央視國際 www.cctv.com 2006年10月11日 17:46 來源:
中國航天報消息(記者 武鎧):中國從未像現在這樣迫切地意識到科技自主創新的重要。沒有創新的民族,難以持續進步,沒有創新的國家,發展必然乏力。
在人們把目光投向中國科技領域時,航天,成為了當之無愧的科技創新代表。
飛彈和衛星,是買不來的,國防尖端裝備不可能依靠外國,中國航天人從創業的那一天開始,便深信不疑。依靠自己,自主創新,是中國航天人與生俱來的理念與原則。
航天技術是反映一個國家綜合實力的重要標誌。時至今日,中國航天以許許多多輝煌成就印證了一條正確的「中國創造」道路。
自力更生「長徵」
100多年前,俄國科學家齊奧爾科夫斯基曾說過這樣一句話:火箭是徵服太空最理想的交通工具。二戰硝煙中誕生於納粹德國的V-2飛彈,其實正是現代火箭的開端之作。從飛彈到火箭,是此後幾個大國共同的發展歷程,這個規律同樣適用於中國航天。
當年,從軍隊、院校、各行各業匯聚到一起的第一批航天人,在周恩來、聶榮臻、錢學森等領導的帶領下,懷揣激情開始了對航天、對飛彈技術的學習。在北京郊區的機庫裡,在塞外荒原建起的幹打壘裡,在人跡罕至的戈壁灘上,他們消化資料、艱苦試驗、搶建設施,開始了中國航天的創新曆程。
1956年國防部五院成立後,著手以蘇聯型號為參考仿製1059飛彈,並取得了很大進展。但在關鍵時刻,蘇聯單方撕毀協定,迫使中國航天更快地走上了建立自主體系、發展自主技術的自力更生道路。我國自行設計的飛彈型號研製成功後,毛澤東主席風趣地說:「應該給赫魯雪夫發一個一噸重的大勳章。」
1965年,我國近程飛彈飛行試驗獲得成功。此時,「中國火箭之父」錢學森講了這樣一段話:「我國彈道火箭已有一定基礎,計劃中的洲際火箭具有發射人造衛星的能力。沒有大推力火箭,衛星是放不到地球軌道上去的,因此應早日把運載火箭列入國家計劃。」
20世紀50年代,毛澤東主席就曾發出號召:「我們也要搞人造衛星。」但航天之路異常艱難,更何況是白手起家。從1965年1月下達第一顆人造衛星研製任務,到1970年我國成功實施第一次宇航發射,其間五年坎坷,幾多挫折。
承擔發射任務的長徵一號運載火箭是長徵系列火箭的鼻祖,堪稱華夏第一箭,同時,這「第一」也意味著許許多多新的技術難關。火箭三子級的固體燃料發動機就是其中的代表。這種發動機要在600千米高空可靠點火,並在每分鐘180轉的條件下工作,研製難度相當大。試驗設備以最快速度搭建了起來,但在1968年,直徑770毫米的發動機首次試車失敗了。此後,技術人員全力以赴解決了一系列問題,後面的19次試車終於全部取得了成功,發動機指標達到了要求。
1970年4月24日21點35分,長徵一號運載火箭載著東方紅一號衛星昂首太空,將衛星準確送入軌道。長徵一號火箭起飛質量81.5噸,起飛推力104噸,近地軌道運載能力300千克。它發射的東方紅一號衛星重173千克,超過蘇、美、法、日四國第一枚火箭運載衛星重量的總和,中國航天從第一步就不遜於人。宇航創新之路,初戰告捷。
那天,聽著太空傳來的《東方紅》樂曲,苦戰五載的中國航天人幸福的淚紛飛化雨。
就是在這一年,我國為發射低軌道重型衛星而開始研製長徵二號運載火箭,在它的身上,應用了搖擺發動機等多項新技術。在1974年的第一次發射中,火箭飛行姿態失去了控制在空中自毀。經過廣大研製人員分析原因,採取有效措施,「長徵二號」在此後的發射中均成功地將返回式衛星送入太空。
