30多年前,中國第一次載人航天立項下馬,16年前,中國載人航天工程再次啟動,今天,中國航天人的身影吸引了全世界的目光。從“714工程”的下馬到“921工程”的上馬,中國航天人在一步步見證歷史,撐起一片屬于自己的宇宙空間,在輝煌的背后,凝聚了無數(shù)航天人的夢想和汗水的結(jié)晶,載人航天已成為世界航天界最激動人心、最華美的樂章。
從家喻戶曉的“嫦娥奔月”傳說到敦煌壁畫上凝固千年的飛天圖案,再到明代萬戶乘坐47支火箭開始人類首次飛向藍天的悲壯嘗試,中華,這個古老久遠的民族在遠征太空的道路上漫長而曲折。
從神舟一號無人試驗飛船到神舟五號乃至“神六”、“神七”載人飛船的成功發(fā)射實現(xiàn)中華民族的千年飛天夢想,再到即將于2010年發(fā)射的天宮一號空間實驗室,中華,這個充滿蓬勃生機的民族在長達半個多世紀(jì)的問天之旅中,不是在走,而是在加速奔跑。
2009年2月27日,中央電視臺軍事報道中首次出現(xiàn)了我國天宮一號空間實驗室實體畫面,而在此前,天宮一號僅有電腦效果圖和模型對外公開。
從此,在我國的載人航天史上,又開始了一個新的征程。
神舟一號:鏗鏘起步,打破常規(guī)搞試驗
時至今日,見證了我國航天事業(yè)一路發(fā)展的老一輩科學(xué)家們,對我國發(fā)射第一艘神舟號飛船的情景仍然歷歷在目。“為了爭取完成爭八保九的任務(wù),我們把一艘初樣電性船適當(dāng)簡化、改裝成一艘試驗飛船,搭載火箭試驗一起發(fā)射”,時任中國載人航天飛船總設(shè)計師的戚發(fā)軔回憶起那一次冒風(fēng)險的抉擇仍然記憶猶新,這是一次打破常規(guī)的試驗,在航天史上史無前例,“但是這樣改裝的電性船,性能與能飛太空的飛船相差很大,無疑風(fēng)險也是巨大的。我們決定采用飛船最小配置進行首飛,確保飛船上得去、回得來。最小配置,就是凡是與上天和回來的系統(tǒng)都要,凡是不相關(guān)或者不關(guān)鍵系統(tǒng)都不在考核之列”。1999年11月20日凌晨6時30分,新型長征二號F托舉著神舟一號試驗飛船直上九霄。在圍繞地球飛行14圈后,飛船返回艙平安降落在內(nèi)蒙古中部草原,首次無人飛行試驗取得了圓滿成功。
“爭八保九”,即爭取1998年、確保1999年發(fā)射第一艘無人飛船,這是我國載人航天工程立項之初設(shè)定的目標(biāo)。其實,早在上個世紀(jì)70年代初,也就是在中國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號上天之后,錢學(xué)森就提出要搞載人航天,并將飛船命名為“曙光一號”,中國的第一代航天人,曾一度設(shè)想著實施這一計劃,但由于當(dāng)時中國綜合國力還很薄弱,這項計劃最終被擱淺。
20世紀(jì)80年代后,中國的空間技術(shù)取得了長足的發(fā)展,進入90年代,中國政府批準(zhǔn)載人航天工程正式上馬,并命名為“921工程”。“1992年9月21日是中央政治局常委聽取匯報,確定工程上馬,另一個日子是1992年1月份中央專委提出中國載人航天工程立項上馬,兩個都有921這個數(shù)字,因此載人航天工程代號就是921!逼莅l(fā)軔回憶說。
神舟二號到神舟四號:頂住壓力,迎難而上
與神舟一號相比,神舟二號飛船才是我國第一艘按載人要求系統(tǒng)配置的正樣飛船,對于僅僅發(fā)射過一次無人飛船的中國航天人來說,神舟二號的發(fā)射顯得尤為重要,然而,2000年12月31日,就在飛船、火箭、逃逸塔組合體準(zhǔn)備轉(zhuǎn)往發(fā)射區(qū)的前一天,一個意外事件讓所有的航天人頓失即將來臨的新年的喜悅。第二天就要轉(zhuǎn)運了,由于操作手操作失誤,導(dǎo)致發(fā)射平臺啟動,造成重達40多噸的火箭與十一層平臺相撞,火箭多處受傷。
“當(dāng)時基地的壓力非常大,很多同志吃不下睡不著,有的女同志甚至哭了。平時磕碰一下都不行,當(dāng)時一看到撞成那樣,心都冷了,因為過了年馬上就要發(fā)射了,結(jié)果撞成那樣,當(dāng)時真是心灰意冷了。”劉竹生這樣告訴記者。
