决策中国载人航天发射场

李元正 李凤洲 崔吉俊

近几年来，随着神舟飞船发射、中国航天员飞上太空，以及天宫空间实验室建设，中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场已经成为闻名世界的著名航天发射场，成为展示我国国防实力、经济实力和民族凝聚力的一个重要窗口。然而，载人航天发射场设计建设之初，却经历了一系列艰难的抉择。载人航天发射场是整个载人航天工程的重要象征，其勘察定点、论证设计，每一项重大技术问题的决策，都历史性地决定着中国载人航天发射场的发展方向。丁衡高院士在担任国防科工委主任期间，正是载人航天工程发射场论证设计的重要关头，他对载人航天发射场的论证工作非常重视，倾注了大量心血，做出了一系列关系载人航天发射场论证建设的重要决策，使得载人航天发射场走出了一条赶超世界先进技术的“中国特色”之路，同时也促进了中心各项事业的蓬勃发展。

决策在酒泉卫星发射中心建设载人航天发射场

1992年1月8日，李鹏总理主持召开中央专委第五次会议，建议中央启动载人航天工程，由国防科工委组织实施。从此，载人航天工程由预研阶段转入工程技术和经济可行性论证阶段。

1月9日至13日，国防科工委召开党委扩大会议，部署全年工作，并專门留出13日一天来传达中央专委第五次会议精神，部署载人航天工程论证工作。而此时，关于载人航天发射场的建设场地却还在争论之中。

早在20世纪80年代末，“863计划”的概念性论证中提出搞载人航天时，国防科工委就曾组织专家在酒泉、西昌、岢岚以及海南地区进行了载人航天发射场选址考察。海南纬度低，是非常理想的航天发射场所，但由于当时我国海上搜救力量相对比较薄弱，载人航天工程初期发射载荷也不是很大，所以当时没有选择海南。对于其他几个发射中心的选择却存在着比较激烈的争论，各中心都想把载人航天发射场争取到自己中心。载人航天如此庞大的工程，对任何一个发射中心的发展来说，都是极为重要的。西昌卫星发射中心当年是为载人航天工程“曙光计划”而建设的，只是后来“曙光计划”下马，才改成卫星发射中心，所以西昌卫星发射中心最希望载人航天工程发射场能够选在他们那边。

在发射场即将面临方案论证的关键时刻，若不早下决断，几个中心只在争任务上下功夫，必将影响发射场建设方案深入论证工作。载人航天发射场到底应该选择在哪里建设，首先，应该由它的任务性质来决定。载人航天是大倾角低轨道任务，这对酒泉卫星发射中心来说是非常适合的。酒泉卫星发射中心地域平坦开阔，周围居民稀少，非常有利于进行大倾角航天器发射，也能够满足大型运载火箭和飞船的运输。其次，从中心发展来讲，酒泉卫星发射中心当时正处于任务转换的阶段，大型航天任务发射设施急需改造，只有载人航天这样的大型工程才能带动中心的发展。再者，载人航天任务有很多特殊的要求。发射场的选定不仅仅要考虑发射本身，还关系到着陆场、火箭残骸落区、逃逸救生落区等区域的选定，这些也都希望选择人烟稀少、地域广阔、地势平坦的地区。如果把发射场选定在酒泉卫星发射中心，着陆场就可以首选地势平坦的内蒙古大草原，火箭残骸落区正好落在巴丹吉林沙漠腹地。此外，中心周围的地域资源还可以作为航天员返回时的副着陆场和火箭待发段、上升段的航天员逃逸救生着陆区，这对航天员安全返回及逃逸救生，都是极为有利的，可以最大限度地实现资源共享，节约大量经费开支，这些都是酒泉卫星发射中心得天独厚的地理条件。

党委扩大会议期间，中心主要领导向丁衡高院士提出了这个建议，丁衡高院士十分赞同。在党委扩大会议尚未结束的时候，丁衡高院士就专门把几个中心的主要领导都叫到一起，郑重地做出了这个重要决定。他当时说，载人航天发射场就放在酒泉卫星发射中心，大家不要再争论了。就这样，丁衡高院士亲自拍板，把载人航天发射场放在了酒泉卫星发射中心，结束了各中心为载人航天任务争论的局面。