20世紀70年代末,我國的運載火箭設計師開始同時研製長徵三號運載火箭並考慮長徵四號運載火箭的方案。作為三級液體火箭,長徵三號運載火箭的突出特點在於它的低溫高能液氫液氧發動機。為了研製氫氧發動機,科技人員付出了艱苦努力,僅試車就進行了約120次。在首次發射取得部分成功後,長徵三號運載火箭於1984年將東方紅二號試驗通信衛星送入地球同步轉移軌道,取得了來之不易的勝利。1990年,「長徵三號」還出色完成了長徵系列運載火箭首次發射外星的使命。
「長徵三號」的問天之舉,使我國的高能低溫燃料技術、高空低重力發動機二次點火技術,以及地球靜止軌道衛星技術都大大跨進了一步。可以這樣說,「長三」的成功,使中國的火箭技術邁入了世界先進的門檻。這一步,是航天技術發展更新、厚積薄發的重要一步。
而長徵四號運載火箭,則為太陽同步軌道和極地軌道各種應用衛星提供了運載服務。1988年和1990年,長徵四號運載火箭先後發射了兩顆風雲一號太陽同步軌道氣象衛星,為我國衛星軌道開闢了新的領域。自此,我國運載火箭覆蓋了近地軌道、太陽同步軌道和地球靜止軌道全部三條地球軌道。
「長徵三號」和「長徵四號」在運載能力上,還是有所欠缺的。為此,設計人員又開始研製一種叫做「長徵三號甲」的新型火箭。雖然它的名字與「長徵三號」很接近,但它在性能上的提高並不是一點點。長三甲火箭的第三級發動機具有二次啟動能力,並且具有一箭多星和適應多軌道發射要求的能力。1994年「長三甲」首發即是一箭雙星,後來又相繼把東方紅三號通信衛星、北鬥一號導航試驗衛星等送入軌道。未來,在受國人關注的「嫦娥」探月工程中,就是由這一性能優良的火箭承擔發射重任。在「長三甲」基礎上結合捆綁技術發展而來的長三乙火箭,將地球同步衛星運載能力從2?6噸提高到5?2噸,達到國際先進水平。
談到中國航天的發展,就不能不談到長徵二號捆綁式火箭。而「長二捆」的誕生與成長與對外商業發射服務密不可分。
1986年初美國的挑戰者號太空梭爆炸後,太空梭被停飛。趁此時機,我國僅用了18個月就研製成功長徵二號捆綁式火箭,可以發射原來準備用美國太空梭發射的商用衛星。長二捆火箭是以「長徵二號」為芯級,周圍捆綁了4個液體助推器,它的近地軌道運載能力達9.2噸。
從1988年12月開始的18個月裡,在美國人的擔心中,長二捆火箭研製成功並聳立了起來。1990年,火箭試驗發射獲得圓滿成功。到了1992年,「長二捆」按照合同與澳星對接成功準備發射。但在3月22日發射點火後,一臺助推器發生故障,火箭立即實施了緊急自動關機。星箭安然無恙,但發射中止了。後來查明,是一個鋁製多餘物影響了發射。「3.22」,這一讓航天人刻骨銘心的日子,此後被定為中國航天質量日。
中國火箭安全地避免了一場災難,國外專家表示繼續履行合同。100天後,新的「長二捆」火箭又聳立在了西昌衛星發射中心。8月14日,「長二捆」漂亮地完成了發射任務,澳星發射走出了陰霾。
此後,「長二捆」火箭又經歷了兩次挫折、兩次奮起,在磨難中開拓出一條對外發射之路。「長二捆」的故事裡,寫滿中國航天人的攻關和創造精神。
進入新世紀以來,長徵系列運載火箭中最搶眼、最為大眾熟知的莫過於載人航天的功臣「神箭」長二F火箭了。
我國載人航天工程立項後,為滿足發射神舟飛船的要求,保證航天員的安全,我國在長二捆火箭的基礎上改進了可靠性並增設了故障檢測系統和逃逸救生系統,從而發展出了長徵二號F運載火箭,專門用來發射神舟號飛船。該火箭堪稱我國最為可靠的火箭,在「神一」到「神六」歷次發射中均表現完美。
