優勢與挑戰並存 揭示中國載人航天工程現狀

2020-12-05 深度環球

在經歷連續兩次發射任務失敗後,北京時間5月5日,中國長徵五號B運載火箭在文昌航天發射場成功首飛,新一代載人飛船試驗船送入太空,實現空間站階段飛行任務,同時也拉開了中國載人航天工程「第三步」任務序幕。

從波折中誕生的921計劃

中國航天事業起始於1956年,1970年4月24日,中國發射第一顆人造地球衛星。

在中國第一顆人造地球衛星東方紅一號上天之後,1970年4月,時任中國國防部五院院長錢學森就提出,中國要搞載人航天。中國當時將這個項目命名為「714工程」,並將飛船命名為「曙光一號」。

由於中國當時技術儲備、大推力運載火箭等因素制約,「714」工程於1975年3月正式宣布下馬。

1992年9月21日,中國再次啟動了中國載人航天工程,即「921工程」。按照計劃,該工程第一步是將太空人送入太空天地往返(神舟一號至神舟六號),第二步建立第一階段短期的天宮一號目標飛行器(神舟七號至神舟十號)、第二階段中期三十天為基準的天宮二號太空實驗室(神舟十一號、天舟一號),第三步驟建立長期天宮太空站。

2005年2月,中國決策實施載人航天工程第二步第一階段任務。

2010年9月25日,中國批准《載人空間站工程實施方案》,正式啟動載人空間站工程。

2020年5月5日,中國新一代載人飛船試驗船的發射,標誌著載人航天工程「第三步」任務開啟。

如今,中國經過了近30年的發展,整個載人航天工程經歷了兩型火箭、11艘神舟載人飛船、1艘天舟貨運飛船、兩批航天員、兩個天宮目標飛行器和空間實驗室的成功,已完成了天宮空間站建站的全部準備。

優勢與挑戰

雖然中國在載人航天領域取得的成就令人矚目,但是挑戰依然很多。就在長徵五號B運載火箭成功的第二天,新型柔性充氣式實驗返回艙在返回回收過程中出現異常。

對此,中國官方當時並未通報是怎麼回事,只說是返回艙返回時「出現異常」。

有專業人士對此解釋稱,是充氣式返回艙「在返回的過程中姿態控制出現了問題」,出現了翻滾現象,但落地後返回艙段的結構基本完整,不過其外表但出現了比較嚴重的燒蝕現象。因此並不能說這次的返回艙降落試驗是完全失敗的,氣盾保護裝置還是起到了一定的作用,可見「出現異常」表示出現了一些問題,沒有達到理想的效果,雖說不上是取得了成功,但也不能判定為任務失敗。

此外,在今年4月9日和3月16日,中國在長徵三號乙運載火箭發射印度尼西亞PALAPA-N1衛星和長徵七號改中型運載火箭首次飛行任務時,接連兩次失敗,引起外界高度關注。

中國航天承接他國發射任務,對搶佔國際航天市場極為重要,連續兩次發生失敗無疑給中國航天在國際上的形象帶來一定負面影響。

對於上述連續兩次發射失敗,中國載人航天工程辦公室負責人在5月5日長徵五號B首飛發布會上作出回應稱,經過深入開展問題復盤、原因分析、試驗驗證等歸零工作,目前兩次失利的故障定位和機理已基本明確。與此同時,有關部門在航天全線組織開展了全面質量整頓和覆核複查,對原定近期執行的火箭發射計劃進行了適度的調整。

該負責人還透露,按計劃,中國空間站將於2022年前後完成建造,一共規劃12次飛行任務。

長徵五號B獨特技術

長徵五號B發射任務後,中國將先後發射天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙,進行空間站基本構型的在軌組裝建造;期間,規劃發射4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運飛船,進行航天員乘組輪換和貨物補給。

除此之外,長徵五號B還擁有多項技術,從構型上看,長徵五號B運載火箭採用一級半構型,由芯一級+助推器+艙罩組合體組成,在長徵五號運載火箭的基礎上取消了芯二級。

從外觀上看,兩型火箭的最大區別在於整流罩,長徵五號運載火箭的整流罩長度為12.267米,而長徵五號B火箭的整流罩長度達20.5米,其容積超過345立方米,是中國目前有效載荷容積最大的火箭整流罩,與其他國家大型火箭整流罩尺寸規模處於同一水平。

一個國家的航天能力以發射能力為基礎,即其商用火箭的運載能力。相比前蘇聯的能源號和美國的土星五號,長徵五號B在起飛重量和最大推力上都有著不小的差距,但因為種種原因這兩個型號早已經停運。在現役的運載火箭中,運載能力和推力方面,中國的技術實力已經和俄羅斯相當甚至於略微超過,但是和美國還有較大的差距,而這一差距主要體現在發動機上。

另外,中國航空在材料製作上也相對薄弱,材料一定程度上決定機械加工技術的難易度和成品的壽命,可靠性;而機械加工技術決定各項儀器的精度。

30年來,中國載人航天工程一直在穩穩地按照計劃進行。載人航天事業是人類歷史上最為複雜的系統工程之一,它的發展取決於整個科技水平的發展。同時,它也影響這整個現代科學技術領域的發展,同時對於現代科學技術的各個領域提出了新的發展要求,從而可促進和推動整個科學技術的發展。

當今,發展載人航天是各國綜合國力的直接體現。各發達國家都在發展戰略上都將增強綜合國力作為首要目標,其核心就是高科技的發展,而載人航天技術就是其主要內容之一。

在地球資源日漸枯竭的未來,對太空資源的開發和利用就日漸重要。而載人航天技術顯然在其中佔有重要地位。

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