申超波 /文
讓我們把時鐘撥回到51 年前,那是夢想開始的時刻。
1970 年4 月24 日,我國第一顆人造地球衛星——“東方紅一號”搭乘“長征一號”運載火箭從戈壁大漠騰空而起,拉開了中國人探索宇宙奧秘、和平利用太空、造福人類的序幕。彼時,當國人還沉浸在巨大的興奮和喜悅中時,很多高瞻遠矚的老一輩航天科學家,卻已經通過“東方紅一號”的光芒去眺望“下一座山峰”了。
送衛星上天,不夠!送人上太空,才是我們的目標!據神舟飛船首任設計師戚發軔院士回憶,此刻,很多航天科學家內心充滿了無限熱情,已經開始醞釀中國空間站的宏圖大略了。
環顧全球,彼時的美蘇正在掀起熱火朝天的軍備競賽。繼“登月”之后,美蘇把目光投向了空間站。1971 年,人類歷史上首個空間站蘇聯“禮炮一號”發射,并與聯盟十一號飛船對接成功。美國人不甘示弱,在1973 年發射了天空實驗室空間站,而且還派出登月用的阿波羅號飛船與之對接。美國航天員在天空實驗室里進行了大規模的太空科學實驗。人類第一次實現了在太空中不用穿笨重的太空服,只要穿著短袖就可以作業。
盡管沒有解決“人上天干什么”的終極命題,但是美蘇的“先行一步”,給當時的中國航天科學家帶來極大的震動。據戚發軔院士回憶,當時以錢學森為代表的科學家實際上就在積極醞釀載人航天工程,“但是因為空間站建設費用不菲,當時國家財力有限,需要用錢的地方很多,空間站計劃被暫時擱置了”。
1978 年黨的十一屆三中全會召開,我國迎來“科學的春天”,發展高新技術,再次進入了高層的關注視野。在多方力量的共同推動下,1986 年我國開始實施國家高技術研究發展計劃(863 計劃),對我國尖端科技事業的發展進行了全面部署,該計劃把發展載人航天技術列入其中。經過多位航天科學家的積極論證,最終決定以載人飛船開始起步,發展我國的載人航天技術。
時間到了1992 年。經過充分論證,當年的9 月21 日,中央批準實施載人航天工程,確定了我國載人航天“三步走”發展戰略,并明確提出:先搞載人飛船。其中,“三步走”中的“第三步”明確:建造空間站,解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。
2003 年10 月15 日9 時 整,在震耳欲聾的轟鳴聲中,神舟五號飛船乘著火箭拔地而起,載著首位中國航天員楊利偉飛向太空。環繞地球飛行14 圈,歷時21 小時23 分,楊利偉駕乘神舟五號飛船完成了中國首次載人航天飛行,把中國人的身影留在了浩瀚太空。
2008 年9 月25 日21 時10分,中國第三艘載人飛船——神舟七號把翟志剛、劉伯明、景海鵬3名航天員順利送上太空,翟志剛在劉伯明、景海鵬的密切配合下,完成首次太空出艙行走,在距地球343 公里的太空軌道實現了中國人與宇宙的第一次直接握手,讓茫茫太空多了一抹五星紅旗的鮮艷。
2011 年11 月1 日5 時58 分神舟八號飛船由改進型“長征二號”F 遙八火箭順利發射升空。升空后2 天,與此前發射的“天宮一號”目標飛行器進行了空間交會對接。組合體運行12 天后,神舟八號飛船脫離天宮一號并再次與之進行交會對接試驗,這標志著我國已經成功突破了空間交會對接及組合體運行等一系列關鍵技術。
自此,天地往返、太空出艙、空間交會對接這三大載人航天活動基本技術,已被全部掌握,對中國航天員來說,已經能在近地軌道自由出入,建造空間站也具備了基本條件。