1月13日，丁衡高院士专门留下酒泉卫星发射中心的领导，传达了1月8日中央专委第五次会议关于论证载人航天工程的相关指示，要求中心立即组织发射场方案论证，并在最短时间内拿出论证报告。

决策载人航天发射场的选址定点

受领载人航天发射场任务之后，中心随即着手载人航天工程发射场论证工作。1992年1月20日，中心传达了国防科工委关于论证载人航天发射场方案的精神。1月29日，以中心主任为组长的方案论证小组成立，进行发射场方案论证和定点勘查。

对于如何选择载人航天发射场的建设地点，论证小组也存在较大分歧。有人建议改造二号卫星老发射场，可以利用发射卫星的资源，节约经费。也有人不赞同改造老发射场，建议在距离生活区较近的地方重新选址，建设更适合于载人航天发射的新工位。

对此，丁衡高院士非常重视，多次指示中心，发射场选址一定要慎重，要充分考虑载人航天任务的需求和特点。中心根据丁衡高院士的指示，综合分析了二号卫星发射场的现状和载人航天发射场的新需求。二号卫星发射场已经使用30多年，发射工位设计方案落后，与载人航天工程的要求相差甚远，加上设备整体严重老化，已不值得再耗费很大的精力去改造。新的载人航天发射场将会采取与二号老发射场完全不同的模式，二者无论是设计方案，还是建造规模，都有很大的差别。此外，二号卫星发射场距离生活区较远，每逢发射任务，都要跑很远的路，发班车，耗费时间和精力、物力，给大家工作和生活上带来诸多不便。载人航天发射任务进场人员多，工作周期长，程序协调复杂，最重要的是航天员的特殊要求。航天员在发射场的保障工作非常关键，他们要出征太空，发射前长途奔波，肯定会有不利的影响。如果发射场距离生活区近一些，航天员保障、大家工作、生活都很便捷，执行任务时也不用跑那么远的路，不仅节省了建设成本，也节约了运行成本，这对中心长期执行发射任务以及中心可持续发展都有着至关重要的作用。中心经过充分论证和慎重考虑，否定了在二号卫星发射场建设载人航天发射场的想法，预想在距离生活区较近的地方建设全新的载人航天发射场。当时重点考察了弱水河南岸，那里地质条件比较好，地下水也比较深，生活区又在射向的侧后方，发射活动对于生活区不会造成威胁，相对比较安全。我们在弱水河南岸大约距生活区七八公里的戈壁滩上选中了一块地方，做了标记。因为戈壁滩地势开阔平坦，空气密度相对内地要稀薄一些，震荡波衰减比较快，这个距离能保证生活区的安全。

1992年2月10日，那天正好是春節，中心论证人员乘火车前往北京参加“921”专题汇报会，12日抵达北京。在向专家组汇报论证方案时，中心主要领导向丁衡高院士汇报了发射场选址的定点方案，并对选址的理由做了充分阐述。当时会上也有一些争论，有专家担心完全建设新发射场耗资太大。但当时载人航天工程还处于保密阶段，二号卫星发射场相对偏僻一些，有利于保密。丁衡高院士听取了我们的汇报之后，非常支持选择在距离生活区较近的弱水河南岸选址，他还让专家组专门为此开研讨会，专题论证为什么不选择改建二号发射场。1992年10月4日，丁衡高院士陪同军委刘华清副主席视察中心，十月的戈壁滩已经冷风瑟瑟，清早，刘华清和丁衡高不顾天气寒冷，前往弱水河南岸，专门实地考察了载人航天发射场定点方案的预定点，并在现场听取了中心主要领导的汇报，明确表示同意。就这样，载人航天发射场的定点方案正式确定了下来。

