田亮 馮群星
2021年,中國載人航天工程進(jìn)入建造空間站階段。這是神舟十二號(hào)載人飛船、天和核心艙、天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船組成的綜合體。(視頻截圖)
“大地山河明色界,九天宮闕耀瓊樓?!睆摹版隙鹨圆凰浪幈荚隆钡纳瞎艂髡f到“孫悟空大鬧天宮”的文學(xué)演繹,從古籍記載中“風(fēng)輒引去,終莫能至”的海市蜃樓到聳立于山川云霧間、得以留存至今的廟堂建筑,在中國人的世界中,“天宮”一直是寄托著美好愿望的浪漫存在。
2013年,中國載人航天工程標(biāo)識(shí)和相關(guān)命名正式公布??臻g站叫“天宮”,核心艙叫“天和”,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙叫“問天”“巡天”,貨運(yùn)飛船叫“天舟”。
“天宮”,這個(gè)極具中國韻味的名字,不僅蘊(yùn)含了希望航天員在太空工作生活得更為舒適的愿望,更寄寓著中國人遨游太空的浪漫情懷和不懈探索的精神。而作為貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的天舟飛船,就好比在天地間往返的一葉扁舟,格外有詩情畫意。
天宮空間站的筑造故事,要從天舟講起。2021年5月19日21時(shí)許,天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射在即。它是天舟系列中第一艘正式用于天宮補(bǔ)給的無人貨運(yùn)飛船,肩負(fù)著首次對(duì)接天和核心艙的任務(wù)。
距離預(yù)定發(fā)射時(shí)間不到4個(gè)小時(shí)之際,海南文昌發(fā)射指控大廳中的數(shù)據(jù)信息突然顯示,火箭的一個(gè)壓力值參數(shù)異常。20日深夜1時(shí)許,推遲發(fā)射的消息公開。技術(shù)人員爭分奪秒排除故障,準(zhǔn)備迎接21日凌晨的發(fā)射。
異常再次出現(xiàn),發(fā)射再度推遲。中國載人航天工程貨運(yùn)飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師雷劍宇的心里懸起了一塊大石?!霸谥袊教焓飞希七t發(fā)射是有的,但兩次推遲發(fā)射極為罕見。各個(gè)系統(tǒng)都承擔(dān)著巨大的壓力。”他告訴《環(huán)球人物》記者,“當(dāng)時(shí)火箭、飛船都已完成燃料加注,說白了,它們的組合體就是一個(gè)大導(dǎo)彈?!?/p>
中國航天人對(duì)自己手上的活都有“三零”要求:零故障、零缺陷、零疑點(diǎn)?!懊恳患虏荒苡幸牲c(diǎn),不能說某一天晚上睡覺了,忽然想起來這個(gè)事好像還沒搞定。每顆螺釘是不是達(dá)到了力矩要求,電路板上最小的電容正負(fù)極性有沒有裝反,每個(gè)管腳是不是有序號(hào)……每個(gè)元器件都要拍照,把照片跟設(shè)計(jì)圖對(duì)比,看是否一致。我們的風(fēng)險(xiǎn)控制都是從最底層、最微觀處做起,進(jìn)行系統(tǒng)化的分解。我們的手段和方法也在不斷細(xì)化和優(yōu)化。”雷劍宇說,“應(yīng)該說飛船的設(shè)計(jì)完成之后,就沒有什么大事了,主要精力都放在了這些小事上?!?/p>
比如,天舟貨運(yùn)飛船上有近200個(gè)保護(hù)帽,其作用好比照相機(jī)鏡頭的蓋子,不用的時(shí)候要蓋好,避免鏡頭落灰、被劃傷。在發(fā)射之前,要把這些保護(hù)帽取下來并拍照。如果不取下來,它保護(hù)的敏感器就是“瞎子”。就這么一件小事,雷劍宇就和團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)復(fù)雜的表格,標(biāo)注名稱、代號(hào)、位置等信息,逐個(gè)檢查是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