天和核心艙
從發射載人飛船將航天員送入太空,到太空出艙、發射空間實驗室,中國載人航天工程先后用6艘載人飛船、5 艘無人飛船、一艘貨運飛船、一個目標飛行器和一個空間實驗室,支持11 名中國航天員、14 人次完成多趟太空之旅。環環相扣,循序漸進,正是通過歷次“神舟”和“天宮”飛行任務,先后突破掌握了天地往返、太空出艙、交會對接等關鍵技術,為空間站鋪就了一條夢想之路。
從2019 年12 月27 日,長征五號運載火箭復飛成功,到此次成功發射空間站核心艙,長征五號系列火箭在16 個月的時間里“五戰五捷”,已成為新一代運載火箭中首個進入高密度發射的型號。
據航天科技集團一院長征五號系列火箭總指揮王玨介紹,作為長征五號系列火箭家族的一員,長征五號B 專門為載人航天空間站建設打造,它總長53.66 米,一次能送超過22 噸的載荷,是目前中國近地軌道運載能力最大的火箭。
從外觀上看,長征五號B 運載火箭與長征五號運載火箭的最大區別在于整流罩,長征五號運載火箭的整流罩長度大約12.3 米,而長征五號B 火箭的整流罩長度達到了20.5 米,占了全箭長度的五分之二,豎起來有近6 層樓高。是我國目前最大的火箭整流罩。這樣的設計,是為“天和”核心艙“量身定制”的——作為中國目前最大的航天器,“天和”核心艙長16.6 米,最大直徑4.2米,起飛質量22.5噸。裝進火箭整流罩里,像坐進了飛機頭等艙一樣舒服。
長五B 火箭,不僅運載能力出色,而且是我國首款“一級半”構型火箭。一般而言,發射低軌任務都需要兩級半火箭接力工作,一級扔掉之后,二級再接力工作才能把它送到軌道上去。然而,長五B運載火箭通過采用全新構型設計,所有發動機的點火都在地面完成,無須進行級間分離、高空發動機啟動等動作,降低了故障發生的概率,可靠性得到極大提升。
“作為一級半構型的火箭,長五B 火箭沒有單獨的調姿和末速修正系統,而是利用一級火箭直接將有效載荷送入預定軌道。在一級發動機關機時,約140 噸的推力在幾秒鐘之內消失,相當于一輛高速行駛的汽車突然“剎車”,還要穩穩??吭谥付ㄎ恢谩?,長五B 火箭姿控系統副主任設計師張宇說,“為了滿足長五B 火箭特有的大推力直接入軌精度控制要求,研制團隊開展了入軌姿態控制、入軌精度控制、分離安全控制等方面的技術攻關,提高了火箭姿態控制精度,降低了制導誤差對精度的影響,使火箭在分離時處于最佳‘姿態’和最準位置。”
有了中國空間站,就意味著中國人在太空有了一個“家”。這個“家”的基本構型有3 個艙段,一個核心艙,兩個實驗艙,核心艙居中,兩個實驗艙連接于兩側,整體呈T 字構型,供航天員工作活動的空間可達110 立方米。中國航天科技集團五院空間站系統副總設計師朱光辰形象地比喻:如果說神舟飛船是一輛轎車,那么天宮一號和天宮二號相當于是一室一廳的房子,而中國空間站則像是三室兩廳還帶儲藏間,算是“豪宅”了。
核心艙,顧名思義,是空間站最核心、最重要的組件。天和核心艙分為大柱段、小柱段、資源艙、節點艙和后端通道,設置了3 個對接口和2 個停泊口,內部空間有50 立方米,可以滿足3 名宇航員在軌長期駐留和開展科學實驗。“天和”核心艙入軌后,后續還將有問天、夢天兩個實驗艙發射升空,與它實現對接,組建成為空間站,總體量將達到近百噸。