50年來,經過幾代航天人的不懈努力,中國的長徵系列運載火箭經歷了從常規推進到低溫推進,從串聯到串聯加捆綁,從一箭單星到一箭多星,從近地軌道、太陽同步軌道到地球同步轉移軌道,形成了長徵火箭系列型譜,具備了發射低、中、高不同軌道、不同類型衛星的能力。
現在的長徵系列運載火箭包括12個型號,其近地軌道最大運載能力為9.2噸,地球同步轉移軌道最大運載能力為5.1噸。截至目前,長徵系列運載火箭已進行91次發射,發射成功率在92%以上。自1996年10月以來,長徵系列運載火箭連續49次發射成功。
目前,我國正在按照「無毒無汙染、低成本、高可靠、適應性強、安全性好」和「通用化、系列化、組合化」的思想,研製新一代運載火箭,其近地軌道運載能力將達到25噸,地球同步轉移軌道運載能力將達到14噸,該火箭起飛能力將達到1000多噸。 這將是中國火箭的一個飛躍。
滿天星光燦爛
1970年4月25日,中國城鄉一片歡騰,人們像過節一樣喜悅。這都是因為一顆衛星,中國人放飛的第一顆衛星——「東方紅一號」。當天晚間,首都人民爭相觀看飛經北京上空的衛星身影,從收音機裡,收聽它播送回祖國的清晰洪亮的樂曲。作為世界上第五個獨立研製和發射衛星的國家,中國的第一顆衛星「東方紅一號」,在重量、跟蹤手段、星上溫控系統等項目指標上,都超過了之前西方國家的第一顆衛星。
此後,從「實踐一號」到「實踐四號」的另一系列多顆衛星陸續升空,承擔了空間探測的使命,也為其他太空飛行器提供了必要的數據。
1978年年底的一天,在我國內地的一個偏僻山區,人們像趕集一樣去瞧稀罕,說是天上掉下來個怪東西。第二天,來了些手提工具箱的人,他們僱了十幾個小夥子,才把這個大傢伙抬到公路上運走。
這,就是我國早期回收返回式衛星的情景。從1975年首顆返回式衛星到前不久升空的育種衛星「實踐八號」,我國已成功發射23顆返回式衛星,基本都成功得到回收。標誌著我國衛星返回技術達到了世界先進水平。
也是在1975年,我國開始攻克同步靜止軌道通信衛星難關。通信衛星,是一種重要的現代化通信手段,對於當時的中國來說是發展的急需。1984年4月8日,長徵三號運載火箭發射東方紅二號試驗通信衛星成功,傳輸廣播電視節目十分清晰。其後,我國的通信衛星從「東方紅二號」到功能比較強大的「東方紅三號」,技術穩步成熟,通信衛星已在我國科技事業和國民經濟發展中發揮出越來越重要的作用。
目前我國正在研製新一代大型靜止軌道衛星平臺,該平臺的首顆衛星——鑫諾二號通信衛星將於今年下半年發射升空,此平臺的後續衛星——奈及利亞通信衛星和委內瑞拉通信衛星將於2007年以後陸續交付用戶。
與通信衛星相比,風雲氣象衛星是我們每天都要從《天氣預報》中聽到的名字。太陽同步軌道與地球靜止軌道兩種氣象衛星相互補充,就能解決全球氣象連續觀測和高緯度地區氣象觀測的問題。而我國已經擁有了這兩類衛星:「風雲一號」和「風雲二號」。
中國航天在自主開展衛星研製的同時,與國際同行進行了密切合作。一顆叫做「地球資源一號」的衛星,就被我國領導人譽為「南南合作」的典範,向社會廣為介紹。資源一號衛星是我國第一代傳輸型地球資源衛星,星上三種遙感相機可晝夜觀察地球,利用高碼速率數傳系統將獲取的數據傳輸回地球地面接收站,經加工、處理成各種所需的圖片,供各類用戶使用。
