星际巡航:中华航天载着民族天梦翱翔

2019-12-12 09:53:33 人民交通 2019年13期

张毓书

探索浩瀚神秘宇宙,插翅于云霄穿梭,于湛蓝的天空翱翔,自古以来便是我中华民族孜孜不倦追求航天梦的不竭动力。从古时的“嫦娥奔月”到上世纪的“妈妈,你看大‘灰机”;从对发达国家航空事业只有羡艳与渴望,到神舟号系列飞船、嫦娥卫星探测器的相继成功发射以及天宫号空间站的孕育,中国,早已昂首阔步迈入世界航空大国之列。

“两弹一星”、载人航天、月球探测……经过几代航天人的不懈奋斗,中国的航天事业创造了辉煌成就,不仅走出了一条自力更生、自主创新的发展道路,也积淀了深厚博大的航天精神与文化。4月20日,西昌卫星发射中心长征三号甲系列运载火箭完成的第100次发射,更成为了中国航天由大向强奋进的有力注脚。

既可“下五洋捉鳖”,那便可“上九天揽月”!东方红上天、神舟升空,嫦娥探月,天宫与神舟成功对接;北斗组网,火箭飞天、卫星遨游,大飞机破茧成蝶......一幕幕激荡人心的瞬间是中国人最为骄傲的记忆,也最有力佐证了改革开放41周年,新中国70岁生日之际中国航空航天发展的强壮。

自古以来,明月,赋予了一代代诗人诸多丰富浪漫的想象。而地球资源的有限,又给予了人们追逐生存以上、更壮美发展的刚需。“海阔凭鱼跃,天高任鸟飞”,人类在漫长的社会进步中一直在不断拓展着生存空间,而今的人类活动范围已从陆地扩展到海洋,从海洋到大气层空间,再从大气层空间到太空,每一次扩展都是一次伟大的飞跃,每一次飞跃都是当下和未来发展的伟大事业。二十世纪五十年代以来,航天技术的出现和不断发展,解锁了人类探索外层空间活动的新纪元。

栉风沐雨,白手起家

“我们把足迹刻在了月球上,也把中华民族非凡的创造力刻在了人类文明发展的光辉史册上。”2014年1月6日,习近平总书记这样说。

新中国建立后,领袖层明显地感觉到外来威胁的存在,因此国防科学技术的发展成为重要议题。新中国的航天史始于1956年2月,那时,著名科学家钱学森果断向中央提出《建立中国国防航空工业的意见》,随后中华人民共和国航空工业委员会于4月成立,统一领导中国的航空和火箭事业。航空工业委员会的成立标志着中国航天事业创业的开始,中国的航天梦,也是从这个时候开始的。

其实,第一个想到利用火箭飞天的人,居然生在明朝。14世纪末期,明朝的士大夫万户把47个自制的火箭绑在椅子上自己坐上去,双手举着大风筝。最先,他开始设想利用火箭的推力飞上天空,然后利用风筝平稳着陆,但很不幸,火箭爆炸,万户也为此献出了宝贵的生命。但他的行为却鼓舞和震撼了人们的内心,促使人们更努力地去钻研。

1957年12月24日,一辆从莫斯科出发的专列抵达北京。车上除102名苏联火箭技术人员外,还有一份苏联“还给”中国的厚礼——两发P-1近程地地导弹。

1958年4月,中国第一个运载火箭发射场开始兴建。同年5月17日,毛泽东在中共八大二次会议上发出“我们也要搞人造卫星”的号召,掀起中国航天事业的第一个高潮。10月20日,在苏联专家的帮助下,我们在酒泉建立了中国第一个卫星发射场。到了1960年,正当中国仿制P-2导弹的工作进入最后阶段时,中苏之间关于意识形态领域的大论战开始了,被惹恼的赫鲁晓夫下令,全部停止根据先前协议正在进行的对中国的援助。中国的火箭,的确是被逼出来的。

就在苏联撤走专家17天后的1960年9月10日,中国第一次在自己的国土上,用苏联专家认为会爆炸的中国自己生产的国产燃料,成功地发射了一枚苏制P-2导弹。而这时中国人按照苏联提供的图纸仿制出来的导弹,也开始进入最后的组装。人们把新中国航天人自己制造出来的第一枚导弹命名为“东风一号”。

