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石豪:20年后再回首——从零开始的中国载人航天

2019-11-23 08:56:23

【文/观察者网专栏作者 石豪】

1999年11月20日,凌晨6时30分。

中国载人航天工程的第一艘试验飞船——神舟一号,自酒泉卫星发射中心升空,并于11月21日凌晨成功返回。

从那时起,中国成为继苏联、美国之后,世界上第三个拥有载人飞船的国家。

中国,进入了载人航天时代。

20年后的今天,追忆往昔,依然有太多的故事,太多的细节值得我们回味。

地平线上的曙光

中国载人航天工程代号“921”,是1992年9月21日由中央政治局常委会批准的。但事实上,在1992年之前,关于载人航天的早期讨论已超过20年。

1970年7月14日,在东方红一号卫星成功发射不到3个月后,我国就已经开始了载人飞船的研制和航天员选拔,是为“714工程”,由钱学森同志亲自挂帅。

这艘未来被命名为“曙光号”的飞船,正如地平线上的第一缕曙光,照亮了中国人心中持续数千年的飞天梦。

曙光号飞船 (图片来源:央视纪录片《撼天记》)

曙光号飞船的启动,体现了当时领导人与科学家的远见卓识,在项目的牵引下,一大批与航天相关的基础设施开始投入建设,为未来航天事业的发展打下了坚实的基础,其中就包括著名的西昌卫星发射中心。

西昌卫星发射中心 (图片来源:搜狐网)

然而,曙光号飞船本身的研制充满坎坷。

苏美两国的第一代载人飞船“东方号”、“水星号”只能搭载一个人,曙光号飞船的设计起点很高,采用了双人乘组,与美国第二代飞船“双子座号”类似。当时还在研制的东风五号洲际导弹被用于发射曙光号飞船,这也和苏美两国在载人火箭上的选择类似——从洲际导弹到载人火箭,东风五号的运载能力也与发射“双子座号”飞船的“大力神2号”火箭相仿佛。

国外绘制的曙光号飞船与载人火箭示意图 (图片来源:Mark Wade)

可以说,从技术路线上,曙光号飞船并不存在根本性问题。

问题出在国家经济和科技水平上,当时的中国并没有足够的经费支持载人航天工程,与载人相比,对经济建设有直接作用的应用卫星需求更为迫切。

最终,经毛主席、周总理批示,“先解决地上的事,先发展应用卫星”,曙光号飞船的研制逐渐停了下来,用于载人飞船发射的西昌一号工位也暂停了建造。

但是,没有什么是被浪费的。

西昌航天发射中心很快成为了当年中国三大航天发射中心之一,并在通信卫星和北斗导航卫星的发射中发挥了不可替代的作用。

另外,当时负责东风五号研制的副总设计师,名叫王永志;负责曙光号研制的飞船室主任,名叫戚发轫。

“最老土”与“最科学”

上世纪80年代,随着863计划的实施,中国载人航天的发展再次被提上日程。

1988年,来自全国各领域的专家,对中国未来的天地往返运输系统方案进行了详尽的评估。

在参评的五种天地往返运输系统方案,不难看出,其中的方案二到方案五全部是带有机翼的“飞机”构型。

在20世纪80年代,美国的多架航天飞机已经成功运用于载人航天领域,苏联也在研制自己的航天飞机“暴风雪号”,可以说在那个年代,航天飞机就是未来的发展方向,也是我们需要努力追赶的目标。

这种在当时广为流行的观点,自然也投射到中国载人航天的选型中。

美国航天飞机(左)与苏联“暴风雪号”(右)

在五个方案中,“最老土”的方案莫过于五院508所提出的“方案一”,也就是宇宙飞船方案。

这是一种与苏联“联盟号”飞船类似的三舱式载人飞船,由推进舱、返回舱和轨道舱构成,在众多外形酷炫的“飞机”方案中,显得格格不入。而在载人航天路线的大讨论中,宇宙飞船“一开始也排不上号”。

似乎,中国未来的载人航天之路,注定要从航天飞机起步了。

争执不下时,人们找到了钱学森。

而钱学森在上报中央的航天飞机方案上写下了九个字——“应将飞船案也报中央”。

巨擘之所以被称为巨擘,是因为他们总能“不畏浮云遮望眼”,从更长远、更本质的角度看待问题。

航天飞机技术极为复杂,宇航员逃逸救生困难,一个看起来微不足道的故障就能导致任务失败、宇航员牺牲的结果。1986年的“挑战者号”航天飞机,正是因为密封圈失效凌空爆炸,7名宇航员献出了宝贵生命。

“挑战者号”航天飞机爆炸事故 ( 图片来源:CBS News)

而由技术复杂带来的,还有漫长的研制周期与巨大的投入,想在21世纪初实现首次载人飞行,是根本不可能的。

而载人飞船的设计,经过苏美两国长期实践,已被证明是成熟可靠的天地往返系统,苏联的“联盟号”飞船更是有完善的发射救生模式,能够实现从发射台到入轨的逃逸救生全覆盖,到80年代末已两次成功挽救宇航员生命,可以说是久经考验。

