“中国制造”飞向太空:载人航天工程走过30年,深空探测放眼太阳系边际

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封面新闻 2022-10-04 11:21 156356

问天实验舱和长五B遥三运载火箭发射 封面新闻记者 杨峰 摄

封面新闻记者 林珏瑶

北纬19°19′,东经109°48′,海南文昌航天发射场。

轰鸣声响彻南海之滨,尾焰在发射塔架间升腾。7月24日下午,“问天”实验舱在长五B遥三运载火箭的托举下发射升空,与中国空间站“天和”核心舱会合。

空间站,这个中国航天员在太空的“新家”,正在逐步“扩建”。此前,太空“快递小哥”天舟飞船先后从文昌发射场升空,天舟五号也计划在今年发射,为太空站送去补给。

越来越多“中国制造”正闪耀在太空之中。从无人飞行到载人飞行,从“天宫一号”到空间站,从短期在轨驻留再到“太空出差”半年,从“嫦娥”奔月到“祝融”探火……一代代航天人在执行任务中,突破技术难题,创下多个人类“首次”的记录。

天和核心舱在文昌发射场发射升空  封面新闻记者 杨峰 摄

海岛上建发射场

克服“三高三强”气候干扰

载人航天工程逐梦苍穹30年,文昌航天发射场发挥着越来越重要的作用。

随着国家航天实力提升,长征五号和长征七号两型新一代运载火箭的研发和使用,对发射场的条件提出了更高的要求。而我国之前的西昌、酒泉和太原航天发射场,地理位置在大直径火箭运输、火箭飞行残骸落区安全等方面均不能满足。

文昌航天发射场应时而生。与这三个发射场相比,它具有得天独厚的地理优势:纬度低,射向宽,海运便捷等。

2007年,我国批准在海南文昌建设新一代运载火箭发射场,西昌卫星发射中心承担建设、管理、使用的重任。2009年9月14日,文昌航天发射场开工建设。

在海岛上修建一个航天发射场有多难?

时任西昌卫星发射中心副总工程师的周凤广全程参与发射场的建设,他在接受媒体采访时回忆起这段经历,仍感叹“很不容易”。

按照规划,为了让大火箭能垂直转运、平稳行进,从测试厂房到发射塔架间,要铺设一段2.8公里的轨道,工程要求,这条轨道不能有缝隙。为了解决这一难题,在海南的夏季,工程师们要在高温下面对上千度的焊接炉,不断实验。

“(最后)用气压焊焊成功了,实验成功了以后,他们(工程师)都抱着一块哭,觉得很不容易,确实突破了很多技术难关”,周凤广说。

难题往往不止一个。高温、高湿、高盐雾,强降雨、强雷暴、强台风,海南岛独有的“三高三强”气象特征,也给发射场建设带来新的挑战。

发射场建成后,科技人员先后攻克了低温推进剂大流量加注、煤油液氮降温、网络信息系统国产自主可控等关键技术,解决了中大型液体火箭并行测试发射、单工位适应多型火箭发射、设施设备适应当地气候环境等问题,实现新一代大推力运载火箭高密度发射能力。

2016年6月25日,文昌发射场迎来“首秀”。当天,长征七号在此成功首飞。

在发射场系统总体单位,即北京特种工程设计研究院的总工程师刘晓华看来,文昌航天发射场实现了复杂自然条件下重大工程建设、生态型环保型集约型发射场建设、大推力火箭发射能力、信息化指挥控制能力等四大突破。

他在接受新华社采访时举例,发射的两型火箭全面采用液氢、液氧、航空煤油等无毒无污染型推进剂;垂直转运轨道采用集约化设计,长征五号火箭采用直线转运轨道,长征七号火箭采用直线加弯道的转运轨道,与长征五号火箭共用一段轨道,最大程度减少工程造价和占用土地。

在信息化指挥控制能力方面,首创国产化软件开发平台,研发测控指挥监控系统等配套软件,确保了航天发射核心技术的自主可控、绝对安全。

载人航天

“三步走”只差最后一步

文昌航天发射场的发展,离不开我国1992年决策实施的载人航天工程“三步走”发展战略。30年间,“三步走”已经走完了两步。

“发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验”,中国载人航天第一步战略目标,早在2005年便得以实现。

继神舟五号顺利完成进行首次载人航天飞行后,2005年10月12日,费俊龙和聂海胜两名航天员搭乘神舟六号进入太空。他们首次进入轨道舱进行工作和生活,是我国首次实现“真正有人参与的空间飞行试验活动”。当天17时,费俊龙进入轨道舱后,聂海胜向镜头竖起大拇指。次日,两名航天员还在返回舱内进行穿脱压力服试验。

载人航天工程通过实施四次无人飞行任务,以及这两次载人飞行任务,突破和掌握了载人天地往返技术,使我国成为第三个具有独立开展载人航天活动能力的国家,也实现了“三步走”战略第一个目标。

“三步走”战略的第二阶段,在2016年6月到2017年4月得以实现。据媒体报道,载人航天工程先后实施长征七号首飞任务,任务所搭载的多用途飞船缩比返回舱成功返回,验证了新一代多用途飞船的返回舱新气动外形,突破了一批关键技术。

在此之后,天宫二号与神舟十一号、天舟一号交会对接任务,突破和掌握了空间站货物运输、航天员中长期驻留、推进剂在轨补加、地面长时间任务支持和保障等技术,并开展了一批空间科学实验与技术试验,为我国空间站在轨组装建造和长期运营奠定了坚实基础,标志着空间实验室任务取得成功。