载人航天发射场依此定点方案在工程设计之后，于1994年7月3日正式奠基开工。

载人航天发射场定点在生活区附近，这是非常科学的决策。从神舟一号飞船发射至今，大家都感觉到了载人航天发射场的快速便捷，它的效益会随着试验任务的发射密度的提高而不断地显现出来，充分体现了丁衡高院士对载人航天发射任务的科学领导理念和对中心人员工作生活的深切关怀。

决策载人航天发射场“垂直上架”模式方案

火箭飞船上架模式是载人航天发射场论证过程中遇到的争论最大的难题，也是丁衡高院士在整个载人航天工程论证决策中最艰难的一项工程。

中心受领载人航天发射场论证任务之后，如何尽快拿出一个可行性方案，拿一个什么样的方案，成了头等大事。过去几十年的航天发射，大家已经习惯了“水平模式”，运载火箭在发射场的测试，都是在水平状态下完成的。技术区测试完成后，再转到发射区，还要重新总装、重新测试，其重复工作很多，耗费时间长，非常麻烦。中心论证小组当时的指导思想就是想打破这种模式，拿出一个具有国际先进水平的载人航天发射场论证方案。

当时我们手里有关发射场的资料非常少，尤其是国外发射场资料，几乎见不到。“垂直上架”模式的论证，最早来源于一本由美国NASA出版的详细阐述《阿波罗登月全过程》的书。那是1980年11月，中心派出一位处长跟随七机部副部长张廉斧考察美国肯尼迪航天中心时，美国航天部门领导送给张副部长的一本全英文科技图书。1992年1月29日，中心成立论证小组时，拿出了这本保存了12年之久的英文图书，一边翻译，一边对照，一边论证。“阿波罗”飞船全部采用“垂直上架”模式，也就是我们后来所说的“垂直总装、垂直测试，垂直整体转运”的三垂模式，在技术区即把火箭吊装起竖、对接组装，测试完后即为发射状态，直接转运到发射区，进行简单的测试就可以发射。

当时俄罗斯用的是“水平整体模式”，即在水平状态下进行总装、测试，然后水平整体起竖。但俄罗斯火箭控制系统惯性导航器件用的是捷联惯组，而中国的是惯性平台装置，两者有很大的不同。惯性平台必须保证不能倾倒。如果采用水平转运，需要把惯性平台单独卸下来转运，到发射区再组装、测试，给火箭带来许多技术和测试上的不便。日本采用的是火箭垂直准备，卫星单独转运，到发射区再进行组装。法国圭亚那发射场与日本模式差不多，也是火箭垂直准备，卫星单独转运。最先进的就数美国肯尼迪航天中心，飞船和火箭全部是采用垂直模式准备，技术区准备好之后，飞船和火箭组合体垂直整体转运到发射区，实施发射。美国还有一个“固定模式”，建了一个很复杂的活动勤务塔，火箭一进场就开始起竖，固定在发射架上。等测试完后，直接加注发射，不存在转运和重复测试的问题。但这种方法有两点不足，一是火箭飞船占用发射平台时间太长，发射频率不高。再一个是安全性差，一旦火箭在发射台爆炸，损失将非常惨重，整个发射场地面设备全部被毁，很难恢复。此方案在美国发射场也使用不多，后来基本废弃。中心要拿出先进的论证方案，最好的参考对象就是美国肯尼迪航天中心的模式。我们借鉴了他们的理念，作为一个航天大国的后起之秀，应该采用这种世界上最先进的“垂直上架”模式，并在论证报告中大胆提出了我们“组装、测试、转运一体的垂直上架”模式。

2月12日，中心论证小组到北京后，和工程设计单位共同商讨，正式提出“垂直上架”和远距离测试发射的设想，对发射场十大技术问题一一做了阐述，表述了我们实施“垂直上架”模式的基本技术框架，表示要把酒泉卫星发射中心建设成一个具有世界先进水平的载人航天发射场。

没想到这个方案向专家组汇报的时候，遇到了很大阻力，有些专家不同意，评审组对发射场方案不签字。他们建议使用水平分段的方法。这种方法是从我们以前的卫星发射沿袭过来的，造价低，技术设计上相对成熟。但是丁衡高院士对“垂直上架”模式非常支持，明确指示要搞就搞最先进的。上级的决策给了发射场论证组极大的信心，为后续发射场技术论证开创了大好的局面。