1960年11月5日上午9时,中国第一枚仿制的火箭“东风一号”点火了。第一次引进弹发射成功,第一发仿制弹也发射成功,“东风一号”成为压倒西风的前锋。头脑热起来的火箭人并不满足,为一步登天直接把V-2图纸放大了一倍,制造出的“东风二号”成为一次让所有科技人员都记忆犹新的发射。

1964年6月29日,“东风二号”开始发射试验。连续三发都取得了成功,这标志着中国从此拥有了可以远程打击的导弹盾牌。有人说,当初年轻的共和国在一片废墟上迅速挺立,靠的是两根支柱:一根是大庆油田,一根就是“两弹一星”。邓小平说:“如果60年代以来,中国没有原子弹、氢弹,没有发射卫星,中国就不能叫有重要影响的大国,就没有现在这样的国际地位。这些东西反映一个民族的能力,也是一个民族、一个国家兴旺发达的标志。”

1964年,中国的科学家们起草了《关于人造卫星方案的报告》。4月29日,国防科向中央报告,设想在1970年或1971年发射中国第一颗人造卫星。同年6月29日,中国自行研制的中近程火箭再次发射试验,获得成功。7月19日,成功地发射了第一枚生物火箭。

1966年10月27日,导弹核武器发射试验成功。弹头精确命中目标,实现核爆炸。同年11月,“長征一号”运载火箭和“东方红”一号人造卫星开始研制。12月26日,我国研制的中程火箭首次飞行试验基本成功。1970年4月24日,由我国自行研制的“东方红一号”人造地球卫星飞向太空。这是中国发射的第一颗人造卫星,中国,也成为世界上第五个能独立研制发射人造地球卫星的国家。这是中国航天史上的第一个重要里程碑。

时间推至70年代中期,1975年10月16日,第二枚火箭“长征二号”和卫星送达酒泉卫星发射中心,不负众望再次喷出火焰。卫星发射三天后返回舱,像个听话的乖宝宝一样,按照原计划与星体分离。这,是中国航天史上的第二个里程碑。与此同时,我们还创造了一个世界航天史的奇迹:首次发射返回式卫星即回收成功。苏联是在秘而不宣地发射了几颗卫星后才掌握了回收技术;美国虽是大大方方,却是发射到第13颗卫星时才掌握该项技术。据了解,1979年美国宇航局局长访华时曾参观了当年我国研制卫星的部分实验室和工厂,参观结束,他甚至难以置信地问那些带他参观的中国人:“你们带我看的这些东西是真的吗?”

在发射了第一颗卫星之后不久,我国便开始正式策划卫星通信工程。后被称之为“331”工程。这时的人们已经慢慢发现,手中现有的火箭派不上用场,必须研制新型能飞得更高更远的运载工具。1977年12月28日,七机部下发了《关于改变“三三一工程”运载火箭名称的通知》,并将火箭正式命名为“长征三号”。

而此时,则万分惊艳,“东方红二号”通信卫星又是一个地地道道的中国货!与在这14年前上天的“东方红一号”相比,用途已从政治转为实用,它可以传送电视、电话、广播、数据等多种信息,作用可以覆盖中国全部领土领海。当然,与它同时诞生的,还有大量的地面试验设备。

1983年,一切准备就绪。一个庞大的试验队护送新的火箭和新的卫星去到新的发射场。经过3个多月的精密测试准备,1984年1月29日这天,新的“长征三号”火箭托举着“东方红二号”卫星开始发射。

火箭起飞一切正常,顺利飞到四百多公里的高空,但却出现了意外。不过故障原因很快被找到,研究人员并及时对方案进行了修改。也就在这时,他们接到了上级领导的指示,整个发射队伍不撤回,尽快发射第二发!这,是中国航天史上第一次,也是唯一的一次大胆决定。