原定于2001年1月5日的發(fā)射被迫取消,火箭的狀態(tài)到底怎么樣,還能不能發(fā)射,飛船有沒有受傷?“你們放心,飛船完好無損,你們就把運載檢測好就行了!逼莅l(fā)軔給了指揮部最大的支持。指揮部迅速召集有關(guān)專家,從全國各地連夜趕往發(fā)射場,對火箭進行實地探傷,連續(xù)兩天的細致測試與分析,幸運的是沒有碰到火箭的關(guān)鍵氣路,還只差幾毫米,正好還在安全范圍之內(nèi),即時采取的安全補救措施最終恢復(fù)了火箭的技術(shù)狀態(tài),5天后,有驚無險的神舟二號飛船終于成功發(fā)射。
同年9月30日,神舟三號飛船進場,這是模擬載人狀態(tài)下的第一次飛行試驗,然而,就在飛船進場的第三天,一個穿艙插座出現(xiàn)的故障竟讓飛船發(fā)射時間推遲了3個多月。在對插頭進行重新設(shè)計和生產(chǎn)并順利撤換飛船艙內(nèi)70多個插座后,2002年3月25日,神舟三號飛船發(fā)射取得圓滿成功。7個月后,神舟四號飛船進場,經(jīng)過前三次飛行試驗的磨合,飛船和火箭都日臻成熟,但就在發(fā)射前夕,載人航天發(fā)射場遭遇了50年罕見的超低溫天氣,一時讓飛船發(fā)射充滿了懸念,為確保發(fā)射如期進行,參試人員用上百條棉被包裹火箭關(guān)鍵部位的土辦法,使神舟四號飛船在零下20多攝氏度的惡劣氣候條件下,順利起飛,創(chuàng)造了世界航天超低溫發(fā)射的奇跡。
神舟五號:為中國載人航天一期工程畫上了一個完美的句號
人們不會忘記楊利偉乘坐神舟五號飛船在太空中展示中國國旗和聯(lián)合國旗的驕人場面。可是誰能知道在這中華民族實現(xiàn)千年飛天夢想的背后,卻是航天人11年的艱苦付出。
載人航天飛行最大的難題在于如何保證航天員的安全,發(fā)射場在飛船的待發(fā)段雖然也有相應(yīng)的安全措施,但仍然不夠完善,航天員進艙后,如果火箭發(fā)生意外,如何才能保證航天員的安全?
劉竹生說,運載載人飛船的火箭關(guān)鍵是可靠性和安全性,長征二號F火箭的可靠性指標(biāo)高達0.97,安全性系數(shù)達到0.997,為此還增加了故障檢測系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)。“要從1000多個參數(shù)中判斷哪些參數(shù)和統(tǒng)計出的300類故障有聯(lián)系并不是件容易的事,但是為了確保航天員的安全,再難的工作都要干,我們通過一套可靠的方法羅列出20幾個與所有故障都有聯(lián)系的關(guān)鍵參數(shù),并作出數(shù)字仿真線來,隨時監(jiān)測火箭飛行狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)危險就報警,發(fā)命令給逃逸系統(tǒng),逃逸塔就會把乘坐航天員的飛船安全帶出”。
而飛船這方面也既要保證可靠又要安全,戚發(fā)軔帶領(lǐng)大家對可能出現(xiàn)的故障做出了100多個對策,即使不出現(xiàn)故障也要做對策,一切都是為了確保航天員安全。他告訴記者當(dāng)時有個笑話,大家在那天天都在想會出什么事,出了事就要有對策辦法,然后在地面做試驗,來驗證這些對策是否可行。有人就說:“老戚啊,你費那么多勁搞得大家累得要命,又沒用上,值得嗎?”老戚就說:“值得!最好一輩子也不用。”
2003年對航天人來說,是極不尋常的一年,2月1日,美國“哥倫比亞”號航天飛機在返回地面時突然爆炸,7名航天員犧牲之后,巴西發(fā)射衛(wèi)星因火箭爆炸,火箭、兩顆衛(wèi)星炸毀,現(xiàn)場有20余人不幸遇難,震驚了全世界,進入3月,突如其來的非典疫情更給緊張備戰(zhàn)首次載人飛行任務(wù)的中國航天人添加了巨大的壓力。為了確保工程進度進展順利,航天基地所有參試的人員都被隔離起來進行封閉式工作,很多航天人連續(xù)一個多月不回家。
公元2003年10月15日凌晨5點40分,首位航天員楊利偉奉命出征。10月15日上午9時,中國神舟五號載人飛船成功發(fā)射升空。在起飛21小時后,順利降落在內(nèi)蒙古大草原上,中華民族終于實現(xiàn)了千年的“飛天”夢想,也結(jié)束了太空中沒有中國人足跡的歷史,開創(chuàng)了中國一個嶄新的航天時代。