天舟二號(hào)推遲發(fā)射后,已在飛船上裝好的一些高價(jià)值樣本,如航天員醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)樣本,必須盡快取出來,否則就有變質(zhì)、失效的危險(xiǎn),而這些樣品在發(fā)射前幾小時(shí)剛剛裝上去。兩次推遲發(fā)射,貨運(yùn)飛船團(tuán)隊(duì)也兩次爬上“大導(dǎo)彈”的發(fā)射架將樣本取出。
上圖:2021年11月,雷劍宇向記者演示機(jī)械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位實(shí)驗(yàn)。(本刊記者 田亮/攝)下圖:2021年5月29日,天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射升空。
經(jīng)過10個(gè)晝夜的奮戰(zhàn),火箭故障排除。5月29日20時(shí)55分,長征七號(hào)遙三火箭點(diǎn)亮海南文昌航天發(fā)射場的夜空。這次發(fā)射取得圓滿成功。雷劍宇目送火箭和飛船升入太空,火箭的尾焰透過眼鏡片,把雷劍宇的雙眼照得晶瑩。他出生于1982年,從2011年起便加入貨運(yùn)飛船團(tuán)隊(duì),至今已整整10年。2021年又是中國空間站建造元年,天舟飛船上裝滿了航天員物資、維修設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。萬一天舟上不了天,將影響整個(gè)空間站的建造和神舟十二號(hào)乘組如期在6月啟程奔赴太空。天舟二號(hào)成功發(fā)射,他心里的石頭也終于落了地。
“天舟就像我的孩子一樣,我花在它上面的時(shí)間比自己家的孩子要多得多。我的孩子上幾年級(jí),我是清楚的,孩子學(xué)了什么、成績怎么樣、處于哪個(gè)階段,我都不知道。而對(duì)于天舟,它上面的每臺(tái)設(shè)備、每條電纜,我都非常清楚,要比自己孩子盡心得多?!崩讋τ钫f。
天舟二號(hào)升空之后,雷劍宇也時(shí)刻關(guān)注著它的運(yùn)行。有一段時(shí)間,各系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)同志、設(shè)計(jì)師和普通工作人員,一天24小時(shí)吃、住、工作全在北京飛行控制中心,“吃”靠集中配送,“住”靠行軍床。雷劍宇的工作單位是中國航天科技集團(tuán)五院,與北京飛行控制中心一樣,地處北京航天城。他家也在北京航天城附近,即使如此,也不能回家。雷劍宇說,這么做就是為了在重大的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)之前避免受到疫情等狀況的影響,確保萬無一失。
天舟三號(hào)于今年9月按計(jì)劃成功發(fā)射。目前,天舟二號(hào)、天舟三號(hào)同時(shí)在軌,狀態(tài)良好?!皬奶熘垡惶?hào)到天舟三號(hào),沒有發(fā)生一個(gè)故障。我們覺得很欣慰,怎么辛苦都不為過,都很值得?!崩讋τ钫f。
除了“送貨”,天舟二號(hào)還被賦予另一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)任務(wù)——機(jī)械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位。完整的中國空間站包括一個(gè)核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙,共3個(gè)艙段,而兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙明年才能升空。實(shí)驗(yàn)艙先在核心艙前面進(jìn)行交會(huì)對(duì)接,但實(shí)驗(yàn)艙的長駐位置在核心艙的兩側(cè),怎么辦?一種設(shè)計(jì)方案是機(jī)械臂抓住實(shí)驗(yàn)艙,使其先與核心艙分離,再在核心艙側(cè)面進(jìn)行對(duì)接?!皩?shí)驗(yàn)艙與核心艙一樣,都是20來噸的大家伙,在地面無法模擬轉(zhuǎn)位實(shí)驗(yàn),只能由貨運(yùn)飛船在空中實(shí)驗(yàn)。天舟二號(hào)也是個(gè)大家伙,光運(yùn)送的貨物就有6噸多重,它將在明年春節(jié)前進(jìn)行在軌驗(yàn)證,掃清技術(shù)障礙,降低實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。這非常重要,我們稱之為關(guān)鍵技術(shù)突破。”雷劍宇說。