4月,第二枚“长三”火箭点火升空,顺利将卫星送入预定的椭圆轨道。但卫星进入椭圆轨道仅是成功的第一步,接下来还要利用星上发动机把卫星一步一步推到距地球近36000公里的静止轨道上。1984年4月16日18时27分57秒,卫星定点在125度的赤道上空,所有仪器工作正常。中国人在地球之外36000千米的高空,放上了自己的第一颗通信卫星。

而1986年2月1日,中国再次发射一颗实用通信广播卫星。20日,卫星定点成功。这标志着中国已全面掌握运载火箭技术,卫星通信由试验阶段进入实用阶段。

逐迹航天,向梦而生

“载人航天事业的成就,充分展示了伟大的中国道路、中国精神、中国力量,坚定了全国各族人民实现中华民族伟大复兴的中国梦的决心和信心。神舟十号载人飞行任务的圆满成功,标志着我国载人航天工程第二步第一阶段完美收官。这是载人航天战线经历21年艰苦奋战取得的又一重大阶段性胜利,是我们在全面建成小康社会伟大进程中取得的又一重大历史性成就。”这是习近平总书记在会见神舟十号载人飞行任务航天员和参研参试人员代表时说过的话。

火箭可以运载并发射卫星上天,而卫星又可以安全返回,这两项成果的取得为载人航天筑牢了技术基础。除了显而易见的经济效益,载人航天的研制还涉及到天文、医学、空气动力学等数十个学科领域。它的成熟将体现一个国家的综合科技水平,关乎一个国家在太空时代的生死存亡。

中国载人航天工程在1992年正式启动后,仅用7年时间就突破了航天最高技術。1999年11月20日,中国第一艘试验飞船“神舟一号”首发成功,在完成了21个小时的空间科学试验后,于21日成功着陆。“神舟”号试验飞船的成功发射和回收,成为中国航天史上的又一里程碑。也让中国成为继美、俄之后世界上第三个拥有载人航天技术的国家。

成功的日期离这一年结束的日子只有一个月零9天。这些在7年时间里每天数着日历倒计时过日子的航天人,只想好好地睡上一觉。但就是这样简单的愿望,对很多人来讲也是一个奢侈的愿望。在新的战鼓声中,“神舟二号”又开始紧锣密鼓地起步了。那些正在驾驶隆隆天车挺进太空的中国航天人,誓要为一个民族的梦想和希望去争分夺秒!

随后不久,第二艘飞船“神舟二号”问世,它的性能比“神舟一号”更加先进,保证安全与维持生命系统的设备安装得也更加充分。

这时,已进入21世纪。2001年1月10日,地点:酒泉卫星发射中心。中国第一艘正样无人飞船发射升空,并在飞行7天后成功返回地面。飞船上进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验,各种仪器设备性能稳定,工作正常,取得了大量数据。与“神舟一号”飞船相比,“神舟二号”飞船的系统结构有了新的扩展,技术性能有了新的提高,飞船技术状态与载人飞船基本一致。

紧接着,“神舟三号”飞船于2002年3月25日发射。飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员呼吸和血液循环的重要生理活动参数。“神舟三号”轨道舱在太空留轨运行180多天,成功进行了一系列空间科学实验。

2002年12月30日,“神舟四号”飞船的升空,是中国载人航天的最后一次预演,是载人航天工程实施以来技术要求最高、参试系统最全、难度最大的一次飞行试验,同时还面临着载人航天发射以来最为严峻的考验:发射场有史以来罕见的严寒。最低气温接近-30℃,超过低温发射条件近10℃,且飞船发射已进入不可逆状态。最后,“神舟四号”飞船成功发射!这也标志着中国载人航天工程经受住了无人状态下最全面的飞行试验考验,创造了中国航天史上低温发射的新纪录,也创造了世界航天史上火箭低温发射的奇迹。中国航天专家梁思礼院士表示,虽然“神舟”飞船的研制、发射比美、俄晚一些,但中国研制飞船的起点更高。“神舟”飞船的轨道舱既能进行留轨对地观测,又能作为未来空间交会对接的一个飞行器,是今后天地往返运输的优良工具。

2003年10月15日,注定是一个不寻常的日子。9时整,杨利伟乘坐的“神舟五号”飞船在震天撼地的轰鸣中腾空而起。在这一天,全世界的人们都看到了中国人杨利伟在太空中飞翔。从这一天起,浩渺宇宙间飘动的旗帜中开始有了中国的五星红旗,那艘承载全民族希望的“神奇之舟”划开了中国一个崭新的航天时代。10月16日清晨,“神舟五号”飞船在起飞21小时后,顺利降落在内蒙古空旷的草原上。太空中没有中国足迹的历史,到此结束!