兩年后,2005年10月12日凌晨,一場突如其來的大雪降臨發(fā)射場,當(dāng)人們紛紛猜測神舟六號還能不能發(fā)射,費俊龍和聶海勝踏雪出征,乘坐神舟六號飛船遨游太空5天5夜,首次實現(xiàn)我國多人多天飛行任務(wù),出色地完成了我國第一次真正意義上有人參與的空間科學(xué)試驗,為中國載人航天一期工程畫上了一個完美的句號。
神舟七號:太空行走第一步,飛船進行200多項改進
如果說神舟五號首次載人實現(xiàn)了中華民族在太空中飛行的夢想,神舟七號意味著中國人開始在太空中漫步了。2008年9月25日,全世界的目光再一次聚焦在大漠深處的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,17點35分,航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬奉命出征中國人首次出艙活動。27日,翟志剛身著我國研制的“飛天”艙外航天服,在身著俄羅斯“海鷹”艙外航天服的劉伯明的輔助下,進行了19分35秒的出艙活動。這是一次開創(chuàng)中國航天新紀(jì)元的漫步,這是航天員翟志剛的一小步,但卻是中國人和平利用太空的一大步。中國隨之成為世界上第三個掌握空間出艙活動技術(shù)的國家。
中國人的首次出艙,雖然只有近20分鐘,但在這輝煌的背后是航天科研人員近三年的努力。為了這一刻,研制人員對飛船進行了200多項改進,飛船的軌道艙改動最大,因為它要兼顧生活艙和氣閘艙兩大功能。
戚發(fā)軔介紹說,在太空中(艙內(nèi)外)要保持壓力平衡,使壓力盡快卸為零,跟外面能保持平衡。那么,艙里面東西越少越好。和“神六”相比,“神七”飛船軌道艙內(nèi)的很多設(shè)備都被轉(zhuǎn)移和重新調(diào)整,艙外也沒有了太陽能帆板。
“神五”發(fā)射成功以后,火箭研制人員獲得了一個重要信息:在火箭上升階段,出現(xiàn)了比預(yù)想要嚴(yán)重的箭體振動,飛船中的航天員能強烈感受到這一振動,并感覺到身體不適。
面對這一難題和挑戰(zhàn),劉竹生帶領(lǐng)火箭研制人員們仔細分析,“從火箭一級發(fā)動機工作的0—140秒中,要逐秒逐秒、逐段逐段地查找振動頻率,進而發(fā)現(xiàn)問題!眲⒅裆貞浾f,經(jīng)過大量分析試驗,最終新研制的蓄壓器經(jīng)過測試,輸送管路內(nèi)液體的頻率與火箭結(jié)構(gòu)的振動頻率完全錯開,這種現(xiàn)象最終消除了。
天宮一號:與神舟飛船將實現(xiàn)空間完美交會對接
“神七”升空,舉國振奮。在“神七”實現(xiàn)“太空行走”后,中國的空間站距離我們越來越近了。
根據(jù)航天事業(yè)規(guī)劃,中國將在2010年發(fā)射天宮一號目標(biāo)飛行器,并相繼發(fā)射神舟八、九、十號飛船,分別進行無人和有人參與的空間交會對接試驗,最終有望在2020年建成載人空間站。中國未來的空間站的名稱叫“天宮”。這是一個具有濃郁中國特色、寄托了華人無限憧憬的名字。
“天宮一號是我國為下一步建造空間站而研制的空間目標(biāo)飛行器,主要任務(wù)是作為空間交會對接目標(biāo),完成空間交會對接飛行試驗。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)是‘空間交會對接’,就是兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數(shù)的協(xié)調(diào),在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會,對接是在交會的基礎(chǔ)上,通過專門的對接機構(gòu)將兩個航天器連接成一個整體。實現(xiàn)兩個航天器在太空交會對接的系統(tǒng),稱為交會對接系統(tǒng)!逼莅l(fā)軔介紹說。
目前,中國的火箭最大運載能力只有10噸,不僅無法將體積更大、重量更重的空間實驗室發(fā)射升空,也滿足不了空間實驗室在運行期間所需大量物資的運輸要求。“現(xiàn)在的運載火箭就送不上去了,必須研制出一個大的運載火箭!眲⒅裆f,在后續(xù)的發(fā)射中,將采用新一代大推力長征五號火箭。長征五號火箭的運載能力可達25噸,基本與國際上的頂級水平相當(dāng),可以滿足在低軌道發(fā)射空間實驗室的需要。