提起衛星導航定位系統,大家可能還要琢磨一下,但提起美國的「GPS」,大家就都知道是確定方位用的。其實「GPS」只是各國衛星導航定位系統中的一個,因為它目前最為成功,大家就把它當成了衛星導航定位系統的代名詞。與美國「GPS」、俄羅斯「GLONASS」並列,我國的「北鬥」,是世界上第三個已建成的、並不斷完善著的完全自主的衛星導航定位系統。
我國自行研製並發射了三顆北鬥導航試驗衛星,它們在太空中建立起我國第一代衛星導航定位系統——「北鬥導航系統」。「北鬥導航系統」是全天候、全天時提供衛星導航信息的區域導航系統。這個系統建成後,主要為公路交通、鐵路運輸、海上作業等領域提供導航服務,對我國國民經濟建設將起到積極的推動作用。
50年來,中國航天具有了研製生產各類衛星的能力,並在衛星回收技術、軌道控制技術、姿態控制技術等方面達到國際先進水平。中國已經成功發射70餘顆國產衛星,在國家經濟建設、科技進步等方面發揮了重要作用。
穩步走向深空
1992年,我國載人航天工程立項,開始了全方位的探索與推進。1999年,第一艘神舟飛船成功進行了無人飛行試驗。2003年10月15至16日,我國首次載人航天飛行取得圓滿成功,中國成為世界上繼前蘇聯和美國之後第三個獨立自主掌握載人航天技術的國家。2005年10月12日至17日,神舟六號載人航天飛行取得圓滿成功,我國實現了真正意義上有人參與的空間試驗活動。
我國自主研發的神舟飛船,突破了再入升力控制、防熱、艙段間分離等13項載人飛船的關鍵技術,總體性能達到國外目前正在使用的第三代載人飛船水平,並在很多地方具有自己的優勢:第一,一步邁過美蘇的40年發展歷程,實現了跨越式發展;第二,性能先進,智能化程度較高;第三,神舟飛船是世界上唯一真正實現人貨合運的載人飛船,飛船軌道艙在航天員返回後可以留軌工作半年;第四,投入少,一船能夠多用,節省了巨額的發射費用。
載人航天作為「兩彈一星」之後,航天領域的又一項國家級重大科技工程,對科技自主創新的示範意義是十分重大的。它是科技工作者自主創新、刻苦攻關的結果,更是突破西方國家技術出口限制,自己把握命運贏取主動的典型範例。
為了達到高安全、高可靠,單長徵二號F載人運載火箭這一系統就採用了55項新技術,攻克世界性難題的故事更是層出不窮。載人航天工程的創新實踐,直接影響帶動了其他國民經濟領域。我國近年來的1000多種新材料中,80%是在空間技術的牽引下研製完成的。
進一步實施載人航天的同時,在深空探測領域,我國做出了同樣宏偉而紮實的謀劃。目前月球探測衛星正在研製中。按照我國月球探測工程計劃,第一步將於2007年實現繞月飛行和科學探測,第二步實現月面軟著陸和月面巡視勘察,第三步進行月面巡視勘察與採樣返回。
步入快速發展期的中國航天,集中面臨著比以前高几個梯級的技術難關,拿下它們,在一兩年內的工作難度和工作量就要達到以前幾年、十幾年的總和。
以月球探測為例,月球距離地球相對遙遠,軌道、測控等方面都將遇到許多不可預見的新情況。月球上的環境更為複雜,月蝕期間得不到太陽光,溫差有300多攝氏度,熱控技術要求很高。另外,對月探測設備要滿足工程的長期需要,也要經過很多試驗,確保其可靠性。
但是有著創新攻關傳統及手段的中國航天人,已經解決了一大批技術難題,正在用這一法寶去面對更多具有挑戰性的課題。
我國提出的建設創新型國家的要求,為航天人總結成功經驗,以創新能力再造嶄新未來提供了千載難逢的機遇。創新是航天人的生存之基,航天人以走在民族創新前列為榮。下一個50年,航天仍將挺立前沿。
責編:武林