但是载人航天工程不同于其他工程，如果要搞“三垂模式”，研制各方都必须同意，尤其是专家组，必须全数通过才行。“垂直上架”关系到发射场、航天部飞船、火箭等系统的一系列重大技术问题，是一个全新的概念，在我国从来没有搞过。这种模式技术进步跨度很大，难度很大，有些技术难题尚待研究解决，如果把握不好，将直接影响到研制工作的顺利进行，进而影响整个工程的实施。那时还有经费条件的制约。当时国家经济实力还没有今天这么雄厚。肯尼迪航天中心搞垂直模式，仅一个转运车就耗资两亿多美元，按照那个时候的汇率，相当于16亿多元人民币，比我们整个发射场的投资预算还要多。所以我们想搞“三垂模式”，必须要拿出一个与资金相匹配的方案来。这里不仅关系到资金和技术问题的实现，还关系到我们国家的工业生产水平。20世纪90年代初期，我们国家的工业生产也没有今天这么发达，搞“三垂模式”从技术上能不能实现，也有很大的风险。丁衡高院士对专家组成员的分歧意见高度重视，他一方面多次找我国元老级专家座谈，找相关的专家组成员讨论，研究载人航天发射场实施“垂直上架”的可行性和必要性，另一方面指示发射场论证组，针对最难的技术问题，多研究、多试验，要想办法把经费降下来，只有这样，才能促成方案的实施。

按照丁衡高院士的指示，發射场论证组围绕最难的几大技术问题，首先从垂直总装测试厂房入手，解决垂直总装和垂直测试的问题。飞船、火箭、逃逸塔组合体50多米，再加上发射车，将近70米高，要实现垂直总装、垂直测试，首先要求建设将近百米高的垂直测试厂房。建这么高的单层厂房，在我国乃至整个亚洲都没有先例。70多米高的组合体与转运车既要能顺利运出来，而且还要兼顾密封性，厂房大门怎么设计？另外考虑到将来多发任务同时发射的需求，需要多个总装测试工位和转轨装置，怎样才能把经费降下来？论证组动了很多脑筋。肯尼迪航天发射中心有四个测试工位，可以在短期内连续发射，我们用不着那么多，有两个就足够了，可以满足将来空间站救援等应急发射。另外根据戈壁滩的地质气象情况，垂直厂房不用搞钢结构，钢筋水泥就可以满足设计要求，造价低，而且防风沙能力更强。其次是垂直整体转运，怎么解决转运车，这是关键。美国垂直整体转运用的是履带车，可以360度转弯，对路面要求低，公路路面可以起伏。履带车自重2700吨，驮运能力5000多吨，可以把整个地面设备全部放在车里，带着电源和电缆摆杆，技术区测试完后随火箭一起转运到发射区。这样在发射区就不用再重新连接、重新测试。这么庞大的转运车，设计复杂，规模大，造价高，技术难，我国当时的技术水平还达不到这个程度，怎么办？论证组有人提出来把火箭和飞船吊着走，这样对转运车和路面的要求较低，但是会对飞船、火箭受力带来麻烦。履带车平稳，减震好，对路面要求低，可以消除路面状况带来的震动。后来借鉴二号发射场的铁轨转载，提出来采用铁轨，使路面做得很平，对转运车的要求即可降低。此方案带来的另一个问题，就是如何处置前置设备。履带车载重量大，可以把前置设备全部放在车上，带到发射区。但是铁轨转运车载重量没有那么大，放不下那么多设备。于是设想搞两套前置设备，一套放在技术区，另一套放在发射区地下室。但这样带来的问题是发射区地面设备的可靠性得不到验证。解决这个问题的办法是在发射区增加一次总检查测试即可。如此转运车不带设备，不搞悬挂，不搞减震装置，电车驱动，可以做得很简单，用最少的钱，建造一个能完成转运功能的活动发射车，这一部分的经费也降下来了。第三个花钱的地方就是远距离测试发射控制。远距离测试发射控制主要是远距离控制自动化，需要用大量的电脑和光缆。那时候电脑、光缆用得不是很多，且很昂贵。但是这些东西发展很快，现在不搞，等过两年时间再换，就成了一种重复建设，很浪费，还不如现在多花一点，一次到位。我们把重大技术问题全部罗列出来，把设计难度和设计经费全降了下来。丁衡高院士对发射场论证组工作给予了充分肯定，他始终坚持要搞最先进的。既然发射场方案没有超出预算，又可以建成具有世界先进水平的发射场，对整个载人航天工程肯定是一大贡献。但对此，还是有部分专家不同意。那时候已经是1993年3月份，其他系统早已开始研制了，发射场论证方案却还没有定下来，无法进一步开展工作。丁衡高院士也很着急，他委托国防科工委再做工作，一定要各方达成统一意见。受丁衡高院士委托，国防科工委又召开讨论会，把发射场、设计所、航天部等研制各方的专家元老请到一起，进行了两天的深入讨论和论证，才艰难达成共识，形成了“垂直上架”的统一意见。从1992年2月到1993年3月，在一年多时间里，仅发射场系统方案论证一事就举行了十几次论证汇报会，整个论证过程非常艰难。

