“航天日”背后的宇宙拓荒雄心

王宏亮

据中国政府网消息，国务院已于3月8日批复同意：自2016年起，将每年4月24日设立为“中国航天日”。

早在2009年的政协第十一届全国委员会上，全国政协委员，一院党委原书记梁小虹就首次提出了《关于设立“中华航天节”的提案》。梁小虹委员曾在接受媒体采访时说，中国作为航天大国之一，应该设立“航天日”，这不是航天人自己的节日，而是全国人民的节日。通过这一节日的设立，向全民普及科学知识，形成崇尚科学、崇尚创新、崇尚探索的社会风气，尤其激发广大青少年对自然科学的探索和求知，激起他们科学探索的热情。

今年是中国航天事业发展60周年。1956年5月，中国组建了国防部导弹管理局和导弹研究院。同年10月8日，中国第一个导弹研究机构——国防部第五研究院（钱学森任院长）正式宣布成立。这一历史性的纪念日，标志着中国有了自己的导弹与航天事业。中国政府决定在这一历史性年份设立“航天日”，其承前启后的里程碑意义显而易见。

“中国航天日”最终确定为每年的4月24日，则是因为在1970年的这一天，“长征一号”火箭将中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”送入太空，拉开了中华民族进军太空的序幕。放眼世界，苏联/俄罗斯、德国等国家早就有自己的“航天日”（称谓略有不同），中国作为航天大国之一，设立“航天日”等于是从国家层面上，向全国人民和全世界正式宣示：发展航天事业已经成为中国最重要的国家战略之一。

新一轮井喷

随着“航天日”正式设立，中国航天在2016年也将迎来新一轮井喷。其中最受瞩目的项目当属新一代运载火箭“长征七号”和“长征五号”将先后首飞，以及“天宫二号”空间实验室与“天舟一号”货运飞船的首次对接。

即将首飞的“长征五号”是现阶段中国最强大的火箭。该火箭采用液氧煤油发动机，具有无毒无污染、低成本、高可靠等特点，并首次突破了中国现役运载火箭芯级直径3.35米的限制，其直径达到了5米。运载火箭的长细比是有一定限制的，不可能把火箭做的过于细长，为了能够最大程度提高运载能力，在火箭吨位逐渐增大的同时，扩大它的直径，就成为提高火箭运载能力的重要途径。但这在技术上也并不容易，过大的直径会导致火箭在发射段阻力激增，并带来一系列结构问题。由此看来，“长征五号”5米的大直径无疑是具有突破意义的。

“长征五号”在2015年已经成功完成芯一级、芯二级动力系统试车，随后转入海南发射场合练。其也将使得中国运载火箭跻身世界火箭第一集团。目前第一集团的运载能力都是20吨级的，中国目前的最大运载能力只能达到10吨级，“长征五号”的近地轨道运载能力为25吨，与美国的“宇宙神”5、“德尔塔”4，欧洲的“阿里安”5，以及俄罗斯的“质子”M属同一级别。

虽然“长征七号”没有“长征五号”那么大，但该火箭应该才是中国航天未来的主力火箭。“长征七号”采用两级半构型，火箭的直径和此前的“长征二号”保持一致，仍然是3.35米。与“长征五号”一样，“长征七号”也将在全新的海南文昌发射场发射。作为一款中型運载火箭，“长征七号”的近地轨道运载能力可以达到13吨，比现役最强的“长征三号乙”稍多一点，发射性价比也更高，因此未来将承担包括“天舟一号”货运飞船在内的中国大部分空间载荷的发射，并逐渐取代现役的“长征二号”、“长征三号”和“长征四号”。

在载人航天板块，“天宫二号”空间实验室将于2016年与中国首艘货运飞船“天舟一号”完成对接，并验证空间站的在轨燃料补给技术——这也是中国载人航天必须过的一道坎儿。载人航天器大多是在比较低的轨道运行，受地球引力影响，需要经常进行轨道保持，这就需要启动微型发动机来提供额外的推力，从而对冲引力影响。但航天器本身自带的推进剂是有限的，载人空间站长期在轨，必须由货运飞船定期为它补充推进剂才能始终保持在预设轨道运行。

奥尼尔的宇宙岛

经过数十年积淀与发展，在强大综合国力与科技实力的支撑下，中国航天正以让外界侧目的“火箭速度”跻身“航天超级大国”行列。从近年来的项目规划来看，中国不仅可以集中力量重点完成某一项重大航天任务，其同时进行多个重大项目的多任务管理与实施能力业已形成。在这个星球上除了美俄两国，恐怕也只有中国具备在航天这样的资本技术双密集型产业内，齐头并举、全面发力的底气与雄心。

然而，航天对现在的中国人来说又能带来什么？历史上，从1957年苏联发射第一颗人造卫星以来，美苏两国在这项事业上投入的巨量资金和相关资源，似乎并未获得足以让人满意的经济回报。“现实主义者”批评政府为了虚无缥缈的尊严毫无节制耗费国家财富，更有学者指出苏联在航天竞赛中的严重透支正是导致其最终崩溃的原因之一，就仿佛是“和平”号空间站吹响了红色帝国覆灭的挽歌。

真的是这样吗？

实际上，虽然冷战时期的太空竞赛并未给人类生活带来直接且颠覆性的变化，但人类其实自航天事业发展伊始就认识到了太空巨大的潜在利用价值——绝不仅仅是侦察卫星、弹道导弹和核战争。

早在1926年，苏联航天先驱齐奥尔科夫斯基就设想将来的某一天，当地球资源枯竭或遇到重大灾害时，人类可以在地球周围的宇宙空间建立居民点。他设想太空中的失重环境可以用自旋产生人工重力，可以通过人工控制的方法使室内的温度湿度达到适合于植物生长，从而建立一个人造的地球。

齐奥尔科夫斯基的梦想在上世纪70年代第一次被当做一个可操作的计划被认真讨论。1977年，美国普林斯顿大学教授杰拉尔德·奥尼尔出版了《高边疆：人类的太空城》一书，全面阐述了三种人工“宇宙岛”设计方案。其中的“奥尼尔3号岛”是规模最大的太空城，它采用伞状结构。人类居住的“伞把”是两个直径6 500米、长3 200米的巨大圆筒。在这个大圆筒内可以居住1 000多万人，有效居住面积达1300平方千米，相当于半个瑞士。两个“伞把”用传动带连到一起，以每分钟一转的速度旋转，从而产生人工重力。