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写在中国载人航天工程25周年之际:逐梦天宫需回答四个疑问

科普小知识2021-12-26 17:40:42
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写在中国载人航天工程25周年之际:逐梦天宫需回答四个疑问

“勇敢无畏,无私奉献,愿意为人类航天事业奋斗终生……”2016年4月23日下午,在北京举行的首届“中国航天日”研讨会上,在中国首位航天员杨利伟的带领下,共有9名航天员首次完成太空行走任务的翟志刚、首位女航天员刘洋以及执行神舟系列任务的航天员在国旗前重温了加入中国航天队的誓言。中国青年报、中国青年在线记者李俊辉/照片(信息照片)

写在中国载人航天工程25周年之际:逐梦天宫需回答四个疑问

4月17日,中国首艘自主研发的天舟一号、长征七号姚二号等运载火箭于17日完成组装、测试等技术领域的各项任务,并于10时左右转移至发射区。4月20日19: 41: 35,长征7号姚2号运载火箭在海南文昌航天发射中心成功发射。4月27日,它成功地完成了天宫二号的首次在轨助推器试验,这标志着天州一号任务的成功完成。视觉中国供应地图(信息图片)

天舟一号脱离轨道后的最后燃烧就像一个比喻:任何事业的成功背后,往往都有艰辛甚至牺牲。

9月22日,作为中国第一艘货船,天舟一号在太空“服役”五个月后被控制离开预定轨道。轨道高度继续下降,最终进入大气层烧毁。到目前为止,中国载人航天“三步走”的第二次任务及其扩大应用已经全部完成。中国正式进入“空间站时代”。

前一天,即9月21日,中国载人航天工程迎来了25岁生日。该计划于1992年启动并实施,产生了代号为921的项目。在过去的25年里,人们可能最容易记住几个名字:杨利伟,中国第一个飞向太空的人;翟志刚,中国第一个走出太空的人;景海鹏,三次飞行的宇航员;和第一位飞行女宇航员刘洋。还有神州、天宫和天州的名字。至于其他的,就像天州一号进入大气层后烧掉的灰烬一样,有些甚至不为人知。

但是对于载人航天工程来说,这25年里的每一点灰烬都是至关重要的。正如阿姆斯特朗登上月球后所说,“对个人来说,一小步就是人类的一大步”。每一次载人航天任务的成功,甚至宇航员在轨道上工作的每一次“第一次”,都意味着这个国家在一个或多个领域取得了重大突破。在它的背后是许多核心技术“首次实现”和“本地化”的支持,以及成千上万名宇航员的艰苦努力,他们往往不留下自己的名字。

过去五年也是如此:神舟十号首次飞行成功,新型长征七号火箭首次飞行成功,天宫二号空间实验室稳定运行,神舟十一号宇航员中期到达,天州一号推进剂顺利补充。这些让外界有些困惑的各种“宇宙飞船”让中国人站在了一个新的历史起点上——我们离自己的空间站“天宫”越来越近了。

太空上的“俱乐部”曾经拒绝了中国:一个发展中国家仍然想建造自己的空间站?

经过25年的磨砺和洗礼,今天的载人航天已经成为一张重要的名片,有助于一个大国的外交,凸显其地位。它也是无数海外华人为祖国自豪的象征。

然而,稍加梳理就会发现,在那些年里,尤其是在早期,中国载人航天无论是从技术还是从对外合作的角度来看,形势都不容乐观。

1992年,当中国开始载人航天飞行时,它明确提出按照“三步走”的战略建造自己的空间站。但当时,国内外的舆论都有怀疑、诋毁和讽刺的声音-

到目前为止,除了美国和俄罗斯,没有一个国家独立建造过空间站。即使是“超级主导”的美国也不能单独支持空间站的运行。作为一个发展中国家,中国还想建一个空间站吗?

中国因此被排除在国际空间站的“俱乐部”之外。由16个国家和地区组织共同建造的国际空间站有一长串参与国,包括发达国家和发展中国家,但不包括中国。

然而,对于中国人来说,自古以来就有“夸父追日”、“万虎·天妃”和“月亮女神”等美丽的神话传说,所有这些都让人们着迷于地球以外的世界。在现代,美国和苏联开创了将宇航员送入太空的先例。像中国这样的大国怎么会落后呢?