飞天,已从敦煌壁画中跃出来。也就在这时,美联社向全世界发布消息:“中国宣布最快在3年内把探月卫星送入月球轨道。”代号为“嫦娥工程”的中国探月计划于当年3月开始启动,后进展顺利。月球上,随即开始出现中国人的影子。

蓬勃发展,行稳致远

“铭记历史、传承精神,激发全民尤其是青少年崇尚科学、探索未知、敢于创新的热情,为实现中华民族伟大复兴的中国梦凝聚强大力量。”2016年4月24日首个“中国航天日”,习近平总书记作出重要指示。

当我们回望中国航天探索的发展之路,那些里程碑事件历历在目。曾经的中国是一个底子差、人口众多、工业基础薄弱的发展中国家,因此中国在航天事业发展的不同年代,始终根据国家经济基础和技术能力选择有限目标,采取循序渐进、逐步发展和壮大的策略。也因此,我们首先发展了进入空间的能力,随后发展了空间应用的能力,在国家经济实力壮大之后,继而开始发展载人航天以及深空探测的能力。历经50余年的发展,逐步形成了自己的比较完善的航天工业基础能力和配套能力。实践证明,我们走过的道路,是一条真正符合中国国情的正确之路。

开展航天活动的首要条件就是要拥有进入空间的能力。因此,中国航天事业的早期活动才集中在火箭技术的开发研制上。1970年,我们在中程导弹的基础上研制了首枚液体运载火箭“长征一号”,成功发射的中国第一颗人造卫星为中国开展航天活动奠定了基础。

在此后的30多年中,“长征”火箭突破了多项关键技术,运载能力和可靠性不断提髙。1981年实现了“一箭三星”发射;1984年突破了低温发动机技术,成功将通信卫星送入地球静止轨道;80年代末,掌握了运载火箭捆绑技术,1990年捆绑火箭首发成功,为中国的大型运载火箭进入国际商业发射市场打下了基础;90年代,“长征”运载火箭的可靠性获得了极大提高,从1996年10月开始,连续将载人飞船和各种卫星送入不同轨道。

2007年7月初,“长征”火箭完成了第101次成功发射。这时,“长征”运载火箭己形成了谱系,具备了9.5吨的近地轨道、5.5吨的地球同步转移轨道运载能力,可以满足发射低、中、高不同轨道各类有效载荷的需要。

然后是空间应用能力。当火箭技术取得了重要突破之后,我们正式启动了卫星研制计划,中国首颗人造卫星“东方红一号”于1970年4月发射成功。此后,我们在通信、遥感、导航定位和科学实验卫星四个领域,逐步形成了广播通信卫星、返回式卫星、气象卫星、地球资源卫星、海洋卫星、导航卫星、科学实验卫星等7个卫星系列。

中国幅员辽阔,拥有众多人口,发展广播通信卫星是造福中国人民的必然选择。1984年,中国第一颗地球静止轨道试验通信卫星“东方红二号”的成功发射,开辟了中国卫星通信事业的新时代。此后,发展了“东方红二号甲”实用通信卫星、“东方红三号”通信广播卫星。随后成功开发的“东方红四号”大型静止轨道卫星平台,设计寿命15年,输出功率10.5千瓦,适用于大容星通信广播、电视直播等,满足中国卫星通信的需要。利用这一平台已研制并发射了“鑫诺二号”直播卫星、尼日利亚通信卫星,并为委内瑞拉制造新的通信卫星。

中国,960万平方公里的国土,300万平方公里的海域,1.8万公里漫长的海岸线,对国土资源的勘查、环境的监测和海洋资源的开发利用,都需要发展不同用途的遥感卫星。上世纪70年代发射了首颗返回式卫星;80年代发射了首颗气象卫星“风云一号”;90年代发射了首颗数字传输对地遥感卫星“中巴地球资源卫星一号”;21世纪初又发射了首颗海洋探测与监测衛星“海洋一号”,己经形成了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、海洋卫星等遥感卫星系列。

