中国航天史,三大里程碑

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2016年10月17日,甘肃省酒泉市,7时30分,搭载神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射图/宿东

  自从苏联在1957年将人类带入航天时代,随后的40年间,人们目睹了苏联宇航员加加林首先实现人类的太空梦,美国的阿波罗工程六次拜访月宫的壮举,“东方红一号”将中国乐曲洒向浩渺的太空。
  人类对太空有着太多的期待和憧憬,而成功背后一次次的磨练和失败,突显了航天事业的艰巨性、复杂性和冒险性。但是,航天事业的发展对于国家、民族乃至全人类都具有极为重要的意义。
  中国一直在积极探索,勇敢实践,在70年间,以“东方红一号”人造卫星、“神舟”五号载人飞船和“嫦娥”探月工程三大里程碑为标志,谱写了中国航天史的动人篇章。

“东方红一号”


  发射人造卫星,是人类征服地球引力,开发利用外层空间资源的巨大进步。因此,当1957年苏联连续两个月内将两颗人造地球卫星送上太空之后,中国也积极开展起了空间研究工作。
  1958年5月17日,毛泽东在中共八大二次会议上指出:“我们也要搞人造卫星。”7月,中国科学院党组向聂荣臻副总理呈送一份卫星研制工作分三步走的计划:第一步,发射探空火箭;第二步,发射卫星;第三步,发射更大的卫星。同年10月,一个以人造卫星和火箭为专门研究对象的机构在中国科学院秘密成立,代号为“581”小组,意为1958年的第一号重大任务。钱学森任组长,赵九章任副组长。
  1959年初冬,中国第一枚自制的探空火箭,在上海南汇县海滨的一个简易发射场发射成功。1960年春夏之交,中国自行设计的试验型探空火箭,连续三次发射成功,飞行高度8公里,迈出了探空火箭技术的第一步。到60年代中期,探空火箭从试验阶段进入应用阶段,成为人造卫星上天前进行高空探测的重要工具。
成功背后一次次的磨练和失败,突显了航天事业的艰巨性、复杂性和冒险性。

  1964年7月19日,中国第一枚生物火箭成功发射。生物舱内共装有4只大白鼠、4只小白鼠和12支试管,管中盛有微生物。火箭到达70公里高空,测量并拍摄了生物在超重、失重下的生理状况。
  根据研究的进度预估,卫星预计在1970年发射。1965年7月,中国科学院向中央上报“关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议”,经中央批准,人造卫星工作由此正式上马,代号为“651任务”。这也是一个绝密任务。因为卫星设计院院长赵九章上书周恩来建议搞卫星的时间是1965年1月,所以就叫“651任务”。
  中国科学院受国防科委委托,主持召开了各有关单位参加的“651会议”。会上全面论证了中国第一颗人造卫星“东方红一号”的方案,把实现目标归结为12个字:上得去、抓得住、听得见、看得见。
  很快,又一个新机构建立了起来。中国科学院所属的“651”卫星设计院、自动化研究所、力学所、北京科学仪器厂等十余家科研单位以及当时的七机部部分骨干,一起组建了中国空间技术研究院,钱学森任院长。
  有一天深夜,钱学森把“东方红一号”卫星总体设计组副组长潘厚任等三人叫下去,问:“卫星放到天上到底能不能看见?”
  潘厚任回答:“这个星的直径1米,亮度相当于7等星。在天气、光线都好的情况下,人的肉眼最多只能看到 6等星,也就是说基本看不见7等星。”这下子,“看不见”变成了大问题。
  “为了让大家看到,后来在末级火箭上加一个特殊材料制成的‘围裙’,卫星上去之后,末级火箭脱离,‘围裙’撑开有几十米,大面积反射太阳光,与卫星一前一后,速度轨道差不多,容易看到,所以人们当时用肉眼看到的是带着‘围裙’的末级火箭,并非卫星本身。”
  1968年年初,卫星初样研制完成。1970年4月24日,“东方红一号”在甘肃酒泉卫星发射中心成功飞天,一举震惊世界。

“神舟五号”


  宇航员能否顺利上天安全返回,也是一个国家航天技术“最具表征意义的事件”。
  20世纪70年代,当时国防部五院院长钱学森提出“中国要搞载人航天”。该项目被命名为“714工程”,飞船被命名为“曙光一号”。后因1978年国家决定“中国不参加太空竞赛”而中断。
  重启中国人飞天梦想的时间是1992年,经过近7年论证后,中国政府批准载人航天工程上马。选择航天飞机,还是宇宙飞船,一直是论证的核心问题。这一年,美国总统布什与俄罗斯总统叶利钦签署了合作建造载人航天站的联合声明。新华社报道说:“联合声明签署后美俄两国领导人说,两国的这一合作,标志着自1957年开始的空间竞赛时代的结束。”
  航天专家、中国科学院院士王希季说,中国载人航天有“两个方面的需求:第一方面是偏重于精神方面的,绝大多部分中国人都希望看到中国航天员能遨游太空;第二方面是我们国家也要考虑载人航天的两大目的,开发利用空间物质、能源资源和扩大人类生存空间”。
  “神舟五号”是中国“开发太空”的实质性的开始。“神舟一号”考核了一些基本的技术,从“神舟二号”起考核上天的状态,齐全配置;到“神舟三号”“神舟四号”,各种模擬载人安全保障的设备、程序和试验都进一步完善。
  “神舟五号”载人飞船是在无人飞船基础上研制的中国第一艘载人飞船,乘有1名航天员,在轨运行1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。
  “神舟五号”由推进舱、轨道舱、返回舱和附加段组成,还留有与空间实验室对接的接口。飞船由长征2F运载火箭发射到近地点200公里、远地点350公里、倾角42.4°初始轨道,实施变轨后,进入343公里的圆轨道。   2003年10月15日9时,中国成功发射第一艘载人飞船“神舟五号”。就在“神舟五号”遨游天际时,航天员杨利伟却遭遇了一个怪事,飞船发出了“砰砰”的敲击声。他还以为是幻听,但是接下来这个神秘的敲击声时有时无,非常清晰。杨利伟仔细检查了飞船的内部,试图找出声音的来源,但是没有发现任何异常。杨利伟录了音,准备回到地面后交给专家研究。
“神舟五号”飞船的成功发射和着陆,标志着中国载人航天工程取得了历史性的突破。

