《中國經濟周刊》記者 胡雪琴︱北京報導
9月,「天宮一號」發射在即,如一切順利,中國載人航天事業將出現又一座裡程碑。
「不知天上宮闕,今夕是何年?」「天宮」承載著中國人長久以來對太空的遐想。「天宮一號」究竟是什麼?它與「神八」、「神九」、「神十」什麼關係?
「天宮一號」是一個小型的空間實驗室,其最重要的功能是完成與「神八」、「神九」、「神十」飛船進行交會對接的試驗,如果試驗成功,中國人將掌握載人航天空間站的基本技術。
「天宮一號」模型在2009年央視春晚第一次公開亮相後,曾多次在大型科技展覽上與公眾見面,其外形類似短粗的圓柱體,直徑比神舟飛船更大,前後各有一個對接口,就像一扇圓形的門。屆時,航天員將通過這扇門從飛船進入「天宮一號」。
「天宮一號」與真正的空間站還有一定距離,可以說是一個雛形。可以把「天宮一號」比作一個小房子,長約9米,最大直徑3.35米,重量約8.5噸。有「兩室」或者叫「一室一廳」,學名為「實驗艙」和「資源艙」。
實驗艙本體分為三段,分別為前錐段、圓柱段和後錐段。前面兩段可以容納3名航天員生活,最後的後錐段則安裝著一些設備。資源艙則包括發動機和電源裝置等。
在新能源的使用上,「天宮一號」也很時尚,它安裝了5片機翼,即5片太陽能電池板。這號稱是中國中低軌道太空飛行器最複雜的太陽翼設計。
9月底「天宮一號」發射後,預計要等兩個月,「神八」才會升空與其對接。有知情人士透露,「天宮一號」將與「神八」、「神九」、「神十」對接。而「天宮一號」壽命只有兩年,那麼,「神十」是否會在2013年前發射升空?另外,有消息透露,2015年前,我國將再陸續發射「天宮二號」、「天宮三號」兩個空間實驗室。屆時,這兩個「天宮」將共同組成中國的空間站嗎?
這些答案都有待揭曉。
火箭,火箭
「天宮一號」原定8月30日的發射再次推遲。
8月18日「實踐十一號04星」(下稱「04星」)發射失利。因為「長徵二號丙火箭」出了故障,這是長徵系列火箭31年來首次失利。而運送「天宮一號」的火箭屬於同一系列,為「長徵二號F運載火箭」。
新中國的航天史其實始於火箭研製。在接受《中國經濟周刊》獨家專訪時,中國科學院院士、「兩彈一星」元勳、2009年度國家最高科學技術獎獲得者孫家棟院士回憶了這樣一段往事。
1957年10月,蘇聯發射人類第一顆人造衛星。1958年,中科院提出要放重型衛星,向國慶10周年獻禮。但1959年1月,因國家經濟困難,衛星研製工作暫停,集中力量先研製探空火箭,由錢學森負責。「當時,我們對此還不是很理解,但今天看來,就覺得這個決策無比英明。因為火箭是衛星的基礎,火箭技術不過關,飛彈、衛星根本就無法上天。」1964年6月,中國自行設計的第一枚中近程火箭發射成功。
1970年4月20日,中國第一顆人造地球衛星「東方紅一號」升空。蘇聯第一顆人造衛星重量83.6公斤;美國衛星重8.2公斤;法國衛星重42公斤;日本衛星重11公斤。而「東方紅一號」重達173公斤,超過前四顆衛星重量之和。「中國衛星的重量讓國外震驚,因為這恰恰說明我們的火箭威力大,能把那麼重的大傢伙送上太空。」孫家棟告訴《中國經濟周刊》。
火箭技術是基礎。曾經擔任過「長徵三號」、「長徵二號丙」火箭的總指揮,也是從「神舟一號」至「神舟五號」發射的火箭總指揮的黃春平向媒體透露,「中國航天和世界先進國家航天的差距,就是火箭發動機的推力不夠。國際上的先進水平,可以把25噸至50噸的重量送入太空,而我們最多才能做到9噸。」
據記者了解,科學家們對「長徵二號F運載火箭」做了170多項改進,其中有5項新技術是首次使用。目前,中國正在研製用於發射空間站的新一代大型運載火箭「長徵五號」,運載能力將從9噸提高到25噸,這將是技術上的一次巨大進步。
直到「長徵二號丙運載火箭」的故障查清,「天宮一號」的發射才正式進入倒計時。
為何要建空間站?
美國《航空周刊》官方網站2009年10月16日曾刊載題為「中國開始登月研究」的文章。文章提到,有中國航天專家在10月15日召開的國際宇航大會上表示,2020年中國將打造重達60噸的空間站,該空間站可載3名太空人,將由3個太空艙組成。
如果上述消息屬實,2020年將成為一個重要的太空節點,因為屆時,目前人類建造的唯一在軌空間站「國際空間站」將退役,中國的空間站將成為人類唯一的在軌空間站。
不過,美國40多年前就實現了載人登月,中國現在僅僅實現了繞月飛行;國際空間站早在1993年就完成了設計並進入實施階段,但中國的「天宮一號」才剛要出發;國際空間站重達400多噸,而2020年的「中國站」才只有60噸。
但無論如何,中國似乎是個後起之秀。
美國海軍戰爭學院中國太空計劃問題專家詹森·弗裡斯對中國的「天宮」空間交會對接試驗評論道:「有些人將這比作我們美國的『雙子星座計劃』(美國於1961年—1966年實施的系列載人空間試驗,其中軌道會合和對接試驗是重要組成部分)中所採用的技術,但我們是通過人來完成的,而中國如果能通過機器人來完成,這將是一大技術進步。」
世界上第一個多艙長久性太空站是由原蘇聯上世紀80年代建設的「和平號」空間站,但由於繼承者俄羅斯財政難以維持其運行開銷,在軌工作12年後,在2001年自行銷毀。國際空間站的設想是1983年由美國總統裡根率先提出,是人類有史以來建造的最大、最複雜的太空飛行器,它由美國、俄羅斯、日本、加拿大、巴西和歐洲航天局11個成員共16個國家聯手籌建,是世界航天史上第一次由多國合作建造的最大的空間工程。
16國研究設計10年,直到1993年才完工。最早計劃於2004年建成,後來多次更改計劃,致使完成時間一再後移。建設經費也在原定830億美元的基礎上不斷追加,最終確定為1140億美元。
有人質疑,空間站是個太燒錢的行當。在俄羅斯已經放棄「和平號」,美國縮減太空計劃規模,國際空間站的前途也變得撲朔迷離之際,中國為什麼要揮師挺進?
有美國專家稱,中國「要將自己放在太空飛行國家中的最高層」;有學者認為,這只是中國推進國家綜合實力的舉措;有學者認為,空間站建立能極大助推中國經濟發展,在太空育種方面,可以培育很多新品種蔬菜;在工業方面,可以製造在地球上無法製造的材料;可以用來進行科學實驗、太空觀測等。
中國工程院院士張履謙表示,「空間站是人類航天事業發展的一個必然趨勢,它代表了一個國家的航天國力。如果我們現在不去掌握這項技術,等到需要使用空間站時再來建造,就會落後了。」
(責任編輯:UN008)