中國航天史,三大里程碑

自從蘇聯在1957年將人類帶入航天時代,隨後的40年間,人們目睹了蘇聯宇航員加加林首先實現人類的太空夢,美國的阿波羅工程六次拜訪月宮的壯舉,「東方紅一號」將中國樂曲灑向浩渺的太空。

人類對太空有著太多的期待和憧憬,而成功背後一次次的磨練和失敗,突顯了航天事業的艱巨性、複雜性和冒險性。但是,航天事業的發展對於國家、民族乃至全人類都具有極爲重要的意義。

中國一直在積極探索,勇敢實踐,在70年間,以「東方紅一號」人造衛星、「神舟」五號載人飛船和「嫦娥」探月工程三大里程碑爲標誌,譜寫了中國航天史的動人篇章。

「東方紅一號」

發射人造衛星,是人類征服地球引力,開發利用外層空間資源的巨大進步。因此,當1957年蘇聯連續兩個月內將兩顆人造地球衛星送上太空之後,中國也積極開展起了空間研究工作。

1958年5月17日,毛澤東在中共八大二次會議上指出:「我們也要搞人造衛星。」7月,中國科學院黨組向聶榮臻副總理呈送一份衛星研製工作分三步走的計劃:第一步,發射探空火箭;第二步,發射衛星;第三步,發射更大的衛星。同年10月,一個以人造衛星和火箭爲專門研究對象的機構在中國科學院秘密成立,代號爲「581」小組,意爲1958年的第一號重大任務。錢學森任組長,趙九章任副組長。

1959年初冬,中國第一枚自製的探空火箭,在上海南匯縣海濱的一個簡易發射場發射成功。1960年春夏之交,中國自行設計的試驗型探空火箭,連續三次發射成功,飛行高度8公里,邁出了探空火箭技術的第一步。到60年代中期,探空火箭從試驗階段進入應用階段,成爲人造衛星上天前進行高空探測的重要工具。

1964年7月19日,中國第一枚生物火箭成功發射。生物艙內共裝有4只大白鼠、4只小白鼠和12支試管,管中盛有微生物。火箭到達70公里高空,測量並拍攝了生物在超重、失重下的生理狀况。

根據研究的進度預估,衛星預計在1970年發射。1965年7月,中國科學院向中央上報「關於發展我國人造衛星工作的規劃方案建議」,經中央批准,人造衛星工作由此正式上馬,代號爲「651任務」。這也是一個絕密任務。因爲衛星設計院院長趙九章上書周恩來建議搞衛星的時間是1965年1月,所以就叫「651任務」。

中國科學院受國防科委委托,主持召開了各有關單位參加的「651會議」。會上全面論證了中國第一顆人造衛星「東方紅一號」的方案,把實現目標歸結爲12個字:上得去、抓得住、聽得見、看得見。

很快,又一個新機構建立了起來。中國科學院所屬的「651」衛星設計院、自動化研究所、力學所、北京科學儀器廠等十餘家科研單位以及當時的七機部部分骨幹,一起組建了中國空間技術研究院,錢學森任院長。

有一天深夜,錢學森把「東方紅一號」衛星總體設計組副組長潘厚任等三人叫下去,問:「衛星放到天上到底能不能看見?」

潘厚任回答:「這個星的直徑1米,亮度相當於7等星。在天氣、光綫都好的情况下,人的肉眼最多只能看到6等星,也就是說基本看不見7等星。」這下子,「看不見」變成了大問題。

「爲了讓大家看到,後來在末級火箭上加一個特殊材料製成的‘圍裙,衛星上去之後,末級火箭脫離,‘圍裙撑開有幾十米,大面積反射太陽光,與衛星一前一後,速度軌道差不多,容易看到,所以人們當時用肉眼看到的是帶著‘圍裙的末級火箭,並非衛星本身。」

1968年年初,衛星初樣研製完成。1970年4月24日,「東方紅一號」在甘肅酒泉衛星發射中心成功飛天,一舉震驚世界。

「神舟五號」

宇航員能否順利上天安全返回,也是一個國家航天技術「最具表徵意義的事件」。

20世紀70年代,當時國防部五院院長錢學森提出「中國要搞載人航天」。該項目被命名爲「714工程」,飛船被命名爲「曙光一號」。後因1978年國家决定「中國不參加太空競賽」而中斷。

重啓中國人飛天夢想的時間是1992年,經過近7年論證後,中國政府批准載人航天工程上馬。選擇航天飛機,還是宇宙飛船,一直是論證的核心問題。這一年,美國總統布什與俄羅斯總統葉利欽簽署了合作建造載人航天站的聯合聲明。新華社報道說:「聯合聲明簽署後美俄兩國領導人說,兩國的這一合作,標誌著自1957年開始的空間競賽時代的結束。」

航天專家、中國科學院院士王希季說,中國載人航天有「兩個方面的需求:第一方面是偏重於精神方面的,絕大多部分中國人都希望看到中國航天員能遨遊太空;第二方面是我們國家也要考慮載人航天的兩大目的,開發利用空間物質、能源資源和擴大人類生存空間」。

「神舟五號」是中國「開發太空」的實質性的開始。「神舟一號」考核了一些基本的技術,從「神舟二號」起考核上天的狀態,齊全配置;到「神舟三號」「神舟四號」,各種模擬載人安全保障的設備、程序和試驗都進一步完善。

