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神舟:载人航天的故事-第24章

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明朝(公元1500年左右),据说当时中国的一位官员万户一心想飞天,于是他两手各持一个大风筝作为翅膀,把自己绑缚在一把特制的座椅上,座椅后装有47支当时最大的火箭,试图借助火箭的推力和风筝的升力来实现“升空”的理想,但是结果是可想而知的,天上没去成,人却与火箭一起灰飞烟灭……但万户的梦想却扎根于中国人的心中。
放眼载人航天
在中国政府的关心以及科技工作者的努力下,中国的航天事业取得巨大的成绩。大推力运载火箭的研制成功、航天器返回再入等问题的解决,使得中国已经具备了载人航天的基本条件。如今,美国和俄罗斯已经把数百名航天员送上了天,在太空活动的范围甚至伸到了太阳系之外。这是对中国人以及所有科技工作者的巨大激励与唤醒,于是我们开始考虑载人航天的可行性。
载人航天不同于其它的航天活动,对于载人航天的意义和必要性国内外都曾进行过广泛的讨论。从经济效益上讲,创造最大经济效益的航天活动是各类不载人的应用卫星,其中通信卫星位居第一,地球资源卫星位居第二。而在资金的投入上,载人计划的实施远远超过了应用卫星,不论美国还是俄罗斯的载人航天所获得经济效益都小的可怜。
那么中国发展载人航天还有没有必要?从社会发展的角度看,载人航天是人类的生产力、科学技术发展到一定阶段的必然产物,它体现了人类的智慧和创造精神。开拓新的活动天地是人类的天性,冲破地球的生存局限并不是天方夜谭,日益紧张的地球资源、外太空的无尽诱惑,无不让人们梦想冲出大气层。
发展载人航天可以提高国家声望,从而增强民族自尊心、自信心和自豪感,增强民族凝聚力。从苏联初期载人航天所取得的政治影响来看,发展载人航天不失为增强国际地位的一个途径。
可国家声望和地位是建立在综合国力上的,经济、军事、政治、科技实力一样都不能弱。载人航天不会直接带来巨大的经济效益,但载人航天技术是高度综合性的技术,它是各学科最新成果的综合利用,它的实现有赖于经济与科技水平,只有技术发展到一定水平才有可能实现载人航天,因此载人航天的实现从侧面体现了一个国家的综合国力。载人航天所需要技术和资金的高投入,又能带动许多技术产业的发展和进步,创造就业机会,从而推动经济的整体发展。为促进科学技术的整体发展提供巨大的动力。
同时载人航天取得的技术进步与突破,虽然不能直接应用到国民经济领域中,但可以通过技术转移等多种途径带来巨大的效益,毋庸置疑,载人航天的发展和取得的重大突破可以带动材料技术、控制技术、自动化技术、信息技术、医学、生物技术、环境工程等个基础学科的发展。这又反过来促进了科技、经济的共同发展。开发和利用航天科技成果,已经成为衡量一个国家综合国力和文明程度的重要尺度。可以这样说,中国载人航天事业不是为了航天而航天,而是为了更好的推动经济、科技的发展,更好的服务于国民。
载人航天也是一种军事威慑。从目前的战争发展趋势来看,未来的战争将会是地、海、空、天四位一体的战争,这一点在海湾战争中得到了充分的说明,而天基系统又将成为国防与战争体系的核心。未来的总趋势是,谁先控制了太空,谁就会在未来的战争中占有决定性的优势。当天基军事系统在有人照料的情况下,真正意义上的“天军”也就诞生了。这种“天军”可以不受领土权、领海权和领空权的限制,自由运行在任何国家的疆域之上,这种空前的威慑力是任何地面军事系统无法与之相比的!虽然中国发展载人航天并无此目的,但军事实力是一个国家实力的象征,它并不仅仅是战争与杀戮的代言,它的存在、它的强大是更广大的和平的保证。作为未来战争有可能的发展趋势,我们也需要建立自己的技术储备,这样才不至于出现挨打的局面。