人類目前載人航天活動的終極目的,是將實驗室搬上太空,利用太空微重力高真空的獨特環(huán)境,開展地面無法進行的生命科學(xué)、材料科學(xué)等實驗,從而為人類造福。
而中國,從50年前第一代航天人創(chuàng)業(yè)者箭指蒼穹,到神舟七號飛船遨游太空,再到天宮一號的蓄勢待發(fā),在半個世紀(jì)的問天之旅中,大漠深處的航天人,在共和國的歷史上,不斷續(xù)寫著新的傳奇。(徐存存)
親歷者說
戚發(fā)軔 中國工程院院士、中國載人航天飛船原總設(shè)計師、現(xiàn)任飛船總設(shè)計師技術(shù)顧問
中國的載人航天事業(yè),在1992年立項的時候,中國載人航天工程的戰(zhàn)略規(guī)劃已很明確要分“三步走”:第一步,建立一個中國載人航天大系統(tǒng),發(fā)射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應(yīng)用實驗;第二步,突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術(shù),發(fā)射一個空間實驗室,解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題;第三步,建造空間站,解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。
劉竹生 中國載人航天運載火箭原總設(shè)計師、現(xiàn)任長征二號F型運載火箭顧問
載人航天運載火箭的關(guān)鍵是能否在細節(jié)上做到一絲不茍,精益求精,對質(zhì)量工作每一個航天人有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度;鸺馁|(zhì)量只有從源頭抓起,才能防患于未然。強調(diào)從源頭抓起,就是研制從狀態(tài)控制抓起,設(shè)計從元器件選用抓起,試驗從基礎(chǔ)試驗抓起,生產(chǎn)從元器件質(zhì)量抓起,管理從規(guī)章制度抓起,工作從計劃布置抓起。在以后載人航天事業(yè)發(fā)展的過程中,我們還要踏踏實實根據(jù)實際一步一步前進,不斷總結(jié)技術(shù)、設(shè)計和管理方面的經(jīng)驗,留給新一代的航天事業(yè)接班人。
中國載人航天大事記
曙光1971年4月,代號為“714工程”的中國載人航天工程全面啟動。并將飛船命名為“曙光一號”。
“長二捆”1990年夏天,中國第一枚大推力捆綁式火箭——長征二號E即“長二捆”火箭順利升空。
“921工程”1992年9月21日,中央正式批復(fù)載人航天工程可行性論證報告。中國載人航天工程正式立項,代號為“921工程”。
神舟一號1999年11月20日6時30分,神舟一號飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地順利升空,經(jīng)過21小時的飛行后順利返回地面。
神舟二號2001年1月10日凌晨,神舟二號飛船發(fā)射成功。飛船在軌飛行近7天后返回地面。
神舟三號2002年3月25日,神舟三號飛船發(fā)射升空,于4月1日返回地面。神舟三號飛船搭載了人體代謝模擬裝置飛船工作正常,預(yù)定試驗?zāi)繕?biāo)全部達到,試驗獲得圓滿成功。
神舟四號2002年12月,神舟四號在經(jīng)受了零下29攝氏度低溫的考驗后,于30日0時30分成功發(fā)射,突破了我國低溫發(fā)射的歷史紀(jì)錄。
神舟五號2003年10月15日,我國第一艘載人飛船神舟五號成功發(fā)射。中國首位航天員楊利偉成為浩瀚太空的第一位中國訪客。
神舟六號2005年10月12日,我國第二艘載人飛船神舟六號成功發(fā)射,航天員費俊龍、聶海勝被順利送上太空。17日凌晨,飛船返回艙順利著陸。
神舟七號2008年9月25日,我國第三艘載人飛船神舟七號成功發(fā)射,3名航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬順利升空。翟志剛進行了19分35秒的出艙活動。中國隨之成為世界上第三個掌握空間出艙活動技術(shù)的國家。
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