楊蜜
2013年6月,正在國內熱映的好萊塢大片《星際迷航》講述了一艘大型太空飛船探索銀河系的故事,觀眾可以通過逼真的3D技術隨“企業號”飛船的100多位船員一起探索深空的奧秘。
影院外,現實版的太空探索也正在進行。
6月11日17時37分59秒,長征二號F火箭托舉神舟十號飛船,從酒泉衛星發射中心順利升空。飛船中搭載的3名航天員開始了他們在太空15天的生活。
事實上,《星際迷航》系列早在上世紀60年代就已家喻戶曉,且熱度一直不減。這不僅是因為人們對探索浩瀚的宇宙一直存有美好夢想,更是現實事件的科幻化反應。追溯歷史,我們可以看到上世紀60年代發生了什么?
自從1957年10月4日世界上第一顆人造地球衛星上天以來,人類已經將數千枚航天器送上太空。然而,盡管航天器攜帶裝置精確、靈敏度高、能自動觀察、操作、儲存、處理數據的各種儀器,但它們不能代替人的思維。
也是在那個時候,載人航天計劃納入大國視野,并以美蘇兩國軍事裝備競賽為主線,開始了以載人飛船為主的大發展。
始作俑者的蘇聯載人飛船
在這場看不見硝煙的軍事裝備競賽中,蘇聯搶先一步。
1961年4月12日,前蘇聯航天員尤里·加加林乘坐東方一號飛船,從位于哈薩克斯坦的拜科努爾航天中心飛上太空。蘇聯人用行動說明,在天上飛來飛去的并不是天使,也不是上帝,世界為之震驚。
作為人類歷史上第一艘載人飛船,東方號飛船采用的是分艙設計,由密封座艙和工作艙組成,只能乘坐一名航天員。座艙里有可供飛行10天的生保系統以及各種儀器設備和彈射座椅。返回前,拋掉末級火箭和工作艙,座艙單獨再入大氣層。待座艙下降到距地面約7km時,航天員彈出座艙,然后用降落傘著陸。東方號飛船一共執行了6次載人飛行任務,其中包括乘坐東方六號的人類歷史上第一位女航天員瓦連金娜·捷列什科娃的飛行任務。
為了保持太空領域的領先地位,激進的赫魯曉夫命令蘇聯宇宙飛船總設計師科羅廖夫在下一個“革命節”,即1964年11月7日前把3位宇航員同時送上天,希冀通過此役以壓倒性優勢戰勝美國。
由于急于求成,這枚如期發射的上升號飛船相比于東方號技術改進不多。主要是提高了艙體的密封性和可靠性。宇航員在座艙內可以不穿宇航服,返回時不再采用彈射方式,而是隨乘員艙一起軟著陸。不過令赫魯曉夫欣慰的是,上升2號進行了人類第一次太空行走,舉世矚目。
面對蘇聯載人航空迅猛發展之勢,雄心勃勃的美國打算用“登月”計劃反敗為勝。不甘示弱的蘇聯將力量都集中到“登月”項目中。為此,研發的“聯盟號”飛船在技術上有了重大的突破,飛船采用3艙構型,由軌道艙、返回艙和儀器艙組成,是一種比較合理的布局形式,也為后來載人飛船的發展提供了成熟的樣本。
該飛船自1967年4月23日首次發射入軌以來,為滿足前蘇聯航天發展的需要,經歷了聯盟T、聯盟TM、聯盟TMA等多個系列的改型,成為了世界上發射數量最多的一種飛船。雖然未能為蘇聯贏得登月賽的勝利,但卻在空間站時代大顯身手。直到今天,依然是國際空間站最主要的交通工具。
蘇聯載人航天的快速發展雖是美蘇爭霸的產物,但它的成功卻極大了滿足了人類邁入太空的訴求,使人類進入到了載人航天時代。因此,不能單從美蘇競賽成敗來看待這段歷史。
挽回顏面的阿波羅計劃
與蘇聯相比,美國第一個載人航天計劃研制的“水星”號飛船(由圓臺形座艙和圓柱形傘艙組成),無論在發射時間和運載能力上都明顯落后于蘇聯。
這讓剛剛入主白宮不到4個月的美國總統肯尼迪感到羞愧和震驚,為此要求他的高級顧問們為其制定一項能夠迅速戰勝蘇聯的載人航天計劃。