天舟二號(hào)和天舟三號(hào)的在軌能力都是一年。2022年,天舟二號(hào)將離開空間站,為天舟四號(hào)騰位置。屆時(shí),它將帶上航天員在空間站內(nèi)產(chǎn)生的生活垃圾等廢棄物,在墜入大氣層的過程中一同燒毀。
明年是中國載人航天工程立項(xiàng)30周年,中國空間站也將建成。從這一點(diǎn)來看,天舟二號(hào)燃燒了自己,照亮了中國載人航天事業(yè)的下一站。
“九天之際,安放安屬?隅隈多有,誰知其數(shù)?天何所沓?十二焉分?日月安屬?列星安陳?”兩千多年前,屈原寫下蕩氣回腸的《天問》。他用170多個(gè)問題追索天地萬物、宇宙洪荒的秘密,為后世留下深遠(yuǎn)影響。
去年4月,我國行星探測任務(wù)被命名為“天問”。這一取自《天問》的名字,寓意探求科學(xué)真理征途漫漫,追求科技創(chuàng)新永無止境。屈原的千年之問,終于將得到進(jìn)一步解答。
在理解世間萬物運(yùn)行規(guī)律的過程中,我們的先民產(chǎn)生了樸素的神祇信仰,將天地、日月、水火等事物具象化為對(duì)應(yīng)的神。西周時(shí)期便有文字描述的火神祝融,是其中之一。他傳火人間,使得華夏大地從一片混沌走向光明。
我國首次火星探測任務(wù)名為“天問一號(hào)”,火星車則被命名為“祝融”。 人們希望它們點(diǎn)燃我國星際探測的火種,指引人類對(duì)浩瀚星空、未知宇宙的接續(xù)探索和自我超越。
中國空間站距離地面大約400公里,月球距地球的距離是38萬公里,而地球與火星的最遠(yuǎn)距離約為4億公里。中國科學(xué)院院士、嫦娥一號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師兼總指揮葉培建說,如果把從地球到月球比作從天安門廣場到王府井,那從地球到火星就相當(dāng)于從天安門廣場到上海外灘。這么遠(yuǎn)的距離,即使信號(hào)以光速飛馳,也需要22分鐘。有時(shí)候,等待信號(hào)的過程就是一種煎熬。
2020年7月23日,天問一號(hào)探測器發(fā)射升空。在探測器與運(yùn)載火箭分離后大約4分鐘,天問一號(hào)向地球發(fā)送的下行信號(hào)到達(dá)地球。這并沒有讓文昌指控大廳里的人們興奮起來,人們還在靜靜地等待太陽能帆板已經(jīng)展開的信息。
“如果太陽能帆板不能正常展開,天問一號(hào)很快就會(huì)沒有電。在我們位于阿根廷的深空測控站跟蹤之后,我們很快就收到天問一號(hào)發(fā)來的信息,并據(jù)此判斷太陽能帆板已經(jīng)正常展開。這樣才有了文昌指控大廳里由指揮長來宣布天問一號(hào)發(fā)射取得圓滿成功?!敝袊状位鹦翘綔y任務(wù)測控系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師李海濤說。
2021年12月,李海濤在位于北京航天城的辦公室向記者指示“祝融號(hào)”火星車的著陸地點(diǎn)。(本刊記者 田亮/攝)左下小圖為2021年5月天問一號(hào)著陸后,著陸器與“祝融號(hào)”火星車合影。
什么是測控?李海濤解釋道,顧名思義,就是測量和控制。“測量”包括兩個(gè)方面,一是測航天器的位置,要知道它到哪了,往哪個(gè)方向飛,是不是按照計(jì)劃在飛;二是遙測,即通過航天器上的傳感器探測到航天器上面的一些狀態(tài)參數(shù),比如電流、電壓。“控制”,就是對(duì)航天器進(jìn)行控制,使它按照預(yù)先設(shè)計(jì)的要求來飛行。
李海濤告訴《環(huán)球人物》記者,對(duì)他而言,最激動(dòng)人心的時(shí)刻發(fā)生在2021年2月10日。按照計(jì)劃,天問一號(hào)飛行了219天之后,在這一天到達(dá)火星軌道并實(shí)施近火制動(dòng)。
