中国人是如何飞向太空的?
2018-12-28莫兰
莫兰
中国自古以来就有丰富绚烂的太空飞行梦想。嫦娥奔月、大羿射日、敦煌飞天、万户飞天等等传说,都是古代中国人向往太空翱翔的心理情愫。然而,近现代中国全面落后了,航天技术的发展完全没有跟上苏联、美国、德国等的节奏。1949年后,中国开始以“两弹一星”(导弹、核弹、卫星)为核心的国防科技之路,“从导弹做起”。1960年11月5日,中国成功发射了第一枚国产导弹。1966年10月27日,随着一朵蘑菇云的升起,中国实现了导弹和核弹的“两弹”结合,震惊世界。1957年,当苏联发射世界上第一颗人造地球卫星时,钱学森等人领命筹备中国第一颗人造地球卫星的发射。此后,中国逐步形成了“东风”系列导弹、“和平”系列探空火箭和“长征”系列运载火箭的发展格局。1970年4月24日,“长征”1号运载火箭搭载“东方红”1号卫星发射升空……从这一刻起,中国人真正迈向了航天之路。
在今天这样一个热闹非凡的太空时代,如果一个拥有13亿人口、发明了火药和火箭的文明古国,没有载人航天能力,就会很尴尬。幸而经过中国航天人的不懈努力,我们独立拥有了这样难得的载人航天能力。虽然这能力还没融入国际航天台作,但还是会产生很大影响。比如,美国人可以用“再涨价,我们就用中国的飞船”这样一句简单的话,就让俄罗斯无法坐地起价。
1992年1月8日,中央专委会召开第5次会议,专门研究发展我国载人航天问题。这次会议认为,“从政治、经济、科技、军事等诸多方面考虑,立即发展我国载人航天是必要的。我国发展载人航天,要从载人飞船起步。”
今天的载人航天计划正式起始于这一天。依照惯例,中国的载人航天工程,也被叫做“921”工程,因为工程源于1992年1月。
当然,这次会议作出中国载人航天决定时,距离苏联第一次载人航天飞行已经过去了31年(注:1961年4月,尤里加加林乘坐“东方”1号飞船飞上太空),距离美国第一次载人航天飞行已经过去了30年(注:1962年2月,约翰格伦乘坐“友谊”7号飞上太空)。
貌似中国的决策做得很晚,但其实,在“921”工程之前,中国很早就萌发过几次载人航天的构思。
在中国第一颗人造地球卫星“东方红”1号上天之后,钱学森就提出,中国要搞载人航天。当时将这个项目命名为“714工程”(注:1971年4月提出),并将飞船命名为“曙光”号。后来,由于大家可以想象的政治经济困难而不得不放弃。
再就是20世纪80年代,受美国“航天飞机”这种新型航天器对全世界的迷惑(注:美国人把自己也迷惑了)影响,中国也论证过类似航天飞机、空天飞机的概念。这也是一种载人航天计划。
当年,中国甚至为这个项目,做了行政部门的调整,比如组建“航空航天部”等。当时,航天部门提出的6种航天方案中,有5种都是航天飞机方案。
后来,相关部门在征询已经退居二线的钱学森先生意见时,钱学森加了一行至关重要、影响整个中国载人航天抉择的字:
应将飞船案也报中央
这短短九个字,在航天飞机的主张占压倒性优势的情况下,清楚地表达了錢学森先生的深入思考。
钱学森从国情出发,认为中国当时连大飞机都制造不好,研制航天飞机是极其困难的。航天飞机是200组的极其复杂的航天器,非中国当时的技术条件短时间内所能企及时,也会因此付出巨大的代价。
现在,美国航天飞机的挫折历史也证明了这一点。即便在美国人手里,航天飞机都不是一个能稳妥飞行的航天器。航天飞机这个航天器,实际上出现在了不恰当的时代。钱学森等中国科学家认识到了这一点。
因为这些原因,中国的航天飞机计划没有上马。中国非常幸运地躲过了一次航天史上“代价高昂的战略性错误”(注:2005年,美国宇航局局长格里芬也承认航天飞机和“国际太空站”是“代价高昂的战略性错误”)。
事实最后证明,利用火箭和飞船组合的载人航天方式,是最经济、安全的。
中国航天也因为这次正确的选择,走上了快速发展的道路。
从1999年第一次发射至今,经过中国航天人的不懈努力,“神舟”系列飞船进行了7次的发射。
1“神舟”1号飞船是第一艘实验飞船,飞船于1999年11月20日凌晨6时在酒泉航天发射场发射升空,承担发射任务的是在“长征”2号捆绑式火箭的基础上改进研制的“长征-2F”载人航天火箭。在发射点火10分钟后,船箭分离,并准确进入预定轨道。
飞船入轨后,地面的各测控中心和分布在太平洋、印度洋上的远望号测量船对飞船进行了跟踪测控,同时,还对飞船内的生命保障系统、姿态控制系统等进行了测试。
北京时间11月21日凌晨3时,地面指挥中心向飞船发出返回指令,“神舟”1号飞船于北京时间11月21日15点41分顺利降落在内蒙古中部地区的着陆场,飞船在太空中共飞行了21个小时。
这是中国载人航天工程的首次飞行试验,标志着“921工程”正式在人面前亮相。
2“神舟”2号飞船是中国发射的第二艘实验飞船,它也是中国第一艘正样无人航天飞船,飞船的技术状态与载人飞船基本一致,由推进舱、返回舱、轨道舱三部分组成。
“神舟”2号飞船于北京时间2001年1月10日9时O分在酒泉航天发射中心发射升空,顺利进人预定轨道。飞船飞行期间,各种试验仪器设备性能稳定,工作正常,采集了大量宝贵的飞行试验数据。此次飞行,还首次在飞船上进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等多领域的科学实验。
