文/记者 白竟楠

　　火箭为了将航天器送上天，其自身需要注入推进剂，飞行器为了能在太空中绕地行走，同样需要推进剂，如果将载荷能力加强，就意味着能承载更多的试验设备和更多的推进剂，为航天器在太空中进行的科考活动提供了更多的机会和更持久的动力。

　　每次在进入实验室之前，方涛事先要换好防护服，戴上防护手套和防毒面具，就像在“非典”时期的医护人员一样“武装到牙齿”。接下来，拿出实验记录本勾选和记录当天要进行的试验项目，对所有的设备进行检查，最后确认试验中需要应用的化学试剂和燃料，开始了一天的实验室工作。方涛说，之所以要这样繁琐，是为了保护科研人员的人身安全，因为有毒的推进剂甚至可以通过皮肤侵入人的身体里。

　　推进剂是火箭的“汽油”

　　火箭推进剂并不是什么新鲜的物质，但是如果没有它，火箭就没办法飞入太空，它就是火箭的“汽油”。推进剂以液体的形式通过其工艺系统喷到发动机里去，在发动机内燃烧，同时会产生小分子的高温气体，然后高速通过喷管向下喷射，形成我们通常看到的火箭的“尾巴”。起到的作用是提供火箭发射动力、促成火箭姿态的调整和宇宙空间的轨道转移，是发动机的动力之源。

　　方涛所在研究所的推进剂事业部，是我国唯一的液体火箭推进剂研究中心，主要从事常规推进剂的研制和试制，还包括一部分推进剂的生产，嫦娥系列或神舟系列使用的推进剂都是从这里走出去的。

　　目前，我国航天事业所使用的推进剂是在以前的科研项目中已经研制好的成果，所含成分包括硝基氧化剂、四氧化氮等等，但这类推进剂有毒，对环境、人体都有很大危害，而且使用维护困难。以硝基氧化剂为例，可以通过皮肤渗透、吸入、吞入三种形式进入人体，引起中毒。这是因为硝基氧化剂的毒性主要来自二氧化氮(NO2)的毒性，而常温下的二氧化氮呈气体状态，所以硝基氧化剂的职业中毒危险性主要来自吸入。

　　所以，现在研制的新方向需要对以前的推进剂进行改进，并研发新型推进剂，包括碳氢燃料，也就是煤油。另外，还将进一步研发无毒推进剂，同时把液体推进剂向凝胶化发展。并且，火箭的推进剂与航天器的推进剂是不同的，因为它们的任务量不同，所以需要地动力也不同，推进剂也要分门别类地进行研究，相比来说，对航天器推进剂的要求会更高一些。

　　作为火箭 “幕后推手”的方涛，前不久刚刚完成了一篇新型推进剂研究发展综述的论文， 而为了这项新型推进剂技术，方涛和他的团队进行了两年的科研，不过，这离“上天”还差得很远，仅仅是一个开始。

　　失误中出现成功之源

　　2013年，方涛开始带着他的团队进行新型合成燃料的制备，此次研发新型推进剂正是为了我国的探月工程而作的技术准备，所以对推进剂的要求较高。作为备选单位之一，不仅要与其他参与单位在时间上争分夺秒，还要保证技术的准确性和高标准。同时，国内首次进行这种新型推进剂科研探索，技术难度很大，是一个严峻的挑战。

　　新型推进剂由高能合成煤油制成，在国内首次合成，并且通过了点火试验验证。与现有推进剂相比，在不影响其他性能的前提下，比冲提高了7-8秒，这意味着能量特性提高了7-8秒，能够承载更高的负重，如果以前能举起1吨，现在就能举起1.2吨。

　　别小看这0.2吨的差距，它却能发挥巨大的作用。火箭为了将航天器送上天，其自身需要注入推进剂，飞行器为了能在太空中绕地行走，同样需要推进剂，如果将载荷能力加强，就意味着能承载更多的试验设备和更多的推进剂，为航天器在太空中进行的科考活动提供了更多的机会和更持久的动力。

　　更重要的是，这种新型推进剂是无毒无害的绿色推进剂。由于以前的推进剂是毒性物质，所以为了防止在发射或飞行过程中发生意外破裂，对人的生命造成威胁，从而会采取多重措施防泄漏，这就会造成航天器的维护程序更加繁琐。如果这种绿色无毒推进剂能得到广泛应用，就会大大减少维护成本和对人员安全的威胁。

　　在方涛的带领下，绿色推进剂的项目持续了两年有余，在我国正式实施登月计划后，将会在“落”和“回”的过程发挥巨大的作用。

　　当然，科研的过程也伴随着失败和挫折。在确定结构和合成工艺的过程中，目标设定有两至三种，但试验过程也需要在探索中进行，然而，试验验证效果和预计的效果却相差甚远，并没有得到预想的结果。于是，研究所的部级专家参与到试验指导中来，对整体结构和合成路线进行了探讨和制定，尽管有多种方案，但是最后只有一条途径成功了。

　　在分析失败路线的过程中，方涛发现，之所以会失败是因为分子结构不稳定，张力环结构和稳定性之间存在矛盾，并偶然发现了其中一种结构对提高能量有帮助，可以保留，这就是小分子的张力环可以提高推进剂能量，这可以应用到新的方案当中，他们查阅了相关国外的资料也有同样的案例。之后，方涛及其团队对不同的张力环重新组合，确定了新的研究方向，最终找到了一条正确的试验途径。

　　“登月”才刚刚开始

　　尽管项目研究已经持续了两年多，但新型推进剂的研制依旧是紧迫而复杂的。之所以高能合成燃料的制备工艺比较复杂，是因为制备步骤繁多，并且分子结构更加复杂，还要保证每一步合成反应效率。今年，此项目已基本完成批量的制备，点火验证试验成功，将会在不久的未来应用到登月计划中。在整个的科研过程中，方涛主要担任技术指导和组织实施，不仅是技术指导，同时还担任团队的管理。方涛说，推进剂从研制到成功，一个人是不可能完成的，从大的工作计划到细节的执行都要配合好，这样才能达到效率最大化。

　　在平日里，方涛系统性的工作大体分为两部分，一个是做项目，这个计划节点一般会比较长。第二是临时布置的新的开发任务，这时的压力就比较大，时间短、要求高，可能从通知到立项短至一周的时间，所以就要加班加点，有时为了一个项目论证加班到凌晨也是常有的事。

　　科研就是一场不见硝烟的战争，同时也伴随着危险。例如在这次“登月”计划的科研过程中，一旦有毒的推进剂接触到人体，就有极大的可能造成中毒，好在他们被防护服保护得很严实，目前没有出过人员安全事故。

　　中国在推进剂领域的研发和世界水平相比还有差距，尤其与美国和俄罗斯相比，基础研发能力还有所欠缺。相比于发达国家，中国研制合成的新型无毒、绿色、高能推进剂稍稍慢了一步，他们已经完成了飞行演示实验，这将是我们下一步将进行的内容。目前，从整个国际趋势来看，中国正在火速追赶，与世界的差距在缩小，进一步努力推动产品应用，随着探月等其他计划的施行还有很大的上升空间。

　　火箭科研事业是一项长久的科技战争，从科研到实际应用大约需要经历十年，因为这期间需要经历无数的考核实验，例如发动机的匹配性、工作稳定性等等，这些都是对推进剂的使用性能的考察，仅仅完成实验只迈出了登月的一小步。