在未来载人航天将成为一种普通的星际交通手段。虽然现在的载人航天技术还相当初步,但是你是否能预见,未来人类将在月球上建造活动基地,在火星上建立移民区,建造大型空间站、太空太阳能电站,开展太空旅游,开发其他星球的物质资源……这些都不再是遥不可及的梦想,到那时载人航天必将进入全面收益的时期。那时,人类的科技、文化、经济、社会面貌都将会发生巨大而深远的变化。
巨大的空间资源
人类开发地球空间资源主要有以下四种:一是高度资源。俗话说“站的高,看得远”,在信息时代,远离地球的高度显得更加重要。在地球卫星的静止轨道上,即35786千米的高度上,观察地球表面的面积可达42%。利用地球近地轨道上的卫星,可以提供通信、气象观测等便利,可谓地面、海洋、空中导航和定位。随着人类科学的发展和进步,对空间高度资源的认识和利用必将进一步扩大。
二是高真空、微重力资源。在离地球100千米外的高空,大气密度和大气压只有地球表面值的1%。高真空的显著特点是高洁净,这位航天器轨道运行提供了理想的条件,更为天文观测、科学研究、材料制造、加工工艺等提供了有利的环境。在几乎没有重力的条件下,人类可以制造出地球上无法制造的材料和制品。对于材料、冶金、制药、高质量晶体和医学研究来说,宇宙空间都是独特的理想领域。
三是太阳能资源。太阳能和氢,被公认为使人类未来最有可能利用的两大能源。太阳内部核反应剧烈,中心区产生巨大的能量流,每秒给地球送达的热能达81万千瓦,相当于现今全世界每秒发电量的数万倍。空间没有大气对太阳光的反射和吸收,能长时间收到几乎没有损失的太阳辐射,为各种空间活动提供源源不断的动力。
四是月球资源。月球有丰富的物质资源,土壤中含有多种矿藏,其中40%的氧和20%的硅,是生产火箭推进剂和太阳能电池的重要材料。月球土壤中还有大量的粉末状金属铁和氢元素。月球表面引力只有地球表面的六分之一,没有大气,十分有利于发射航天器。未来,人类在地球上建立航天发射基地将成为可能。  
                  
 载人航天的到来:最初的探讨
 早在20世纪60年代中国科学家就在跟踪国外的飞船技术,并开始了技术方案的研究。在中国发射了东方红1号卫星后,科学家们就盘算着一鼓作气实现载人登天。科学家们做了许多防热材料和大型试验,甚至连飞船运输车和航天员食品都做了出来。到20世纪70年代初,他们的研究已小有成就,做出了载人飞船的初步方案,并且还做出了一个全尺寸模型,该飞船被称为曙光1号。曙光1号的方案为单人、两舱式载人飞船,以返回式卫星为基础设计而成,计划用当时正在研制的大推力运载火箭发射。
1971年4月,80多家单位、400多名航天专家来到北京京西宾馆,对载人航天进行了深入讨论。这次讨论进行的比较顺利,确定了载人航天发展的“714工程”,中国的科技工作者似乎已经看到了载人航天的曙光。但由于当时中国经济基础相对薄弱,工业制造及相关工艺水平又低,加上“文革”的动荡和天灾人祸,曙光1号最终尘封在一张张的构思草图中。自此,中国暂时停止了对载人航天的探索,把精力和重点放在各种类型的应用卫星方面,这一停就是12年。但这次对载人航天的探索并不是毫无用处,设计人员们后来在返回式卫星的基础上发展了中国的返回式遥感卫星系列。  
                  
 载人航天的到来:曙光的来临
 中国对空间技术研究的步伐是稳健而坚定的。1975年,中国首颗返回式遥感卫星发射成功,三天后平安返回,成为世界上第三个掌握卫星回收技术的国家,这为今后开展载人航天技术的研究打下了坚实的基础。1979年,中国的远望1号航天测量船建成并投入使用,成为世界上第四个拥有远洋航天测量船的国家。进入80年代后,中国的空间技术取得了长足的发展,已经具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力。可以说,中国发展载人航天的“地基”已足够坚实了。