  一时间,“外星人敲门”的说法流传开了。后来,科研人员对飞船的舱体进行了反复检测。原来,在飞船船体内,一种特殊材料经历高温高压后,一旦冷却就会发出类似敲击船体的“砰砰”声。后来制造飞船更换了材料,敲击声也就不再出现了。
  飞行了21个小时23分钟后,航天员杨利伟驾驶飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆,标志着中国已成为世界上继苏联(俄罗斯)和美国之后、第三个能够独立开展载人航天活动的国家。
  “神舟五号”飞船的成功发射和着陆,标志着中国载人航天工程取得了历史性的突破。“我们用了10年时间,完成了一个伟大的历史任务,这是中国航天史上一个重要的里程碑,也是中国为和平利用空间作出的重大贡献。”原国家航天局局长栾恩杰说。

“嫦娥工程”


  2007年,中国发射“嫦娥一号”卫星,拉开了探索月球的序幕。2018年,“嫦娥四号”开启了书写人类探索月球的新篇章。国际权威学术期刊《自然》预测2018年全球科技大事件,“嫦娥四号”任务“榜上有名”。
  “嫦娥四号”其实是个“备胎”。它原本的命运是,做“嫦娥三号”的备份探测器。2013年,“嫦娥三号”圆满完成了任务,着陆在月球正面的虹湾,还留下了令人魂牵梦萦的月球车“玉兔”。这样,“嫦娥四号”又有了新使命—探索月球的阴暗面。
  它包含了登陆器和漫游车。登陆器重1.2吨,漫游车重140千克。登陆器有放射性同位素热电机,可以在三个月的任务期限里为搭载的科学仪器供电。漫游车才是探索月球背面的主角。而且,经过将近45万中国公民的投票,它的名字叫“玉兔二号”,以此来纪念它的弟弟或妹妹—在月球孤独工作了972天后停摆的“玉兔”。
  “玉兔二号”配备了太阳能电池板,能挖掘和分析土壤样本,还搭载了全景摄像机来拍摄月球表面的三维图像,也搭载了探测雷达、可见光和近红外成像光谱仪,来探测月球背面的地形和矿物组成成分。
  它还带了一个3千克的密封容器,里面装了马铃薯、油菜、棉花和蚕卵,好测试植物和昆虫能否在月球共生。蚕卵一旦孵化,幼虫会产生二氧化碳,而萌发的植物会通过光合作用释放氧气,有望在容器内共建一个微型的生态系统。
着陆器地形地貌相机拍摄的“玉兔二号”在A点影像图

  之所以选择了马铃薯、油菜和棉花,是因为这三种作物分别具有食粮、榨油和制衣的用途,也是未来的月球住民最有可能优先种植的作物种类。
  两个星期后,随着棉花籽的发芽,“嫦娥四号”的生态圈实验可以说是完成了大半,证实了在月球上只要是受保护的环境,地球生物是可以发芽的,接下来就看它们可以存活多久了。
  “嫦娥四号”是中国探月工程的一部分。整个庞大的计划也称“嫦娥工程”,由中国国家航天局主导,于2003年3月1日正式启动,可能需要30多年的时间完成。
  “嫦娥工程”分“大三步”和“小三步”。“大三步”是“探”“登”“驻”—无人探月、载人登月、长久驻月。其中“探”分为“小三步”,“绕”“落”“回”。
  “嫦娥一号”和“嫦娥二号”做的是“绕”,2007年启动,作为月球轨道器,在距离月球表面两千公里的高度绕月飞行,进行全球探测。“嫦娥三号”和“嫦娥四号”做的是“落”,2013年启动,发射月球着陆器,落到月球表面,释放一个月球车,在着陆区进行详细探测。
“嫦娥四号”是中国探月工程的一部分。整个庞大的计划也称“嫦娥工程”,由中国国家航天局主导,于2003年3月1日正式启动,可能需要30多年的时间完成。

  到“嫦娥五号”“嫦娥六号”,就会发射月球自动采样返回器,降落到月球表面采集样本后,返回器还会回到地球。这就是“回”。目前,“嫦娥五号”预定在2019年12月前后发射,“嫦娥六号”預定在2024年发射。
  “小三步”完成得差不多了,“载人登月”就会提上日程,并在2030年得以实现。那时,中国也可以把“一小步”变成“全人类的一大步”了。
  月球,是人类迈向深空的第一站;嫦娥奔月的故事,也寄托着千百年来中国人的梦想。
  中国是航天事业发展最快的国家之一。中华人民共和国成立以来,凭着“自力更生、艰苦奋斗”的精神,中国现代空间技术取得了举世瞩目的成就。
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