发射场“垂直上架”模式方案的形成，是丁衡高院士预先决策和大力支持的结果。没有他的决策和支持，可能“垂直上架”模式方案早就夭折了。“垂直上架”模式形成统一意见之后，丁衡高院士对发射场建设又投入了大量的精力。发射场建设难题很多，丁衡高院士对此非常谨慎，先后多次派团考察国外先进的航天发射场，学习别人的发射场建设经验。1992年7月底至8月上旬，丁衡高院士派团考察了俄罗斯。我们虽然没有用俄罗斯的水平模式，但是作为载人飞船发射场，他们有很多先进之处值得我们学习和借鉴。1993年5月下旬，丁衡高院士又专门委派以国防科工委有关负责人为团长、以921工程总师为顾问的专项考察团赴日本考察日本航天发射场。

经实地考察，日本现用的发射场是运载火箭采用“垂直上架”模式，而即将建设的新型发射场，运载火箭和卫星全部是“垂直上架”模式。考察团回来后，向丁衡高院士汇报了日本航天发射场的现状和下一步的发展趋势，更加坚定了科委领导对于“垂直上架”的信心。

1994年夏天，发射场开工奠基在即。丁衡高院士在开工前，还要亲自了解一下世界其他大型航天发射场发射模式的发展趋势。5月下旬，他专门带团考察了法国圭亚纳航天发射场。圭亚那正在使用的和正在建设的阿里安五号发射场非常先进，全部采用“垂直上架”模式，且新建的“阿里安5号”发射场地更加简化，连勤务塔都没有。

几个航天大国的发射场都考察到了，丁衡高院士对我国载人航天发射场采用“垂直上架”模式的决心已定。1994年7月3日，丁衡高院士与时任副总参谋长曹刚川一同前来酒泉卫星发射中心，为我国首个载人航天发射场奠基。

丁衡高院士曾经说过，载人航天工程的研制是一个历史事件，是一个对国家政治、经济都有着重大影响的高科技工程，将成为祖国繁荣和社会主义兴旺发达的重要标志。而发射场是集中体现这个标志性工程的重要象征，一定要跟国际先进水平接轨，搞一个具有国际先进水平的载人航天发射场。丁衡高院士对载人航天发射场的决策果断而慎重，每一个重大问题，都站在国家的角度上去审视和决策，充分体现了他作为载人航天——这个国家级重大高科技工程的领导人高瞻远瞩的战略眼光和前瞻思想，以及他科学求实、虚怀若谷的学者风范。他的科学领导，使得中国载人航天发射场走了许多捷径，为发射场的快速发展创造了机遇和条件；他的科学决策，使得中国载人航天发射场走出了一条世界先进模式与中国自主创新相结合的发展道路，建成了具有中国特色的国际一流航天发射场，为中国载人航天发射场的形象铸就了空前的辉煌。