5月8日9时17分，奥林匹克历史上的一个伟大壮举诞生。象征着光明、和平、友谊、进步、和谐的奥林匹克圣火首次在地球之巅燃起。7年前中国人的庄严承诺，如今已变为现实。为了这一天，中国航天科工集团从2006年起就组建了强大的火种灯和火炬研发队伍……
摄氏零下几十度火种也不灭
北京奥运会火炬开始传递以来，人们已经在世界各地见到了火种灯及其引燃“祥云”火炬的情形。然而，用于珠峰登顶的火种灯与人们熟知的模样和性能都有所区别。
珠峰火种灯有一个柱形密闭圆筒，大小跟小型暖水瓶差不多，这是灯的“外套”。“外套”上下各有两个三角形扣环，可以穿上带子，让登山队员背着。打开“外套”顶盖，拎着一个金属圆环拉出来，“珠峰火种灯”才现出真身。这同样是一个圆柱体，体积与普通火种灯相当，但并没有普通灯那种可以看见内部火苗的玻璃小窗，而是通体包裹着银色金属外壳，表面刻满了红色云纹，中间镶嵌红色的北京奥运会徽图案。阳光映照“珠峰火种灯”,灯体光彩夺目。
“事实上，奥运圣火从平原地区登上珠峰的过程本身就是一个接力过程，但是比平原上的火炬接力有着更高的科技含量。”中国航天科工集团火炬研发部副总指挥高炳欣说，“流程是这样的：先要用平原火种灯引燃‘高原火种灯’，再由登山队员把‘高原火种灯’带到6500米营地，在那里引燃‘珠峰火种灯’，到距顶峰30米时引燃火炬并登顶。”
火种灯不怕风不怕雪。珠峰火炬是与“珠峰火种灯”紧密相连的，其技术要求更高。除了要应对低温、低压、大风环境外，还有很重要的一条，就是要在顶峰高强光的背景下，能够燃烧出让人看得见的明亮、饱满、美丽的火焰来。用高炳欣的话来说，就是要“点得着、吹不灭、看得见”。
“我们试验了上百种燃料方案，做出样品后，不仅在实验室里进行模拟测验，还到黑龙江漠河等高寒地区进行测试。”他说，在“珠峰火种灯”和珠峰火炬的研发过程中，模拟环境从温度、气压、风速、含氧量、降水量、背景光等各方面，都远比珠峰顶上的实际环境条件更加苛刻。“从技术角度讲，哪怕珠峰再长高200米，火炬燃烧也不会发生任何问题。”高炳欣说。
燃料方案一波三折
对于以往主要从事发动机研制的航天科工集团三院31所来说，承担火炬燃烧系统研发是个全新的项目。因此，研发人员在动手之前认真研究了历届奥运会的火炬设计方案，他们对火炬的认识也由此由浅渐深。
最初燃料是丙烷研制团队最初选定丙烷作火炬燃料。刘兴洲院士解释说，丙烷燃烧后主要产生水蒸气和二氧化碳，不会对环境造成污染。更重要的是，丙烷适应的温度范围较广，在摄氏零下40度时仍能产生1个以上的饱和蒸气压，从而保证低温环境下燃烧；而且，丙烷产生的火焰成亮黄色，火炬手跑动时，飘动的火焰在不同背景下都比较醒目。
双火焰“双保险”之后，研制团队开始着手燃烧系统的设计。往届奥运会的火炬传递过程中多次出现过火炬突然熄灭的尴尬场面。为避免“祥云”火炬重蹈覆辙，研制团队运用航空发动机的双火焰原理，设计了预混火焰与扩散火焰的“双火焰”燃烧方案，即一个火焰在外面“冲锋”，一个火焰在里面“值班”。
2006年9月，科工集团火炬研发部自掏腰包奔赴西藏珠峰大本营进行实地试验。结果，真的发现了问题——液态丙烷火炬在实际低压环境下燃烧时间太短，达不到要求。
在随后的研究中，研制团队放弃了液态丙烷火炬的方案，将研制重点转向固态燃料火炬。2007年4月下旬，研制团队二赴西藏，5月7日，登山队员带着固体燃料火炬和固液结合火炬开始登顶测试。考虑到固态火炬操作更为简便，研制团队将固体燃料火炬确定为珠峰火炬燃烧系统最终设计方案。
暖手炉、蜂窝炉带来的灵感
珠峰恶劣的自然条件不仅对火炬性能要求非常高，对火种灯、引火器、圣火盆等配套设备的性能同样要求很高。刘兴洲院士介绍说，珠峰火种灯的研制过程，其艰辛程度一点不亚于珠峰特种火炬。
为了寻找可靠的燃料源，研发人员可谓费尽心思。他们先后尝试过多种常用燃料，但一一被否定。终于有一次，退休研究员任国周看到一个用碳作热源的暖手炉后突发灵感：能不能用碳做火种？然而，第一次进藏试验效果不理想：一是燃烧时间短，二是排灰不畅。大家刚刚看到一线希望，由于这次挫折又变得有些沮丧。
后来，生活中的一个小发现再次使他们柳暗花明。任国周上街时看到一个烧饼摊旁摆着蜂窝煤炉，顿生联想：将碳柱像蜂窝煤一样上下摞放在火种灯内，下面的碳柱燃尽化成灰，上面的碳柱自动落下来；这样通过不断添加碳柱就可保持火种灯不灭，而且排灰问题也能解决。一个大难题就这样通过生活中的两个小发现而迎刃而解。
从海拔8300米的突击营地登上珠峰峰顶，大约需要7到8个小时。登山队员由此提出，珠峰火种灯应至少能保持稳定燃烧14个小时。为达到这一要求，任国周和同事们反复对碳柱的配方进行试验，力图将其燃烧速度降至最低。最终，在他们的努力下，珠峰火种灯装上5节50毫米高的特殊碳柱，实现连续工作20个小时。第二次进藏测试时，经改进的珠峰火种灯完全经受住了大风、低温、低压的考验。
两年心血，终于凝成一颗可靠的珠峰火炬航天“芯”，将奥运圣火和中华民族的奥运激情第一次点燃在地球的最高点。