1961年5月,肯尼迪總統很快向全美國公民宣布:美國要投資250億美元,集中全國最好的科研單位、高等院校和航空航天公司,一定要在10年之內將美國航天員送上月球,這就是美國著名的“阿波羅登月”計劃。
與蘇聯激進式發展不同的是,這一時期的美國步伐較為穩健。為了實施阿波羅計劃,美國啟動了過渡計劃——“雙子星座”計劃為“阿波羅”計劃提供飛行經驗。
雙子星座飛船是由再入艙和連接艙兩部分組成,飛船再入前拋棄連接艙,僅回收再入艙。在它的飛行歷程中,雙子星4號飛船開展了美國第一次出艙活動,雙子星6、7號實現人類歷史上第一次真正意義上的精確交會,為登月計劃奠定了基本的技術基礎。
此后,專門為登月任務而設計的阿波羅飛船浮出水面,該型飛船是由指揮艙、服務艙和登月艙三部分組成,從“阿波羅”-1至“阿波羅”-6美國進行了6次不載人飛行試驗,“阿波羅”7、8、9號飛船進行了載人飛行試驗。“阿波羅”10號飛船進行了從地面發射到登月全過程的演練飛行。
1969年7月20日,經過美國近40萬科技專家8個年頭的艱苦努力,“阿波羅11號”飛船上的兩名航天員順利登上了月球,美國人終于如愿以償,在這場太空競賽中取得勝利,笑傲蒼穹。
至此,以發展載人飛船的航天時代就此告一段落,世界載人航天逐漸朝著理性且合作的方向邁進。
搭載飛天夢的中國神舟
與美蘇相比,中國發展載人航天的腳步要遲幾十年,事實上,早在加加林登上太空之時中國已經開始著手研究載人飛船的技術方案,中國第一枚衛星東方紅1號的成功發射,更是讓科學家們將眼光集中在了載人航天領域。
然而,由于政治風波的影響和經濟條件限制,中國的載人航天事業在遭遇被擱淺、方案分歧和反復論證之后,于1992年9月21日最終浮出水面:中國決定實施載人航天工程,并確定了三步走的發展戰略。
秉持著科技強國的決心和對飛天夢的執著追求,中國航天人們在技術落后情況下奮起直追,向世界展示我們的勇氣與實力。
在各方面的努力下,1999年11月20日6時30分7秒,我國第1艘試驗飛船神舟一號首發成功,中國成為繼美、俄之后世界上第3個擁有載人航天技術的國家。在完成了21個小時的空間科學試驗后,于21日3時41分成功著陸。神舟一號試驗飛船的成功發射和回收,成為我國航天史上的里程碑。
第2艘飛船神舟二號于2001年發射,這是我國第一艘正樣無人飛船。系統結構有了新的擴展,技術性能有了新的提高,飛船技術狀態與載人飛船基本一致。緊接著神舟三號飛船于2002年3月25日發射,在太空留軌運行180多天,成功進行了一系列空間科學實驗。2002年12月30日,神舟四號飛船的升空,是中國載人航天的最后一次預演。
2003年10月15日,楊利偉乘坐的“神舟”五號飛船在震天撼地的轟鳴中騰空而起,太空中終于有了中國人的足跡。那艘承載全民族希望的“神奇之舟”劃開了一個嶄新的中國航天時代。
2005年10月12日,中國第2艘載人飛船神舟六號成功發射,航天員費俊龍、聶海勝被順利送上太空。成為中國第1艘執行“多人多天”任務的載人飛船。
2008年9月25日,中國第3艘載人飛船神舟七號成功發射,3名航天員順利升空。翟志剛身著中國研制的“飛天”艙外航天服,在身著俄羅斯“海鷹”艙外航天服的劉伯明的輔助下,進行了19分35秒的出艙活動。中國隨之成為世界上第3個掌握空間出艙活動技術的國家。
2011年11月1日5時58分,神舟八號順利升空,實施中國首次空間飛行器無人交會對接飛行試驗。
2012年神舟九號發射成功,中國航天員首次進入在軌運行的航天器。這標志著中國載人航天飛行由驗證性飛行試驗完全過渡到“真正有人參與的空間飛行試驗”。