“此前我國航天員在軌飛行時間的最高紀錄是33 天,航天員生存所必需的水和氧氣,由航天器直接送入太空。如今,為了讓航天員實現更久的在軌停留,空間站設計了完整的可再生生命保障系統?!焙教炜萍技瘓F五院空間站系統總體主任設計師張昊說。
此外,核心艙還負擔了航天員初期駐留以及科研所需的全部物質條件,配置了工作區、睡眠區、衛生區、就餐區、醫監醫保區和鍛煉區6 大區域。航天員除了工作之外,還可以智能控制各種生活設施,完成刷劇、聊天、健身等活動,太空生活也具有更高的品質。至于兩個實驗艙,其主要任務是開展艙內和艙外空間科學實驗和技術試驗,也是航天員的工作生活場所和應急避難場所。
十年前,“天宮一號”和“神舟八號”的交會對接,被媒體比喻為在太空中“穿針引線”。不遠的將來,中國航天員將長期在空間站工作生活,載人飛船運送航天員天地往返,交會對接將成為常態,這也印證著中國航天事業的不斷進步。
2020 年4 月,習近平在給參與“東方紅一號”任務的老科學家的回信中說:“不管條件如何變化,自力更生、艱苦奮斗的志氣不能丟。新時代的航天工作者要以老一代航天人為榜樣,大力弘揚“兩彈一星”精神,敢于戰勝一切艱難險阻,勇于攀登航天科技高峰,讓中國人探索太空的腳步邁得更穩更遠,早日實現建設航天強國的偉大夢想。”
從1992 年黨中央作出實施載人航天工程“三步走”發展戰略,到2021 年天和核心艙發射成功,29 年是一代人的青春,也是漫漫征程中的一瞬。
偌大的北京航天飛行控制中心,負責軌道控制工作的副主管設計師曹鵬飛恰好與中國載人航天工程同歲。軌道室團隊中,有老一輩工程師默默堅守的身影,也有如他一般年輕蓬勃的力量,對曹鵬飛而言,這些高山仰止的背影最能給他力量。“對于這份事業,他們完全投入了自己的一生?!闭劦酱颂帲哪抗饫餄M是敬仰。
不論年紀,不論崗位,數十萬中國航天人心中都有一個共同的目標,他們用青春與奉獻匯聚成燃料,在各自崗位“噴射”力量,托舉著中國載人航天事業躍入穹蒼。
“天和”核心艙發射前,航天科工集團二院雷達電氣總體設計師趙賽君再一次守候在雷達監控設備前,靜靜等待。

天和核心艙大柱段內部寬敞的居住空間
趙賽君的崗位,是龐大地面測控網絡的重要一環。
為了“天和”順利發射,趙賽君經歷了許多未曾想象過的歲月,去了一些未曾想象過的地方。她和團隊在偏僻的海島上待了一個多月去安裝相關設備,強烈的紫外線曬得人皮膚過敏,擾人的蚊蟲“嗡嗡”地在耳邊打轉。生活物資供給困難,飲食基本限于方便面。海水時不時地漲潮,把她們居住的帳篷都淹沒了一半。
來自電子科技集團的工程師梁興磊也會想起,在茫茫戈壁穿梭的那段歲月。為了滿足空間站任務的衛星通信需求,梁興磊所在的衛星通信技術團隊頂著風沙在工地作業,建成1 套固定衛星通信站,2 套車載衛星通信站。
冬日戈壁,凜冽的風裹挾著沙塵在耳邊呼嘯,打在裸露的皮膚上生疼。梁興磊負責戶外衛星天線結構的安裝。穿著厚厚的衣服,梁興磊還是會被寒風吹得透心涼。為了能按時完成工期,他習慣了匆匆扒拉兩口泡面充作午飯,習慣了乘著夜色返回住處,習慣了戈壁風沙擦過臉頰。
對外場作業的航天人來說,這些磨煉早已習以為常。他們說,只有經受住最艱苦的考驗,才能見證最壯美的星辰。
“天和”核心艙順利入軌,升入太空。在此次任務應用的新技術中,生命保障系統格外吸引人眼球。這項全新的技術,將為空間站水資源的循環利用提供有力保障。