“如果沒繞上火星,天問一號(hào)就會(huì)變成繞著太陽公轉(zhuǎn)的航天器,我們的火星探測計(jì)劃也就以失敗告終,沒有后邊的火星車什么事了。其他國家有過這樣的先例。”李海濤說。
天問一號(hào)到達(dá)火星軌道后,測控系統(tǒng)及時(shí)向天問一號(hào)發(fā)出了制動(dòng)指令,以使它被火星捕獲。而它是否成功了,地球上的人們需要在20多分鐘之后才能知曉。“在這20多分鐘時(shí)間里,我們什么也干不了。只能焦急地等待。20多分鐘后,當(dāng)佳木斯深空測控站報(bào)告發(fā)現(xiàn)目標(biāo),我們通過佳木斯深空測控站的測量數(shù)據(jù)判斷,天問一號(hào)已經(jīng)成功進(jìn)入了環(huán)繞火星的預(yù)定軌道。”李海濤說。
2021年5月15日,在經(jīng)歷了296天的太空之旅后,天問一號(hào)成功降落在火星北半球的烏托邦平原南部。此后,“祝融號(hào)”火星車開始巡視火星。從1960年的火星1A號(hào)到2018年的“洞察號(hào)”,人類共進(jìn)行了40多次火星探測任務(wù),包括了環(huán)繞、著陸、巡視任務(wù),其中成功的任務(wù)僅占到約一半。而我國首次火星探測一步就實(shí)現(xiàn)了“繞、落、巡”三大目標(biāo)。如今,“祝融號(hào)”早已完成了它90天的設(shè)計(jì)壽命,在超期服役。
“如果把探測器比作太空中的一個(gè)風(fēng)箏,測控系統(tǒng)就是風(fēng)箏線,我們航天測控人就是放風(fēng)箏的人。我們需要時(shí)刻關(guān)注航天器的狀態(tài)?!背錾?973年的李海濤也是嫦娥四號(hào)測控系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師,所在的單位是北京跟蹤與通信技術(shù)研究所。
天問一號(hào)探測器著陸火星示意圖。
在探月工程實(shí)施過程中,我國首先在國土東西兩端的黑龍江佳木斯、新疆喀什地區(qū)建立了兩座深空測控站。然而,就好比人們每天只有一半的時(shí)間能看到太陽,兩個(gè)深空測控站只能覆蓋每一天中約60%的時(shí)間段。要擴(kuò)展測控范圍,就需要在距離我國最遠(yuǎn)的南美洲再建一個(gè)深空站,李海濤是當(dāng)時(shí)的技術(shù)負(fù)責(zé)人。他從2010年開始赴阿根廷和智利選址,一選就是兩年半,走訪了幾十個(gè)站址點(diǎn)位。備選地點(diǎn)往往人煙稀少,沒有平整的路。有一次選址,李海濤的鞋底被磨破,鞋也報(bào)廢了。
“海外選址,最難的不是技術(shù),而是與當(dāng)?shù)氐臏贤?,特別是與當(dāng)?shù)赝恋厮姓叩臏贤ā!崩詈f,阿根廷有的土地歸私人所有,他曾相中了一塊像碗一樣的場地,“簡直完美”,場地四周是山,能屏蔽外界的大部分無線電信號(hào)的干擾?!翱墒沁@塊地由一個(gè)家族的四兄弟所有,他們沒有完全拒絕,但意見不統(tǒng)一。主動(dòng)權(quán)在他們手上,我們最后只好放棄了?!?/p>
2012年1月,李海濤第五次去阿根廷選址,歷時(shí)40天,最后選定了現(xiàn)址。就是在這一次,他的妻子要做手術(shù),他也沒能趕回來簽字,只能找家人代簽。2017年,位于阿根廷內(nèi)烏肯省拉斯拉哈斯市以北的我國首個(gè)海外深空測控站正式投入使用。這樣,我國就建成了由三個(gè)深空站組成的完整深空測控網(wǎng),測控覆蓋率從60%擴(kuò)展到90%以上。
2020年11月,我國首個(gè)深空測控天線陣系統(tǒng)已在喀什深空測控站正式建成。它是在原有一座35米直徑天線的基礎(chǔ)上,又新建3座同直徑天線?!斑@樣,它既可以等效一個(gè)70米直徑的天線對(duì)一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行測控,還可以變成4個(gè)天線同時(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)實(shí)施測控,比如當(dāng)時(shí)正在運(yùn)行的嫦娥五號(hào)和天問一號(hào),大大提升了測控能力。”李海濤說。