空间站建造

建好在天上的新“家”

“建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题”。2020年5月,随着长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功,“三步走”发展战略的最后一步拉开序幕。

中国空间站名为“天宫”,由核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱组成,建成后整体呈T字构型,其中天和核心舱已于2021年4月29日发射入轨。

2021年5月29日、9月20日和2022年5月10日,天舟二号、三号、四号货运飞船再次起飞,与天和核心舱顺利对接,我国空间站建设进入了承上启下的关键阶段。

2021年6月17日9时22分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波搭乘神舟十二号载人飞船飞向太空。伴随着飞船与天和核心舱完成快速交会对接,三名航天员顺利进舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。

2021年6月,神舟十二号航天员出征仪式在酒泉卫星发射中心举行  图源:新华网

空间探测首席科学传播专家庞之浩此前在接受封面新闻采访时表示,空间站将是一个国家级太空实验室,设计寿命要至少10年,甚至15年。因此,执行本次任务的三位航天员工作非常艰巨,需要从零开始把一个“新家”建好,同时还要对许多新的技术和设备进行适应。

作为中国空间站首个科学实验舱,2022年7月24日,长征五号B运载火箭搭载着中国空间站“问天”实验舱发射升空,踏上问天之路。

封面新闻记者此前从抓总研制问天实验舱的航天科技五院了解到,入轨后,23吨的问天实验舱与40多吨的空间站组合体实施轴向(前向)进行交会对接,完成“一”字构型。这是我国目前最大吨位的两个航天器之间的交会对接,也是我国空间站首次在有人的状态下迎接航天器的来访。

今年7月25日,神舟十四号航天员乘组进入问天实验舱  图源:中国载人航天工程办公室

“问天”实验舱的设计刷新了中国和世界的多项纪录。实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成,舱体总长 17.9 米,直径 4.2 米,发射重量达23.2吨,与天和核心舱相比,问天实验舱更重、更大,具备更强的超万瓦级的供电能力、千兆级的信息传输能力,是国内迄今为止发射的最大的单体航天器,也是世界现役在轨最重的单舱主动飞行器。

今年下半年,发射场还将执行空间站梦天实验舱发射任务,继续完成我国空间站建造目标。

深空探测创多个“首次”

航天成果走进百姓生活

“嫦娥”奔月、“祝融”探火、“羲和”逐日、“北斗”指路……随着中国航天人对太空不懈地探索,曾经的神话慢慢变成现实。

2007年,中国首颗绕月探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射升空,开启了中国深空探测新领域。“嫦娥”在太空上探月的故事,如今还在进行着。

每一位“嫦娥”都在我国的探月工程上创下多个“首次”:“嫦娥一号”获得120米分辨率全月球影像图、三维月球地形图等成果,让科研人员据此编制出中国首幅月球虹湾区域的地质图和构造纲要图;“嫦娥二号”获得了世界首幅7米分辨率全月图;“嫦娥三号”刷新了国际上探测器月面工作最长时间纪录;“嫦娥四号”实现了人类首次月球背面软着陆和巡视勘察;“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回,携带月球样品着陆地球。

国家航天局副局长吴艳华曾在回答封面新闻记者提问时曾表示,“嫦娥五号”带回来的月球土壤,有一部分样品将入藏国家博物馆,向公众展示,进行科普教育。

深空探测的步伐并未就此停歇。国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠介绍,在2025年前后,将完成“嫦娥六号”和“嫦娥七号”相关工作,同时开展“嫦娥八号”的研制;在2030年之前,要完成“嫦娥八号”发射。

中国探月工程总设计师吴伟仁在接受中新社记者采访时曾表示,中国正在组织专家深化论证太阳系边际探测方案,计划于2049年实现150亿公里远的深空探测。

三十载筚路蓝缕,中国载人航天工程不仅在科学技术方面取得成就,也改善了百姓的生活。工程办公室主任郝淳今年4月在回答封面新闻记者提问时表示,这30年来,载人航天工程有4000余项技术成果被广泛应用于国民经济的各个行业。

水稻品种“锦优90”是通过航天诱变育种,再衍生选育而成,因而被称为“航天水稻”。在刚刚过去的秋分时节,“锦优90”迎来在成都的首次丰收,预期亩产约600公斤。

成都市双流区彭镇的“锦优90”水稻种植基地 封面新闻记者 刘秋凤 赵奕 摄

四川省水稻航天育种工程研究中心相关负责人刘思勇此前告诉封面新闻记者,作为有着太空“旅游”经历的品种,“锦优90”回归田野后展示出了自身的独特优势。其中生育期较短,约140天左右。不仅如此,“锦优90”还具备很强的抗病能力,抗性鉴定已经达到了5级以下,比普通水稻的抗稻瘟病的能力更强。

“载人航天工程是一项‘既高大上,又要接地气’的伟大事业。在自身发展的同时,又可以带动相关产业升级,推动经济社会发展,与国计民生密切关联”,郝淳说。

(综合自新华社、央视新闻、光明网、人民网、中新网、中国航天报、《国家记忆》纪录片、公众号“我们的太空”、中国军网-解放军报、南方日报、封面新闻此前报道)

评论 21

  • fm1625 2022-10-08

    中国骄傲

  • 喷喷喷喷喷喷喷 2022-10-07

    核心舱会合

  • 喷喷喷喷喷喷喷 2022-10-06

    会合

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