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27年攻坚克难 中国载人航天阔步迈向空间站时代

来源:科技日报2019-08-14 09:43

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  航天“少帅”袁家军在研制飞船初期,遭到了一位俄罗斯同行的不以为然。俄罗斯人认为,中国只是想造一个政治飞船“玩一玩”。

  事实证明,中国搞载人航天是认真的。2003年,当航天英雄杨利伟乘坐神舟五号飞船平安返回,中国人以实力证明自己不仅能造出“两弹一星”,也能把航天员送入太空。

  自1992年9月21日立项至今,中国载人航天事业自力更生、攻坚克难,先后成功发射了11艘神舟飞船、天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室以及天舟一号货运飞船,逐一攻克载人航天各项关键技术,如今稳步迈向空间站时代。

  神舟飞船在前人肩上起飞

  1999年11月20日6时30分,中国载人航天计划中发射的第一艘无人实验飞船“神舟一号”飞船在酒泉卫星发射基地顺利升空,经过21小时的飞行后顺利返回地面。

  鲜为人知的是,这艘载人航天工程的“先锋官”,竟是由地面试验用的电性能测试飞船临时改装而成。

  不过,用中国载人航天工程总设计师王永志的话说,神舟飞船在设计之初,就站在了前人的肩膀上。

  苏美早期飞船都采用两舱设计。随着飞船飞行任务的日益复杂,这样的结构已不能满足航天员对活动空间的需求。而神舟飞船则采用了由轨道舱、返回舱、推进舱组成的三舱设计,增加的轨道舱是航天员在太空时的生活舱和工作舱,返回地面之前将其分离,这样可以减小座舱尺寸。

  接下来3年多,我国先后完成神舟二号、三号、四号飞船的飞行任务。在为载人飞行奠定基础的同时,还大量开展了空间生命科学、空间材料、空间天文、空间环境探测及对地观测等方面的研究。

  国外在载人飞行前会搭载一些动物,比如猴子。中国没有。中国人从小都知道曾经有只叫孙悟空的猴子在天上造反,这个险万万不能冒。在神舟三号、四号飞船上均搭载了由仿真技术做成的模拟人,可以穿上航天服,模拟航天员在太空生活时的脉搏、心跳、呼吸、饮食和排泄等多种重要生理参数,并随时受到地面指挥中心的监控,这使飞船环境控制与生命保障分系统得到了全面验证。

  航天员在生死体验中获取经验

  2003年10月15日6时15分,杨利伟钻进神舟五号飞船。至9点钟火箭发射,他的心律始终保持在每分钟76下。点火倒计时数到“4”时,他敬了个军礼。

  上升到30多公里高度,火箭和飞船突然开始剧烈抖动,杨利伟的身体产生共振,五脏六腑仿佛要碎掉,他一度觉得自己要悲剧。这样的煎熬持续了26秒才逐渐减轻,事后经过科技人员努力,共振问题得到解决,在以后的飞行任务中再也没有发生。

  10月16日6时许,飞船脱离轨道向着陆场飞去。重返大气层后,杨利伟目睹了前所未见的一幕:飞船与大气摩擦产生的高温,把舷窗外面烧得一片通红,防烧蚀层剥落产生的红白碎片不停从窗外划过,右侧舷窗随之出现裂纹。他再次陷入极度紧张,心想:这回要“光荣”。事后得知,裂纹来自窗外的防烧涂层,并非舷窗本身。

  6时23分,当国旗在天安门广场升起时,神舟五号飞船降落在内蒙古四子王旗阿木古郎草原腹地。杨利伟的嘴唇被麦克风磕破了,他毫不在意。他清晰地记得,为他打开飞船舱门的搜救人员叫李涛。那一瞬间,他脑海里蹦出一个念头:可见着亲人了!

  这次生死体验为我国载人航天获取了宝贵经验。此后,费俊龙和聂海胜在神舟六号任务中完成了我国首次多人多天太空飞行;翟志刚、刘伯明、景海鹏搭乘神舟七号飞船上天,翟志刚身穿我国自主研发的飞天号舱外航天服在太空亮相,成为我国“太空漫步”第一人。

  天宫一号跨越式登场

  随着空间交会对接技术的攻克,中国载人航天工程不再是神舟飞船的“独角戏”,而开始了神舟、天宫的“双人舞”。天宫一号目标飞行器的登场,实现了我国一次重大技术跨越。

  2011年9月29日19时,漠北酒泉云淡风轻。中国载人航天工程总设计师周建平望着余晖中金光闪闪的发射塔架,内心并不平静。2小时后,他将指挥一次超出原计划的发射。

  根据我国载人航天工程“三步走”战略部署,在以空间交会对接为核心任务的载人航天工程第二阶段,我国最初方案是将神舟飞船轨道舱改造后留轨飞行,作为目标飞行器与后续神舟“兄弟”进行无人、有人空间交会对接。相比航天大国早期交会对接的试验方法,该方案已向前迈进了一大步,并且技术风险较小。但沿袭10多年前制定的方案一步一动,可能错过创新超越的重大机遇。

  航天人经过技术分析和风险评估认为,随着2008年神舟七号乘组完成太空行走任务,中国载人航天的工程能力和技术储备已达到更高水平,具备进一步跨越发展的条件。他们建议中央调整计划安排,直接发射8吨级的目标飞行器,兼做空间实验室,一并实现自动交会对接、手动交会对接、中长期太空驻留的第二步目标。

  首次新增挠性惯性测量组合、首次使用迭代制导技术、首次采用冯·卡门曲线整流罩……面对全新的技术和设备,7000余名参研参试人员夜以继日。8次火箭总检查,234种故障预案处置演练,在不到20天里全部一次性顺利通过。天宫一号的控制系统、能源系统、动力系统……从里到外、从大件到细节,使用了超过80%的新设备新技术,远高于新研航天飞行器不超过30%新技术的惯例。

  当日21时36分,天宫一号准确入轨。它成为中国航天员第一个“太空之家”,帮助我国突破和掌握了空间交会对接技术、组合体控制技术;验证了在轨中长期飞行的生命保障技术,完成了多项航天医学实验……

  如今,天宫一号的继任者天宫二号已完成使命,我国空间站建设正按计划稳步推进,第三批航天员选拔工作也已启动。中国人将在太空探索更多奥秘。(付毅飞)

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