天問一號(hào)之后,還會(huì)有天問二號(hào)、天問三號(hào)……我國也將展開對(duì)小行星、木星等天體的深空探測,甚至計(jì)劃進(jìn)行行星際穿越探測。“所謂行星際穿越,就是我們的探測器將一直往外飛行,不再環(huán)繞某個(gè)星球飛行,在到達(dá)某個(gè)星球時(shí)對(duì)其進(jìn)行短暫探測就繼續(xù)往前飛,也可能將飛出太陽系。”李海濤說。
“效法羲和馭天馬,志在長空牧群星?!痹谥袊纳瞎派裨捴校幸晃辉杏?、制定時(shí)歷的女神,她的名字叫作羲和。
根據(jù)古人的浪漫想象,羲和每天不慌不忙地趕著龍車驅(qū)使太陽前進(jìn),掌握著時(shí)間的節(jié)奏。她和太陽一次次出發(fā)又歸來,便形成了日出日落、歲月輪轉(zhuǎn)的循環(huán)往復(fù)。
如今,我們已經(jīng)知道,除了人類自身居住的地球,太陽是和人類關(guān)系最為密切的天體之一。我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星的名字“羲和號(hào)”,正是來源于傳說千年的羲和女神,象征著中國太陽探測的緣起與拓展。
左圖:2021年9月,方成在上海與正在研制的“羲和號(hào)”探日衛(wèi)星合影。右圖:2021年10月14日,我國首顆探日衛(wèi)星“羲和號(hào)”發(fā)射升空。
今年9月下旬開始,地球、火星運(yùn)行到太陽兩側(cè)。由于受到太陽的阻擋和電磁輻射干擾,地火通信的中斷持續(xù)了一個(gè)多月,直到日凌結(jié)束,火星探測器才恢復(fù)正常的“打卡上班”??梢?,太陽也是非常值得探測的對(duì)象。
“一個(gè)中等強(qiáng)度的太陽耀斑發(fā)出的輻射,總能量相當(dāng)于10億—100億個(gè)原子彈爆炸。人們的遠(yuǎn)距離通信,即短波通信會(huì)受到影響,導(dǎo)航和衛(wèi)星也會(huì)受到干擾?!苯衲?3歲的中國科學(xué)院院士、南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授方成告訴《環(huán)球人物》記者,上世紀(jì)80年代,一次太陽爆發(fā)曾導(dǎo)致美國一顆衛(wèi)星軌道高度急劇下降,提前隕落。目前約40%的空間故障跟太陽爆發(fā)有關(guān),發(fā)射一顆專門的探測太陽活動(dòng)的衛(wèi)星,對(duì)我們國家來說就十分必要。
在方成看來,發(fā)射“羲和號(hào)”的里程碑時(shí)刻是2019年國家航天局批復(fù)立項(xiàng)?!安皇敲總€(gè)項(xiàng)目都能立項(xiàng)、國家都給錢,各個(gè)項(xiàng)目要進(jìn)行PK(比較),幾十個(gè)項(xiàng)目中只有一個(gè)能立項(xiàng)?!?/p>
2020年至2021年是太陽活動(dòng)低谷期,也是太陽探測衛(wèi)星發(fā)射窗口期。也就是說,“羲和號(hào)”從立項(xiàng)到發(fā)射只有兩年時(shí)間,各項(xiàng)任務(wù)時(shí)間非常緊湊?!拔覀兿仁堑街袊茖W(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所測試儀器,后來又到南京大學(xué)做太陽觀測實(shí)地測試。地面測試以后我們就比較有把握了,但緊接著又得把儀器運(yùn)到上海,到中國航天科技集團(tuán)八院衛(wèi)星總裝車間去做進(jìn)一步的檢測、聯(lián)調(diào)。”方成說。
時(shí)間再緊張,探日團(tuán)隊(duì)也努力做到有100%把握再發(fā)射——哪怕是很小的硬件出現(xiàn)問題,整個(gè)發(fā)射計(jì)劃可能就要泡湯。在長春測試期間,方成等人發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星載荷中缺少一個(gè)濾光片,進(jìn)入儀器的光量很高。他們又重新找生產(chǎn)廠家生產(chǎn)濾光片,及時(shí)解決了問題。
