我国发展载人航天之路

庄祥昌

我国发展载人航天起步较早。1959年，国家就决定组建宇宙医学专业，1964年，建立了航空宇宙医学研究所，1968年正式成立航天医学工程研究所。

在发展载人航天初期，我国在1964、1965、1966年曾分别将装有白鼠和狗的5枚探空火箭发射到距地面70公里的高空，观察宇宙环境(高真空、宇宙辐射、温度、失重等因素)对生物的影响。这几次探空火箭的发射都比较成功，生物舱都安全回收，为宇宙生物学研究和生命保障工程设计积累了宝贵经验。

我国需要发展载人航天

但是，在发展载人航天过程中并不是一帆风顺的。首先在认识上存在不同观点。国内有一部分人，包括某些有一定知名度的科学家不同意发展载人航天。理由是：1痹厝撕教旌淖示薮螅我国经济还比较落后，要投资建设的项目很多，应该把有限的经费投到更需要的地方去。美国在发展载人宇宙飞船时，每搞一种型号，投资大约要200～300亿美元，我国虽然不一定花那么许多钱，但也是一笔不小的数目。2比松咸焖要完成的任务基本上可以用不载人的卫星完成。自动化、计算机、遥测、遥控技术发展很快，因此人的很多功能都可以用机器代替。例如探测太空、勘查地球资源、军事侦察、宇宙环境下进行科学试验、普查地球上作物生长情况和鱼群分布情况，以及调查气象变化、环境污染等，不一定非要人上天才能完成。3比松咸毂匦胍考虑安全问题和提供一整套生命保障系统，以保证人在宇宙中能正常生活和工作，这在技术上增加了很多复杂性。在成千上万个技术问题中，只要有一个考虑不周，就会造成灾难性后果，这在美、苏已有过沉痛教训。4贝泳济效益来说，美、苏载人航天已搞了许多年，但至今仍未能有明显经济效益，很多科研成果还未能形成能大规模生产的产品，投入与产出很不成比例。

但是很多有识之士、科学家并不同意上述意见，他们认为作为我们这样一个大国，必须在载人航天这个领域对人类做出我们应有的贡献。载人航天具有划时代意义，从长远看，人类不可能永远只生活在地球上，载人航天是人类迈向其他星球的第一步。载人航天，国家虽然在短期内耗资巨大，但从美、苏科学家和航天员在太空中所做的科学试验来看，已经看到利用宇宙环境可以生产出在地面上无法生产的产品，社会效益和经济效益前景非常可观。例如1币┪锾岽浚河行┮┪锒匀颂逵懈弊饔茫原因之一是纯度不够。例如有一种传染性海绵状病毒性脑炎，可用一种激素治疗，但地面上生产的激素纯度不够，用药后可引起严重后果，如在太空失重环境下提炼，激素的纯度可大大提高。2狈掷胂赴和生物大分子：肾皮质产生的尿激酶是溶解血栓的有效药物，从尿中提取产量微小，也可从人体胚胎肾皮质细胞培养液中提取，但此类细胞仅有5％能生产尿激酶，产量很低，利用太空失重环境就可能分离此类细胞，使产量大大提高。人体各种免疫细胞的分类是免疫学研究的重要课题，利用太空环境可将T－淋巴细胞和B－淋巴细胞分离，将为免疫学基础理论研究提供良好条件。ATP酶是细胞能量转换的关键酶，但它的几个亚基在地面上无法分离，在太空中有可能将其亚基分离，将会大大推动细胞工程基础理论研究的进展。胰蛋白酶是生物工程生产中很重要的催化剂，该酶水解后使肽腱断裂，但其成份无法分开，在太空中就有可能将其分离，找出酶的活性中心，可以推动蛋白工程基础理论的研究。3笨占渲圃斓鞍字示体：为了研究各种蛋白质结构，必须获得一定量的蛋白质晶体，但在地面上要获得一定量的这种蛋白质结晶非常困难，只有在太空失重条件下才能培养出大的蛋白质晶体。4笨占渲圃烊斯ぴ嗥魃物材料：人工脏器成败与否与生物材料质量很有关系。生物材料的优势取决于它的生物相容性反应。纯度不够的生物材料可导致溶血、凝血，产生毒性，甚至致癌。在地面上要制备高纯度的生物材料难度很大，而在太空失重环境下，将有可能使生物材料达到极高纯度。另一种生物材料叫细胞微囊，它是将脏器的细胞分离出来，外面包以带微孔的人工薄膜，做成微囊。这层薄膜可以防止细胞被人体内的抗体杀死，同时又不防碍细胞分泌的有用物质透过薄膜进入人体，起到治病作用。已有人试验将带有胰岛细胞的微囊注射到体内来提高治疗糖尿病的效果。在太空无重力环境下做成的微囊，其疗效将大大提高。5惫ひ挡牧系募庸ぃ豪用失重环境可制造高纯度、大尺寸，性能优异的工业材料，如半导体材料(砷化镓、锑化锢、镉－汞－铁化合物等)。形状记忆合金由于成份间比重不同，在地面上容易混合溶化，很难达到理想的均匀度，但在失重时就可克服这种缺陷。非晶态金属象玻璃一样，具有非晶形组织，为了把液态金属的非晶态结构在冷却时固定下来需要极快速的冷却。快速冷却的主要条件是熔体的体积要小，面积要大以及要有足够的储冷。在无容器、无重量的条件下非常有利于快速冷却，可以制取极薄的纯度很高的带和丝。泡沫多孔材料既轻且有一定强度和特殊的电、磁、过滤等特性，在地面上制造这种材料不易形成气泡，但在失重情况下，可以获得非常均匀气孔的材料，密度只有原材料的1/3。制造泡沫合金、材料加工和制药常采用电泳和电渗透等分离技术，但在地面重力作用下，流体中密度不同的成份会产生沉淀和对流，阻碍精确分离和充分地混合，无法制造出满意的产品，而且生产速度非常慢。在无重力环境下，由于没有沉淀和对流，电泳产量可比地面高700倍，产品纯度可提高4倍。6贝丛煨鹿ひ眨旱孛嫔狭吨平鹗簟⒑辖鸬缺匦朐谌萜髂诮行，材料易被污染，最理想的方法是无容器冶炼，使溶体在空间悬浮，这只有在失重条件下才能做到。华裔航天员王赣骏在航天飞机上做了声场悬浮实验，就是为了将来能实现无容器熔炼新工艺。7苯农作物种子带上太空，利用宇宙特殊环境(如宇宙射线较强)来改变种子的遗传特性，将这些种子带回地面种植，可使产量和质量大大提高。我国在太空育种方面已有许多成功的经验。