為了攻克這項技術、完成這一產品,航天科工集團二院某研究所項目團隊克服了常人難以想象的困難。負責總體設計的張玉翔記憶最深的是,在航天員科研訓練中心進行預模擬試驗的那些日子。每班十幾個小時,守在一間屋子里,眼睛死死盯著電腦屏幕上的數據?!澳鞘俏医洑v過最漫長的日子?!睆堄裣枵f。值班結束后,他們還要繼續忙碌,要把這段時間數據進行匯總分析。不知過了多少天,邁出實驗室的一瞬間,張玉翔感到一種無比放松。
“天和”順利升空后,所有為了項目熬過的夜、打過的故障報告、吃過的泡面、睡過的行軍床,都會變成人生中有趣的談資與值得銘記的歲月。
“特別能吃苦、特別能戰斗、特別能攻關、特別能奉獻”的載人航天精神,早已在不知不覺間融入中國航天人的血脈,在新一代的年輕航天人身上繼續流淌。
2018 年,在致信祝賀亞太空間合作組織成立10 周年時,習近平總書記強調:“中國倡導世界各國一起推動構建人類命運共同體,堅持在平等互利、和平利用、包容發展的基礎上,深入開展外空領域國際交流合作。中國一貫主張合理開發、利用空間資源,保護空間環境,推動航天事業造福全人類?!?/p>
2011 年美國國會出臺“沃爾夫法案”,禁止美國國家航空航天局以及與之有合同關系的美國航天企業同中國航天機構進行任何接觸和合作。中國被排斥在美國主導的國際空間站“俱樂部”之外。不僅如此,戴著“有色眼鏡”看待中國發展的西方政客,將太空領域作為未來戰爭和軍備競賽的主戰場,在太空技術領域對中國嚴防死堵。
盡管面對阻撓,中國航天并未止步不前,反而通過自主創新取得了探月、探火、北斗組網以及“長征”系列運載火箭成功發射等一系列令人矚目的成就。
這一次,中國在空間站建設上邁出了重要一步,對世界來說同樣意義重大。由于已在軌運行幾十年的國際空間站有可能在2024—2028 年退役,屆時中國空間站或將成為太空中唯一一個人類空間站。
與某些西方國家搞封閉“小圈子”不同,中國一貫堅持和平利用、平等互利、共同發展的原則,努力將中國空間站打造成面向國際社會、開放的科技合作交流平臺。在2020 年12 月17 日國務院新聞辦舉行的“嫦娥五號”任務新聞發布會上,國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華就曾表示:“中國空間站將廣泛開展國際合作,爭取發揮更大價值,為人類民生福祉實現更多產出?!?/p>
2019 年6 月12 日,中國載人航天工程辦公室和聯合國外層空間事務辦公室在維也納聯合宣布,來自17 個國家的9 個項目從42 項申請中脫穎而出,成為中國空間站科學實驗首批入選項目。
聯合國外空司司長迪·皮蓬對此舉表示高度贊賞,稱中國的這一舉措有力促進了載人航天國際合作,使更多的國家能夠有機會參與載人航天技術研究,是對聯合國2030 可持續發展目標的有力支持。
值得一提的是,中國空間站合作充分照顧缺乏技術與資金的發展中國家的需求,為它們提供了進入太空、開展各類應用實驗的機會,成為不折不扣的“發展中國家之家”。這將有效幫助世界跨越技術發展鴻溝,讓所有國家平等參與到太空的和平開發利用中來。
1967 年,《外空條約》莊嚴宣告:外空探索和利用是全人類共同的事業,應為全人類謀福利。中國開放空間站合作,是對這一國際條約精神和構建人類命運共同體理念的生動踐行。未來,全球將擁有一個開放、充滿生機的國際太空合作新平臺,它將真正成為全人類在外空“共同的家”。