“我們國家的精密制造水平比前些年有了較大提升,但一些關(guān)鍵技術(shù)仍面臨卡脖子問題。比如紅外探測器、科研用的紅外相機(jī),人家不賣給我們?!狈匠烧f,“羲和號(hào)”探測的是太陽的可見光部分,不需要紅外設(shè)備,所有設(shè)備我們都自主可控。但在太陽探測領(lǐng)域,我國整體上還處于追趕態(tài)勢。
目前,國際上已有70多顆太陽探測衛(wèi)星。2018年8月,美國成功發(fā)射了“帕克號(hào)”太陽探測器,目標(biāo)是到達(dá)太陽的日冕附近。它將是距離太陽最近的探測器,也是人類探測器首次抵達(dá)太陽的大氣層。而“羲和號(hào)”的運(yùn)行軌道是地球的太陽同步軌道,能實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽的24小時(shí)不間斷觀測,但仍然是圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的,距離地球表面517公里。
在方成看來,我國起步晚,但“不能重復(fù)人家的工作,有創(chuàng)新,工作才有意義”?!啊撕吞?hào)’衛(wèi)星的主要科學(xué)設(shè)備為Hα成像光譜儀,將實(shí)現(xiàn)全球首次對(duì)太陽低層大氣的Hα波段光譜成像,相當(dāng)于給太陽大氣做CT掃描。由此獲得的數(shù)據(jù),有助于研究太陽爆發(fā)的動(dòng)力學(xué)過程和物理機(jī)制,將顯著提高我國在太陽物理領(lǐng)域的國際影響力?!?/p>
“今年10月14日,‘羲和號(hào)’在太原成功發(fā)射后,我們都高興得跳了起來?!狈匠烧f,“羲和號(hào)”發(fā)射之后需要進(jìn)行3個(gè)月的調(diào)整,目前各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期,預(yù)計(jì)在2022年1月正式投入探測。
“羲和號(hào)”探測到的只是太陽在天空背景上的投影??茖W(xué)界目前認(rèn)為,我國的太陽探測接下來應(yīng)盡快實(shí)施“三步走”的立體探測計(jì)劃,搶占太陽空間探測的先機(jī)。第一步,發(fā)射衛(wèi)星到地球圍繞太陽轉(zhuǎn)的黃道面上,對(duì)太陽進(jìn)行不同角度的觀測;第二步,發(fā)射衛(wèi)星到探測難度更大的太陽極區(qū)進(jìn)行探測;第三步,發(fā)射探測器到太陽附近區(qū)進(jìn)行觀測。從易到難,大約每5年發(fā)射一顆衛(wèi)星,不斷提高對(duì)太陽的探測水平,從而幫助我們進(jìn)一步了解太陽的構(gòu)造,確定太陽活動(dòng)的三維結(jié)構(gòu),掌握其機(jī)理和活動(dòng)規(guī)律,為造福人類、趨利避害提供更為充分、可靠的保障。
據(jù)傳說,中國明朝有一個(gè)叫萬戶的人,在一把椅子上裝了47支火箭。他坐在椅子上,兩手各拿一只大風(fēng)箏,設(shè)想通過火箭上天,再利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸,結(jié)果沒有成功。
關(guān)于萬戶飛天的記載主要見于國外著作,所以一些中國學(xué)者認(rèn)為,這未必是一段真實(shí)的歷史。盡管如此,為了紀(jì)念萬戶,國際天文聯(lián)合會(huì)將月球上的一座環(huán)形山命名為“萬戶山”。
中國早在宋朝就有了用竹筒和火藥制成的火箭,是最早發(fā)明古代火箭的國家。不過,我們的現(xiàn)代火箭事業(yè)在新中國成立后才起步,基于導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展而來。
長征,中國運(yùn)載火箭的這一名字背后,是先輩們的殷切希望與務(wù)實(shí)判斷:紅軍在長征中跋涉二萬五千里,歷經(jīng)苦難取得勝利。新中國成立后,國內(nèi)一窮二白、百廢待興,國外則面臨西方封鎖、蘇聯(lián)撤走專家,所以研制火箭也要像長征一樣,不畏艱險(xiǎn)、長期作戰(zhàn)。