上述科研成果目前虽然还没能转化为生产力，进行大规模生产，但随着人们不断努力，总有一天这个问题可以得到解决。还应看到，载人航天是一门 高度综合性先进技术，它的发展必将带动国民经济其他领域的发展，将会促进我国科学技术和经济建设向更先进的水平迈进。至于卫星可以代替人完成各项任务的观点更是片面，因为任何仪器设备都是人创造出来的，这些仪器和设备只能完成人赋予它的一部分功能而不能完全代替人的作用。人与仪器设备很大的不同点在于人有主观能动性，能处理临时发生的事情，能对所获取的信息进行分析判断并作出相应的对策，遇到程序外的情况，能灵活处理。在航天过程中，很多情况下需要发挥人脑的作用，现今科学虽然比较发达，但尚没有一部机器或仪器设备能完全代替人脑的作用。在美、苏载人航天实践中，有很多事例可以说明上述观点是正确的。例如“阿波罗11号”飞船向月面降落时，如果不是航天员及时发现预定降落地点不安全而改变原来方案，将导致登月舱的坠毁。“天空实验室”一块太阳能帆板因故未能展开，使空间站的电力丧失了一半，舱内温度上升至55℃，无法正常工作，是派航天员去太空将故障排除，才使“天空实验室”恢复了功能。“礼炮7号”空间站在1985年曾发生过一次严重故障，自动装置突然一个接一个失灵，最后与地面完全失去联系。后来还是派出两名航天员去空间站，找出故障的部位并加以修复的。

我国怎样发展载人航天

我国要发展载人航天事业是国家领导人在听取各方面意见后作出的正确决策。要实现载人航天，需要解决三个方面问题。1毖兄菩碌脑嗽毓ぞ撸2毖兄圃厝朔尚衅鳎3毖“巍⒀盗泛教煸薄Ｎ此，在60年代我国组建了相应的研究机构。在初期阶段进行了很多预研，以后逐渐确定了型号。在确定型号时曾考虑过是否先发展航天飞机，但经过论证，根据我国实际情况，认为以先发展载人飞船为宜。为了使载人飞船发射成功，除了加紧研制运载工具和飞船外，于1970年第4季度至1971年第2季度从空军部队中选拔了20名飞行员作为我国第一批航天员。但后来由于出现了林彪反党集团，该项工作不得不停止进行，否则早在70年代中期，我国载人飞船就会遨游太空了。

1978年党的十一届三中全会以后，我国出现了改革开放大好局面，对外交流逐渐增多。1985年美国曾派代表团来我国商谈载人航天合作事项，这是一次极好机会。当时谈妥美国可用航天飞机免费送一名中国航天员去太空。通过这种合作方式，我们可以了解到美国载人航天的先进技术和经验，使我们少走弯路，加速我国载人航天事业的发展，为此国内作了积极准备。1986年我国还派代表团去美国参观访问并签署了合作进行载人航天的意向书。不幸的是，就在中国代表团在美访问期间，发生了“挑战者号”航天飞机爆炸事件，7名航天员丧生。这件事对美国打击很大，NASA处于一片混乱之中，停止了载人航天的一切活动，彻底调查事故原因。原来谈妥的中、美合作项目被长期搁置下来。但是，我国的载人航天工作并没有停顿，预研工作继续进行。在此过程中，对我国载人航天事业如何发展出现了两种不同意见。一种认为，我国应学习美、苏的经验，在送人上太空之前应先发射生物卫星，内装猴子或其他动物，取得经验后再发射载人飞船。另一种意见认为，美、苏是最早将人送上太空的国家，在人上太空之前，宇宙环境对生物有何影响，会不会致命， 如何保证发射成功和使飞船安全运行和返回，对上述一系列问题要么了解甚少,要么就是对问题的解决还没有把握，因此他们在50年代曾发射了多颗装有狗、猴、鼠等动物的生物卫星，以便取得经验，这是非常必要的。到了80年代，美、苏已将多批航天员送上太空，人们对宇宙环境对人的影响已有很多了解，也累积了很多保证安全的经验。我们完全可以吸取他们的经验，没有必要走50年代时美、苏那样的老路，即先发射生物卫星，然后再发射载人飞船。从生命保证系统来讲，动物与人差别较大，想通过动物的生命保证系统为研制人的生命保障系统提供经验虽不能说毫无价值，但作用不是很大。按照实际情况，我国发展载人航天事业可以在吸收国外经验的基础上，不需要先搞生物卫星，可直接研制载人飞船。为了保证安全，万无一失，可以先发射几艘无人飞船，待安全有充分把握后，再发射载人飞船，这样既可缩短研制周期，也可节省大量经费，并可体现我国发展载人航天事业的特色。后一种意见终于被决策者们采纳。■