「神舟五號」載人飛船是在無人飛船基礎上研製的中國第一艘載人飛船,乘有1名航天員,在軌運行1天。整個飛行期間爲航天員提供必要的生活和工作條件,同時將航天員的生理數據、電視圖像發送地面,並確保航天員安全返回。

「神舟五號」由推進艙、軌道艙、返回艙和附加段組成,還留有與空間實驗室對接的接口。飛船由長征2F運載火箭發射到近地點200公里、遠地點350公里、傾角42.4°初始軌道,實施變軌後,進入343公里的圓軌道。

2003年10月15曰9時,中國成功發射第一艘載人飛船「神舟五號」。就在「神舟五號」遨遊天際時,航天員楊利偉却遭遇了一個怪事,飛船發出了「砰砰」的敲擊聲。他還以爲是幻聽,但是接下來這個神秘的敲擊聲時有時無,非常清晰。楊利偉仔細檢查了飛船的內部,試圖找出聲音的來源,但是沒有發現任何異常。楊利偉錄了音,準備回到地面後交給專家研究。

一時間,「外星人敲門」的說法流傳開了。後來,科研人員對飛船的艙體進行了反復檢測。原來,在飛船船體內,一種特殊材料經歷高溫高壓後,一旦冷却就會發出類似敲擊船體的「砰砰」聲。後來製造飛船更換了材料,敲擊聲也就不再出現了。

飛行了21個小時23分鐘後,航天員楊利偉駕駛飛船環繞地球14圈後在預定地區著陸,標誌著中國已成爲世界上繼蘇聯(俄羅斯)和美國之後、第三個能够獨立開展載人航天活動的國家。

「神舟五號」飛船的成功發射和著陸,標誌著中國載人航天工程取得了歷史性的突破。「我們用了10年時間,完成了一個偉大的歷史任務,這是中國航天史上一個重要的里程碑,也是中國爲和平利用空間作出的重大貢獻。」原國家航天局局長欒恩杰說。

「嫦娥工程」

2007年,中國發射「嫦娥一號」衛星,拉開了探索月球的序幕。2018年,「嫦娥四號」開啓了書寫人類探索月球的新篇意。國際權威學術期刊《自然》預測2018年全球科技大事件,「嫦娥四號」任務「榜上有名」。

「嫦娥四號」其實是個「備胎」。它原本的命運是,做「嫦娥三號」的備份探測器。2013年,「嫦娥三號」圓滿完成了任務,著陸在月球正面的虹灣,還留下了令人魂牽夢縈的月球車「玉兔」。這樣,「嫦娥四號」又有了新使命——探索月球的陰暗面。

它包含了登陸器和漫遊車。登陸器重1.2噸,漫遊車重140千克。登陸器有放射性同位素熱電機,可以在三個月的任務期限裏爲搭載的科學儀器供電。漫遊車才是探索月球背面的主角。而且,經過將近45萬中國公民的投票,它的名字叫「玉兔二號」,以此來紀念它的弟弟或妹妹——在月球孤獨工作了972天後停擺的「玉兔」。

「玉兔二號」配備了太陽能電池板,能挖掘和分析土壤樣本,還搭載了全景攝像機來拍攝地球表面的三維圖像,也搭載了探測雷達;可見光和近紅外成像光譜儀,來探測月球背面的地形和礦物組成成分。

它還帶了二個3千克的密封容器,裏面裝了馬鈴薯、油菜、棉花和蠶卵,好測試植物和昆蟲能否在月球共生。蠶卵一旦孵化,幼蟲會産生二氧化碳,而萌發的植物會通過光合作用釋放氧氣,有望在容器內共建一個微型的生態系統。

之所以選擇了馬鈴薯、油菜和棉花,是因爲這三種作物分別具有食糧、榨油和制衣的用途,也是未來的月球住民最有可能優先種植的作物種類。

兩個星期後,隨著棉花籽的發芽,「嫦娥四號」的生態圈實驗可以說是完成了大半,證實了在月球上只要是受保護的環境,地球生物是可以發芽的,接下來就看它們可以存活多久了。

「嫦娥四號」是中國探月工程的一部分。整個龐大的計劃也稱「嫦娥工程」,由中國國家航天局主導,於2003年3月1日正式啓動,可能需要30多年的時間完成。

「嫦娥工程」分「大三步」和「小三步」。「大三步」是「探」「登」「駐」——無人探月、載人登月、長久駐月。其中「探」分爲「小三步」,「繞」「落」「回」。「嫦娥一號」和「嫦娥二號」做的是「繞」,2007年啓動,作爲月球軌道器,在距離月球表面兩千公里的高度繞月飛行,進行全球探測。「嫦娥三號」和「嫦娥四號」做的是「落」,2013年啓動,發射月球著陸器,落到月球表面,釋放一個月球車,在著陸區逬行詳細探測。

到「嫦娥五號」「嫦娥六號」,就會發射月球自動采樣返回器,降落到月球表面采集樣本後,返回器還會回到地球。這就是「回」。目前,「嫦娥五號」預定在2019年12月前後發射,「嫦娥六號」預定在2024年發射。

「小三步」完成得差不多了,「載人登月」就會提上日程,並在2030年得以實現。那時,中國也可以把「一小步」變成「全人類的一大步」了。

月球,是人類邁向深空的第一站;嫦娥奔月的故事,也寄托著千百年來中國人的夢想。

中國是航天事業發展最快的國家之一。中華人民共和國成立以來,憑著「自力更生、艱苦奮鬥」的精神,中國現代空間技術取得了舉世矚目的成就。

(榮智慧/文)