“中國航天之父”錢學(xué)森1955年從美國回到祖國后,就全面投入到我國火箭和導(dǎo)彈的研制工作中。1956年2月,他向中央提交了《建立我國國防航空工業(yè)意見書》,為我國火箭和導(dǎo)彈的研制提供了極為重要的實(shí)施方案,也成為新中國航天史的開端。
由錢學(xué)森擔(dān)任院長的國防部第五研究院,正是中國航天事業(yè)起步的地方。航天系統(tǒng)工程管理和彈頭技術(shù)專家、長征二號(hào)F運(yùn)載火箭原總指揮黃春平回憶,那時(shí)候的研究條件還比較簡陋,科研人員用的都是手搖計(jì)算機(jī)。把紙帶插入計(jì)算機(jī)后,按照數(shù)字撥動(dòng)齒輪,每搖一次可完成一次加法,搖動(dòng)多次才能完成乘法。每個(gè)彈頭設(shè)計(jì)要經(jīng)歷18道程序,從飛行軌道、載荷到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成一輪計(jì)算要花半年多時(shí)間。
上圖:1999年11月20日,酒泉,神舟一號(hào)飛船由新研制的長征二號(hào)F運(yùn)載火箭發(fā)射升空。下圖:2002年12月,酒泉,長征二號(hào)F運(yùn)載火箭發(fā)射神舟四號(hào)飛船前夕,黃春平在塔架前。
就是在這樣艱苦的條件下,中國逐步展開近程、中近程和中程彈道導(dǎo)彈研制,并研制出長征一號(hào)、長征二號(hào)等運(yùn)載火箭。1992年,中國載人航天工程正式立項(xiàng),以發(fā)射載人飛船為目標(biāo)的長征二號(hào)F(以下簡稱長二F)運(yùn)載火箭進(jìn)入設(shè)計(jì)研制階段。被任命為總指揮的黃春平一方面很高興,一方面又感到壓力很大:“在此之前,長征火箭在設(shè)計(jì)上不含任何載人飛行的理念,我們連基本的國家標(biāo)準(zhǔn)都沒有。”
長二F與以往長征火箭的最大不同,是增加了故障檢測處理系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)。那時(shí)候的科研人員還只是在國外的畫報(bào)上看到過這種火箭,一切都要摸索著來。黃春平至今對(duì)一個(gè)細(xì)節(jié)印象深刻:“后來我們在俄羅斯做逃逸系統(tǒng)試驗(yàn),做完后想找俄羅斯的專家?guī)臀覀冊u(píng)估一下試驗(yàn)結(jié)果。光是這個(gè)評(píng)估就要價(jià)1000萬元人民幣!我們一聽就不干了,回來自己研究。”
從研究所到生產(chǎn)廠,從試驗(yàn)室到發(fā)射場,“一切為了祖國,一切為了成功”“一絲不茍鑄神箭,分秒不差送神舟”的標(biāo)語隨處可見。1999年11月,神舟一號(hào)試驗(yàn)飛船、長二F火箭先后抵達(dá)酒泉發(fā)射場。這是中國載人航天工程的首次發(fā)射,背后匯聚著全國110多個(gè)科研院所、3000多個(gè)協(xié)作單位、數(shù)十萬人員7年來的心血。
“如果發(fā)射成功,我們將在歷史上留下一個(gè)小紅點(diǎn);發(fā)射不成功,我們就是全國人民的罪人!”發(fā)射前夕,一夜沒睡的黃春平悄悄在衣服口袋里準(zhǔn)備了速效救心丸。20日清晨6點(diǎn)多,看到火箭沖天而起、飛船準(zhǔn)確入軌之后,61歲的他終于忍不住放聲大哭。甚至在坐上汽車前去向中央領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)的途中,他還在流淚——研制載人火箭多年累積的酸甜苦辣、千頭萬緒,在那一刻盡數(shù)釋放。
2003年10月15日,航天員楊利偉搭乘的神舟五號(hào)飛船,再次由長二F發(fā)射升空,在軌飛行14圈后安全返回,標(biāo)志著我國成為世界上第三個(gè)獨(dú)立掌握載人航天技術(shù)的國家。中華民族的千年飛天夢想,終于實(shí)現(xiàn)。
