱消費量を数えました。同時に、さまざまな実験を行う際に達成する必要のある最適な温度条件も数えました。これら 2 つの異なる次元のデータに基づいて、各キャビネットの放熱モードをシミュレーションして計算しました。その過程で、設計、シミュレーション、検証を継続的に行い、設計を改善する必要がありました。すべてのテスト結果とシミュレーション計算結果が要件を満たしたとき、1 年が経過していました。」

実験キャビネットにはこのようなモジュールが多数あります。しかし結局、チームが共通のニーズと個別のニーズをすべて整理し、それを満たすのにかかったのはわずか 3 年でした。 「最終的な時間の粒度は 30 分単位です。」

「軽くて安定」この矛盾をどう解決するか？

軽さと安定性は矛盾した組み合わせです。 「軽い物は簡単に倒れてしまうことが多いです。」実験用キャビネットの構造設計者であるカン・ボキ氏は、実験用キャビネットの構造を 3 回繰り返しました。

中国の宇宙ステーションの重量が180トンと決まったということは、2012年に開発された200キログラムの第一世代実験用キャビネットは「軽量化と筋肉増強」が必要になったことを意味した。

「当社の第2世代のテストキャビネットは120キログラムまで軽量化されました。120キログラムからさらに軽量化するのは非常に困難です。」カン・ボキ氏は「減量」を例に挙げ、「太りすぎのときはすぐに体重が減りますが、土台が小さいほど、減量は難しくなります」と語った。

課題に正面から立ち向かうのが彼らの通常の状態です。

職人技としては非常に丁寧で、釘を抜くだけでもかなりの重量が軽減されます。しかし、釘を抜くたびに、それはテストを意味します。

素材面では、新しい軽量素材の使用を検討しました。 「これまで一度も使用したことがないということは、これまでの経験や成功を信頼できないということです。パラメータを一つずつ調整、テスト、確認するという不器用な方法しか使えません。」

この頃、康伯奇さんは博士課程の研究と工学の間で葛藤に直面しました。 「減量は大変だと感じましたし、さらに勉強を続ける必要もありました。エンジニアリングを諦めて研究に専念すべきか考えていました。」

しかし、総合技術センター所長の王克の言葉が、康伯奇の闘志を再び燃え上がらせた。 「彼は私に、粘り強く、できると信じ、一生懸命努力すれば、必ず結果が出るという信念を与えてくれました。」

カン・ボクキはそうし続けた。 「勉強は明らかにおろそかになっていて、先生に会うのも恥ずかしかった」が、彼女にとってはそれだけの価値があった。 「航空宇宙産業は誰も待ってくれないし、後年振り返ったときに興味深くて誇らしいと思えるようなことを私はやったから」

最終的に、実験用キャビネットの重量は 100 キログラム未満に落ち着きました。

中国の宇宙実験台は、重量を200キログラムから100キログラム未満に減らし、軽量かつ安定性を両立するという奇跡を起こした。 「当社の100キログラムのキャビネットは、400キログラムの科学的ペイロードを宇宙に運ぶことができます。これは、同様の国際機器の2倍に相当します。」

「ラボキャビネットの「心臓部」で異音がします。どうすればいいでしょうか？」

実験キャビネット内の冷却システムは人体の血液循環システムに相当し、ポンプは人間の心臓に相当します。失敗すれば、国が計画している科学実験はすべて実行できなくなり、国の科学発展戦略に大きな影響を及ぼすことになる。

Guo Dong 氏は、統合技術センターの副主任デザイナーです。これまでで「規模が最も大きく、サポート部品が最も複雑で、負荷が最も高く、サイクル要件が最も短く、重要度が最も高い」この仕事を任されたとき、彼は興奮すると同時にプレッシャーも感じた。 「家に帰って蛇口をひねると、ポンプの動作原理のことばかり考えてしまうことがあります。基本的に、山しか見えない狂気の状態に陥っています。」

郭東の同僚である鄒天機は、いつも小さなエピソードを覚えていた。 「郭東さんは夜中に帰宅途中に誤って溝に落ち、38針縫わなければならなかった。医者は半月休むように言ったが、縫合糸も抜かず口の腫れも引かず、たった3日間しか家にいなかった。彼は仕事に戻り、みんなと一緒に戦った。」

当時、冷却システムの循環ポンプは大きな音を立て、動作が不安定でした。これに先立ち、循環ポンプはすでに大きな故障を経験しており、この時点では故障を伴う試行錯誤を行う時間はありませんでした。郭東氏は「当時、外部だけでなく私たち自身も、自分たちがこのような重要な任務にふさわしいのかと疑問を持ち始めていた」と告白した。

この時、研究所は郭東のために古い専門家に連絡を取った。老専門家が病院のベッドで郭東の計画の修正を手伝ったとき、この瞬間が郭東の最も暗い瞬間に隙間を作った。

「結局、7、8日と8晩集中的に設計変更を行った後、私たちのチームはようやく循環ポンプの調整を完了しました。テストベンチで動作しているプロトタイプのパラメータと指標が適格であることを確認したとき、私はしばらく我慢することができませんでした。息をひきつけて耐えていたように感じました。」

鄒天機は1990年代生まれのチームメンバーです。実験室キャビネット プロジェクトでの経験を語る際、彼は社内のジョークを引用しました。「最初は何事も難しいし、途中でさらに難しくなるかもしれないし、最後もまだ難しい。」しかし、彼はそれがとてもクールだと思った。 「私たち若者は、この経験から強い自信を得ました。つまり、自分たちの努力でさまざまな困難を乗り越え、航空宇宙を通じて国に貢献するという目標を実現できるということです。大変ではありますが、とても素晴らしいことでもあります。」

剣を研ぐには10年かかり、星は明るく輝きます。 0から100まで、それは夢であり、粘り強さであり、信念です。 「過去10年間、我々は宇宙に実験室を送りました。国の発展のおかげで、我々に若さを発揮する場が与えられました。我々は今後も、中国の宇宙産業に我々の若さと人生を捧げていきたいと考えています。」

五四青少年節が近づく中、「青春志願」第２シーズンが予定通りスタートした。

私たちは引き続き、「中国青年五四勲章」（団体）受賞者たちに、マイクロドキュメンタリーの形で、彼らがいかにして初心で自分たちの旅を照らし、忍耐力で力をつけ、努力で未来を実現し、感情で故郷と祖国の夢を築いたかといった、核心的なストーリーを語ってもらうよう呼びかけています。それは、彼らが個人の成長を強国建設という大義に統合し、自らの選択で国の呼びかけに応え、絶え間ない闘争で若々しい責任感の高さを示していることを示しています。