于是,中国又提出要不要搞载人航天的问题。在国家863计划提出时,就专门成立了一个专家组来从事这项工作的论证。由于载人航天投入大、效益周期比较长、风险也比较大,一般来讲,除了苏美两国外,其它国家载人航天的工作也都不是一个国家来完成。所以中国究竟要不要发展载人航天,一直存在较大的分歧。另一个争论的焦点则在于,中国选择什么方案来突破载人航天技术。是航天飞机,还是宇宙飞船?航天飞机虽然可以反复使用,一劳永逸,但航天飞机的研制投入很大、风险大、技术难度比较大,而且中国目前还没有能力建立空间站,即使研制了航天飞机,其作用也不大,因此发展航天飞机看来是不切实际的。相对来讲,载人飞船在技术上容易突破、研制费用较少、研制周期也较短。从实际情况来说,中国已研制了十几颗返回式卫星,有一定的技术基础,所以选择载人飞船进行技术突破比较好。
1992年,中国政府正式批准了载人航天工程,并命名为“921工程”。其核心就是研制神舟号载人飞船,这个项目由中国空间技术研究院为主研制。政府希望研究机构能保证1998年在载人航天技术上有一个大的突破,1999年争取飞船上天,这个希望简单的说就是“保8争9”。在“921工程”的推动下,中国开始发展了第一个载人飞船神舟号的研制。
国外专家对中国航天计划的推测
“921工程”的整个研制过程处于高度保密的状态,但西方航天专家在研究了“921工程”后对中国的航天计划做出了估计,下面的内容主要出自于国外媒体对中国航天计划的报道,不代表政府或个人观点???
国外专家分析,“921工程”分布三步,第一步即目前正在进行的神州飞船的研制。第二步,是建设中国自己的太空站。2000年世博会上公布的中国空间站计划是,在2005至2010年间用长征2号E和长征2号F运载火箭陆续发射多艘神舟飞船,最后由轨道舱组装成站。然而,随着2001年长征5号运载火箭项目的开展,中国的太空站计划也被进行了巨大的修改。预计将于2008年投入使用的长征5号火箭,具有超前的运载能力,可以大大减少因反复发送而浪费的经费,它使中国建设20多吨重、直径5米的空间实验室成为可能。
第三步,是先进的天地交通系统,也就是航天飞机计划。虽然媒体上很少提起这些似乎遥远的航天工程,但是发展它们的计划是确实存在的。这个步骤预计于2020年左右实现。
在921工程规划了中国载人航天在地球轨道上的一系列“动作”之后,中国科学家开始讨论了更具雄心的登月计划。2000年11月4日,中国科学院曾宣布,中国将要在月球表面建立永久基地,用于采集月球矿藏氦…3(作为地球核电站的燃料)。同年11月13日,新华社发布了关于中国登月计划更加明确的时间表。与其说它是一个在论计划,不如说它更像是个科学幻想,不过它至少说明了21世纪人类探索外太空的大致过程:
1。中国航天员将于2005年登陆月球表面,最初的月球基地开始兴建,它包括压力舱、电动机、月球车辆等。2。月球基地将于2010年完成,人类可以留月数周,进行大量科学实验。
3。   从2015年起,小型永久性月球舱开始建筑。这种建筑将于2020年完全形成自给性月球基地生活。它将成为太阳生态网络的桥头堡,太阳能将通过微波的形式,被传送至地球,节约了天然气资源。月球天然的真空资源还可以被利用来研究和生产新型材料回馈地球。……  
                  
 载人航天的到来:神舟飞船
 在以中国空间技术研究院为主的各研究机构的努力下,1999年中国的第一艘载人飞船研制成功,并于当年发射成功。虽然中国对载人飞船的研究比美、俄起步要晚,但也正因为有了美、俄两国发展载人航天的经验,使得中国的设计人员在设计的过程中可以对飞船有一个更好地把握。神舟飞船的研制过程中,大量的借鉴了世界上最成功的飞船型号,即前面介绍过的联盟号的很多技术。最主要的就是飞船的布局,采用了与联盟号相同的轨道舱、返回舱和服务舱的三段式格局,从外形上看与1962年的联盟A极其相似。另外在轨道舱的前端增加了一个附加段,这种“三舱一段”的结构充分的结合了中国发展载人计
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