在气象卫星方面,我们也拥有“风云一号”太阳同步轨道气象卫星和“风云二号”地球静止轨道气象卫星,两种气象卫星均实现了稳定的业务化应用,在中国天气预报和气象研究等方面发挥着重要作用,并被世界气象组织列入业务应用卫星序列,各国均可以接收它们传回的气象资料。

在地球资源卫星方面,我国和巴西合作开发了第一代“中巴地球资源卫星一号”,之后我们自行研制了第二代中国资源卫星“资源二号”,实现了三星联网。这些卫星均已实现业务化运行,广泛用于中国经济建设的各领域。

21世纪也是海洋的世纪。利用海洋卫星获取海洋基础信息对于发展海洋事业尤为重要。我国先后发射了两颗海洋探测与监测卫星,用于海洋污染监测、海冰预报、海岸带特征调查、海洋资源探测等,对我国沿海海域进行了大型观测,取得了显著的社会经济效益。

从1975年至2007年,我们又成功发射和回收了5种类型、21颗返回式卫星,卫星在轨工作时间最长达27天。这些卫星不仅用于资源调查、地图测绘、地质调查等遥感应用,还利用返回式卫星平台,为国内外用户进行了100多项微重力和空间环境条件下的材料、生命科学实验以及农作物种子搭载试验等,取得了丰硕的成果。

中国从上世纪90年代开始,采用具有中国特色的双星定位技术和较少的资金投入,自主研制、建设了第一代北斗区域导航卫星系统。这一系统具备在中国及周边地区范围内的定位、授时功能,可提供区域性全天候导航定位服务,己在经济建设和社会发展中发挥了重要作用。

紧接着是载人航天的能力。2003年,中国依靠自己的力量把航天员送入太空轨道。实际上,早在上世纪80年代末我们就开始对载人航天计划开展过论证。1992年,在中国的经济改革不断取得成效,综合国力得到大幅提高,并且已经掌握大型运载火箭和航天器返回技术的条件下,中国政府做出了实施载人航天工程的重大决策。从1999年至2002年,先后成功发射了4艘无人试验飞船。2003年10月,中国航天员驾驶“神舟五号”飞船圆满完成的首次载人飞行,标志着中国独立掌握了载人航天技术。2005年10月,两名航天员乘坐“神舟六号”实现了2人5天、航天员直接参与空间科学实验活动的新跨越。

2008年9月25日,我国第三艘载人飞船“神舟七号”成功发射,航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利升空。27日,翟志刚身着我国研制的“飞天”舱外航天服,在身着俄罗斯“海鹰”舱外航天服的刘伯明辅助下,进行了19分35秒的出舱活动。中国随之成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。2011年9月29日,中国无人太空实验舱“天宫一号”,由酒泉卫星发射中心改进后的“长征二号FT1”火箭成功发射送入低地球轨道,在相继实现航天员上天、太空行走之后,为建设探索太空的前哨——永久载人空间站迈出关键一步。

与俄美飞船不同,我们的飞船采用了三舱一段结构、两对太阳电池翼构型、升力控制返回和圆顶降落伞回收方案,具有很高的智能化水平,可为3名航天员提供舒适的环境,不仅可人货合运,还可一船多用。飞船轨道舱兼具生活舱和留轨试验舱的功能,可驻留轨道数月开展空间科学探测和技术试验,为突破空间交会对接奠定基础。

中国航天事业着实是在基础工业薄弱、科技水平落后和特殊的国情、特定的历史条件下发展起来的。一直以来,我们国家独立自主地进行着航天活动,以较少的投入,在较短的时间里,走出了一条适合中国国情和有自身特色的发展道路,并取得了一系列重要成就。

伴随着新中国的成长与发展,今天的中国航天技术发展,为推动我国科技进步、国防建设、经济文化和社会发展发挥了极其重要的作用。截至2018年,中国航天发射数量已超越美国,排名世界第一!