1月16日19时22分,“神舟”2号飞船在内蒙古中部的主着陆场着陆。飞船在太空中运行了近7天,绕地球飞行了117圈。此次飞行出了一些小故障。
3“神舟”3号飞船是中国发射的第三艘无人实验飞船,这也是一艘正样无人飞船,飞船上除了没搭载航天员之外,其技术状态完全一致。飞船由推进舱、返回舱和轨道舱组成。飞船是在北京时2002年3月25日22时15分,在酒泉卫星发射中心成功发射升空的。
飞船上搭载了一个模拟宇航员,该装置可以模拟人体代谢、模拟人生理信号、能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。此外,“神舟”3号上还搭载有多个实验装置以及植物的种子等。
2002年4月1日,“神舟”3号在太空绕地球飞行107圈后,准确降落在内蒙古中部的着陆场。
4“神舟”4号载人飞船是“神舟”号系列飞船之一,是中国第三艘正样无人飞船,除了没有搭载人以外,其技术状态与载人飞船完全一样。飞船由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段组成。总长约74米,最大直径28米,总质量7794千克。“神舟”4号飞船是在前三艘飞船的基础上进一步完善,并完全按照载人航天的要求进行设计制造的,飞船的返回舱内增加了两个座椅,坐着两个模拟航天员。航天员工作、生活、医护所需物品,包括睡袋、压力服、太空食品以及着陆后遇到意外情况所需的东西一应俱全。
飞船于北京时间2002年12月30日0时40分在酒泉航天发射场由“长征-2F”火箭发射升空,按预定计划在太空飞行了6天零18小时,飞船在环绕地球飞行了108圈后,于北京时间2003年1月5日19时16分,准确降落在内蒙古中部地区的着陆场。
5“神舟”5号是中国首次发射的载人航天飞行器,于2003年10月15日将航天员杨利伟送入太空。这次的成功发射标志着中国成为继苏联(现由俄罗斯承继)和美国之后,第三个有能力独自将人送上太空的国家。这个大家都了解得比较多。
6“神舟”6号与“神舟”5号在外形上没有差别,仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,质量基本保持在8吨左右,用“长征-2F”运载火箭进行发射。它是中国第二艘搭载太空人的飞船,也是中国第一艘执行“多人多天”任务的载人飞船。
7“神舟”7号飞船是中国第三个载人航天器,于北京時间2008年9月25日由“长征-2F”火箭发射升空。“神舟”7号上载有三名宇航员,分别为翟志刚、刘伯明和景海鹏。
北京时间2008年9月27日16点30分,景海鹏留守返回舱,另外两人分别穿着中国制造的“飞天”舱外航天服和俄罗斯制造的“海鹰”舱外航天服,进入“神舟”7号载人飞船兼任气闸舱的轨道舱。翟志刚出舱作业,刘伯明在轨道舱内协助,实现了中国历史上第一次的太空漫步,使中国成为第三个有能力把太空人送上太空并进行太空漫步的国家。
8.2011年11月,中国发射“神舟”8号无人飞船,和之前升空的“天宫”1号演练了太空交会对接技术。而“神舟”9号和“神舟”10号预计将继续演练无人或载人的对接,并可能实现搭载女航天员。
根据我国载人航天“三步走”的发展战略(即第一步:载人飞船阶段;第二步:空间实验室阶段;第三步太空站建设阶段),我国在突破出舱活动技术之后,也就是完成“神舟”7号任务之后,将要突破载人航天飞船和空间飞行器的交会、对接技术,然后再研制、发射空间实验室,解决有一定规模的短期有人照料的空间应用问题。初步规划在2020年左右建成载人太空站,解决有较大规模的长期有人照料的空间应用问题。
在我们实现载人航天“三步走”战略目标之后,中国航天将走向星际空间更遥远的地方。我们将综合分析国际载人航天发展大趋势,结合我国的实际情况,进行下一步的航天发展计划,其中,载人登月应是极具挑战性的领域,也是中国载人航天面临的一个战略性的高科技领域。
以成功的载人航天为代表的中国航天,慢慢地已不仅仅是一个军事工业领域的成功典范,而且是整个中国崛起的象征。
选自《航天简史》第八章第五节“神舟”载人航天)
1.2012年6月14日,内蒙古额济纳旗,酒泉卫星发射基地的“东方红一号”卫星发射场遗址
2.1970年4月24日,中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功
3.4,2013年6月12日翻拍:酒泉卫星发射中心中国卫星第一发射场
5.神舟五号载人飞船和发射飞船的长征二号F火箭的研制工作进展顺利
6.2016年12月11日。江西遂川两块卫星整流罩掉落至江西遂川山区
7.2018珠海航展中国北斗导航卫星模型
航天简史
作者龚钴尔,原名龚东,科普作者,小说作者,科学松鼠会成员,航天未来(北京)科技传播有限公司副总经理,长期关注航天领域。著有航天读物、《航天简史》(天津科技出版社)、《别逗了,美国宇航局》(科学出版杜)、《遨游太空:星际探测》(少年儿童出版社,该书荣获中国科协科普作家协会最佳科普作品提名),长篇科幻小说《雪城》(百花文艺出版社,该书荣获全球华语科幻“星云”奖银奖)。