1999~2012年間,“神舟”9度飛天,每發射一次就前進一步,中國的載人航天“飛”出了一道讓世人刮目相看的發展軌跡,而神舟系列飛船也成為世界上備受矚目的科技成果。
而此次神舟十號順利升天,在與天宮一號完成空間交會對接等任務后,我國載人航天工程第二步第一階段完美收官,全面進入空間實驗室和空間站研制階段。
穩健發展的中國航天
神十發射完成后,習近平主席在與三位航天員進行空天對話時說:飛天夢是中國夢的重要組成部分。的確,當嫦娥奔月不再是神話的時候,中國人對于太空的夢想變得更加務實且穩健。
神舟十號系列飛船是中國自行研制,具有完全自主知識產權,達到或優于國際第三代載人飛船技術的飛船。神舟飛船采用三艙一段,即由返回艙、軌道艙、推進艙和附加段構成,由13個分系統組成。
神舟系列是目前人類正在使用的最重的人員天地往返運輸工具,比俄羅斯的聯盟號飛船略重。在結構上雖與國外飛船相似,但在很多方面有過之無不及。比如神舟飛船采用了效率更高的三節砷化鎵太陽能電池進行光電轉換;采用鋁鋰合金的主結構,既輕巧又結實;返回艙更大更舒適等等。
此次發射的神舟十號飛船是中國航天科技集團公司“神舟”系列飛船之一,也是中國第五艘搭載太空人的飛船。升空后再和目標飛行器天宮一號對接,并對其進行短暫的有人照管試驗。
與前幾次飛船相比,神舟十號有哪些特點呢?對此,中國航天科技集團公司飛船系統總設計師張柏楠介紹說,在承擔的使命上,神舟九號主要是進行載人空間交會對接試驗,實現載人交會對接技術的突破。而神舟十號雖然還要繼續進行與天宮一號的自動和手動空間交會對接,但是其重點轉向對這些技術的應用。也就是說神舟飛船進入應用性飛行階段。
所謂的應用性飛行是相對以驗證技術為主要目的試驗性飛行而言的,主要有兩點不同。一是飛行任務目的不同。截至目前,我國開展的歷次飛行任務主要是以考核和驗證技術為主要目的。而本次任務中,天地往返運輸系統主要為天宮一號在軌運營提供人員和物資往返運輸服務。二是飛行產品狀態的不同。飛船和火箭經過神舟八號和九號飛行任務的考核和驗證,應該說現在功能更加完善、完備,性能更加穩定。
對于中國航天的發展,穩健步伐,美國“空間政策在線”(spacepolicyonline)網站的編輯史密斯(Marcia Smith)說,“中國航天計劃可能沒有早期蘇聯和美國太空計劃那么有激情,后者的發展速度更快,但是中國似乎持續性更強。”
而對于中國航天的發展,西方國家的關注已經不僅僅停留在輿論層面,美國航天專輯約翰·勞格斯頓博士近日表示:美國航天界強烈希望與中國航天合作并尋求合作契機。但我們的一些立法者因不滿中國在其他領域的行為而通過了阻止美中航天合作的相關法律。
雖然,在該法改變之前,中美航天合作尚無可能,但中國航天的崛起,必將對固有的航天格局帶來巨大影響。
美蘇太空爭霸
這是那個時代美蘇太空競爭的一個縮影,為了壓對方一頭,也為了創造出更有效果的宣傳價值,雙方為各種“第一次”較勁,而蘇聯一度占據上風:第一次成功發射人造地球衛星,第一次拍到月球背面的照片,第一次載人太空飛行,第一次太空漫步,將第一名女宇航員送上天……
尼基塔·赫魯曉夫(右)高舉起第一位遨游太空的女宇航員瓦蓮京娜·捷列什科娃的手和保持有在太空中居留最長時間的宇航員瓦萊里·別克維斯基的手。赫魯曉夫深刻地意識到了鼓吹在太空爭霸中獲勝,在國際舞臺上具有重要的宣傳價值。
肯尼迪在講話中稱,“在這個10年結束前登陸月球”無疑是一次大膽的冒險。當時,美國的載人太空飛行經歷只包括謝潑德在這段講話發表前3周進行的15分鐘飛行。