更为重要的是,中国的载人航天不是一时兴起把人送入地球轨道就可以,而是循序渐进,最终要建成有人照料的大型空间站。空间站中的宇航员,同样要以高可靠的宇宙飞船作为“救生艇”,在出现重大危险时返回地球——就算发展航天飞机,也应当以宇宙飞船作为必要补充。

国际空间站上对接的客货运飞船 (图片来源:NASA Blog)

最终,越来越多曾经主张发展航天飞机的同志看到了发展飞船的优越性和必然性,专家委员会在选用载人飞船方案上达成了一致意见,并上报中央。

后来的故事是这样的——

2003年,哥伦比亚号航天飞机在再入大气层时失事解体,机上7名宇航员牺牲,美国于2011年正式退役了全部航天飞机。

“暴风雪号”航天飞机在苏联解体后,因缺乏经费而彻底放弃。

“联盟号”飞船一直为国际空间站稳定提供往返运输服务,在2018年的发射事故中成功拯救了宇航员的生命

美国在航天飞机退役后,就失去了将宇航员送入太空的能力,不得不依赖俄罗斯的“联盟号”飞船。

而美国的下一代天地运输系统,中标者也是宇宙飞船构型。

“最老土”的?不,是“最科学”的。

历史证明了宇宙飞船方案的正确性,也映照着老一辈科学家的高瞻远瞩。

神舟一号的意义

1992年9月21日,中共中央政治局十三届常委会第195次会议讨论并同意了中央专委《关于开展我国载人飞船工程研制的请示》,正式批准实施载人航天工程。

在这次常委会上,党的第三代领导集体展现出了强大的决心与魄力。

有位领导同志说:“2000年奥运会不申办了也要办这个事。”

还有位领导同志说:“不行的话就动用国库里的黄金!”

最终,江泽民同志总结:“这是个大事,大家同意,我完全同意,下决心搞这个东西……搞这个东西在政治、经济科技、军事上都有意义,是综合国力的标志。今天,我们就作这样一个决策,发展载人航天。”

一锤定音。

从1992年9月21日,到1999年11月20日,只有短短7年。

而在这7年中,中国航天人启动的,是中国航天史上规模最大,系统最复杂,技术难度最大的一项工程。

尽管有曙光号飞船的预研经验,但载人航天大系统的全面研究,对中国航天依然是个巨大的考验。

譬如飞船的逃逸系统,在国内就没有先例可循。

我们做出了东西,但心里没底,想找经验丰富的俄罗斯专家给中国的逃逸系统做个评审。

不是买产品,不是技术转让,就是让外国专家来看看,看看我们做的行不行,签个字。

结果俄罗斯开口就要1000万美元。

当然,换做美国,连去都不会让你去,你拿着1000万美元都找不到门路。

在高技术领域,要想取得优势,就必须自己走出来,冲出来,闯出来,除此以外并无他路可寻。


神舟号飞船的逃逸系统 

新的火箭,新的飞船,新的技术,新的挑战,甚至连试验基地都是新的。

航天人在探索中艰难前行,到1997年的时候,整个项目都面临着困难。

只有一条道路,1999年年底前进行第一次无人飞行试验。

按照常规研制流程,航天器要想上天,要从初样研制开始,然后转入正样研制。当时的初样研制需要建造电性星(EM)、热控星(TM)、静力学结构星(SM1)和动力学结构星(SM2),分别对应不同的考核科目。

如果坚持常规流程,神舟一号在1999年不可能上天。

因此,研究团队经过细致的科学评估,大胆决策:在测试结束后,将电性船改装成正样船,用第一发长征二号F运载火箭进行发射。

一个决策,同时缩短了飞船和火箭的研制流程,也为面临困境的载人航天工程带来了希望。

不能按部就班,不能坐而论道,必须在科学方法的指引下,加速发展,努力缩小与世界水平的差距。这对我国建设航天强国,有现实的借鉴意义。


神舟一号成功发射 (图片来源:中国网)

还记得当年研制曙光号载人飞船时的两位年轻人——王永志和戚发轫吗?

在载人航天工程中,王永志成为了工程总设计师,戚发轫成为了神舟号飞船的总设计师。

这就是以项目带人才的重要性。

当年领导载人航天的总指挥、总设计师,如今已荣誉等身,虽耄耋之年,依然活跃在科研第一线,为中国航天的发展竭力尽智。

当年参与载人航天的中青年设计师,如今已走上领导岗位,成为航天各领域的新一代总指挥、总设计师。

当年在电视机前看到雪白的“神箭”自墨色天地间拔地而起的少年,如今也学成报国,成为航天战线的新兵。

这是一种传承。

这种传承,正是20年前那次惊艳世界的发射给中国航天带来的。中国航天拥有了一支令他国同行艳羡的人才梯队。


王永志(左)与戚发轫(右)

在这支人才梯队的不懈努力下,中国的大型空间站,即将在不远的未来,从东方的地平线上升起。

中国大型空间站 (图片来源:新华网

中国的航天强国梦,也已经在不远的地平线上,放射出第一缕曙光。

本文系观察者网独家稿件,未经授权,不得转载。

石豪

石豪

科研工作者、航空航天观察者

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来源:观察者网 | 责任编辑:武守哲
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