在黃春平看來,火箭和飛船就像一對(duì)芭蕾舞演員搭檔,有了“男演員”火箭的有力托舉,才能保障“女演員”飛船在舞臺(tái)中央大放光彩?!盎鸺颉鋈ゾ蜎]有了,但我們愿意當(dāng)好‘芭蕾舞男演員’?!?/p>
從1970年長征一號(hào)運(yùn)載火箭“第一飛”至今,長征火箭在51年間實(shí)施了我國92.1%的航天發(fā)射任務(wù),先后將700余個(gè)航天器送入太空,發(fā)射成功率為96.25%。2021年12月10日,我國長征系列運(yùn)載火箭迎來第四百次發(fā)射。在最近的100次發(fā)射中,我國首個(gè)空間站核心艙、天問一號(hào)火星探測器、神舟載人飛船、天舟貨運(yùn)飛船等國之重器,均由長征火箭送入太空。
從“嫦娥”奔月、萬戶飛天到“祝融”探火、筑夢天宮,中國人探索宇宙奧秘的精神代代流傳。如今,中國航天事業(yè)已經(jīng)走過了65年的風(fēng)雨歷程,無數(shù)航天人在一次次失敗的考驗(yàn)中,不斷登上新的高峰。
20世紀(jì)50年代到70年代,在滿目瘡痍的落后基礎(chǔ)上,大批科學(xué)家奔赴戈壁大漠頑強(qiáng)攻關(guān)。“兩彈一星”元?jiǎng)字?,錢學(xué)森曾被困美國五年,回國后牽頭籌建了我國的航天事業(yè);與錢學(xué)森同一天走進(jìn)國防部五院上班的梁思禮,先后投入東風(fēng)導(dǎo)彈和長征系列火箭的研制工作;任新民作為運(yùn)載火箭的技術(shù)負(fù)責(zé)人,領(lǐng)導(dǎo)了中國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號(hào)的發(fā)射;黃緯祿探索出中國固體火箭的研制規(guī)律,填補(bǔ)了中國導(dǎo)彈與航天技術(shù)的空白;屠守鍔是中國首枚遠(yuǎn)程導(dǎo)彈的總設(shè)計(jì)師,后來積極推動(dòng)我國火箭打入國際市場;孫家棟主持研制了45顆衛(wèi)星,領(lǐng)導(dǎo)實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組網(wǎng)和應(yīng)用……
80年代至90年代,伴隨著撥亂反正和改革開放,航天事業(yè)迎來快速發(fā)展,老中青相結(jié)合的人才隊(duì)伍基本形成。“在牛背上長大”的龍樂豪,作為總設(shè)計(jì)師研制了“金牌火箭”中國長征三號(hào)甲系列,讓中國人告別了只能租用外國衛(wèi)星看電視、聽廣播的歷史;曾擔(dān)任三種火箭總設(shè)計(jì)師、從70年代起就關(guān)注載人航天的王永志,參與制定了中國載人航天的發(fā)展藍(lán)圖;主持研制了東方紅一號(hào)的戚發(fā)軔,在載人航天工程立項(xiàng)后又擔(dān)任神舟飛船總設(shè)計(jì)師……
90年代后期至今,中國航天增加了將高新技術(shù)轉(zhuǎn)化為民用的使命,載人航天不斷取得歷史性的突破,深空探測也實(shí)現(xiàn)從地月系到行星際的跨越。提出月球探測建議并在2004年獲得批復(fù)的“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn),指導(dǎo)了中國月球探測近期目標(biāo)與長遠(yuǎn)規(guī)劃的制定;從孫家棟院士手里接過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師擔(dān)子的楊長風(fēng),帶領(lǐng)實(shí)現(xiàn)北斗三號(hào)系統(tǒng)全球組網(wǎng),中國人的時(shí)空信息不僅不再受制于人,還面向全球提供服務(wù);天問一號(hào)總設(shè)計(jì)師張榮橋,讓中國人首次在火星留下印跡,拿到了屬于自己的第一手科學(xué)探測數(shù)據(jù)……
歷數(shù)這一個(gè)個(gè)名字,真是星河燦爛、熠熠生輝?。〗裉欤袊擞l(fā)理解航天對(duì)一個(gè)國家的價(jià)值以及夢想對(duì)一個(gè)民族的意義。捷報(bào)頻傳的2021年即將進(jìn)入尾聲,我們深信,中華民族的夢想跋涉將繼續(xù)向前,燦若繁星的中國航天人將更加閃耀。