现实迫使中国坚定地走上独立发展的道路。

虽然,这条路并不容易。2003年10月,中国决定进行首次载人航天飞行。今年,世界航天工业一片阴霾-

2月1日,美国航天飞机哥伦比亚号在返回地面前16分钟爆炸并解体,导致7名宇航员全部遇难!

5月4日,俄罗斯联盟号飞船返回地面时发生故障,导致三名宇航员受伤。

8月22日,一辆巴西运载火箭在发射平台爆炸,造成21名宇航员同伴死亡,20多人受伤。

这场灾难令人震惊!回到那个历史节点,似乎里面的太空人只能逆着“命运”而行,硬着头皮。一场以“永不提问题、永不检查、永不思考”为主题的大规模整风运动悄然展开。

就在发射前,在第三次火箭总体检查中,当模拟飞行程序进行到第158秒时,有一个反映火箭舱内温度的参数突然跳了起来。

一整天,技术人员反复回放记录数据。如果这个问题发生在飞行中,它很可能导致逃逸飞行器启动并导致一次错误的逃逸,而一次错误的逃逸意味着第一次载人航天飞行的失败——所谓“开放”的成功历史将在以后被改写。

2003年10月15日上午9点,宇航员杨利伟乘坐“神舟五号”宇宙飞船,在长征二号f运载火箭的助推下,从西北沙漠的载人航天发射场升空。

中华民族几千年的飞行梦想实现了。“载人航天”也成为继“两弹一星”之后,中国宇航员送给祖国母亲的又一个“金字招牌”。后来,“探月工程”和“北斗导航”相继问世。

高密度任务带来的幻觉:宇航员喜欢谈论成功,但避免失败?

在过去的25年里,宇航员们一直在打磨这块“金字招牌”,并向人们展示一个又一个太空戏剧:从无人驾驶飞行到载人飞行,一天内从一个人到多人,从舱内实验到舱外活动,从单船飞行到组件的稳定运行,从快速会合和对接到太空加油...

一个需要重复的大背景是,所有这些都是在西方国家的技术*禁运和冷嘲热讽下进行的。此外,中国宇航员跨越发达国家的发展历程,仅用了20多年就跨越了近半个世纪。因此,出现了一个新名词:中国的太空速度。

以2016年为例。在中国航天计划成立60周年之际,三年来“沉默”的载人航天计划再次引起人们的关注。太空实验室任务拉开了帷幕。此时,整个项目迎来了前所未有的高密度任务周期,过去几年只有一项任务,现在不到一年就要连续执行四项任务-

6月22日,中国新一代中型运载火箭长征7号垂直转移到发射区。消息一发布,游客们就蜂拥至海南。淡季期间,文昌的门票“在洛阳很贵”。三天后,6月25日,长征七号在火焰中升起,这也是中国第一个海滨发射场——文昌航天发射场的首次开放。

"任务总部决定在9月15日22: 04发射天宫二号空间实验室."官方消息一发布,就迅速引发了激烈的讨论,“确切发射时间的宣布将充分展示中国航天工业的信心。”在今年的中秋之夜,长征二号f运载火箭将天宫二号空间实验室发射升空,并于22时04分准确、成功地送入轨道,当时中国人正在赏月、品尝月饼。

也是在今年9月,世界太空飞行笼罩在一片黑暗之中。美国猎鹰9号火箭在发射台爆炸,一枚国内火箭在发射前也遭遇挫折。然而,此时此刻,神舟11号的发射已经进入了战斗阶段——这是一艘搭载宇航员景海鹏和陈东的宇宙飞船。没有犯任何错误的余地!

10月17日7: 30,神舟11号成功发射。11月18日13时59分,飞船返回舱成功着陆。景海鹏和陈东在太空旅行了33天,安全返回地球。天宫二号和神舟十一号载人航天飞行成功,并创下了中国宇航员在太空停留时间的新纪录。

到目前为止,中国已经14次将11名宇航员送入太空,成功率为100%。中国载人航天“十次发射,十次成功”和“十次胜利,十次胜利,完美”的口头禅再次被提起。

2017年4月20日,中国第一艘货船在文昌成功下水。22日,在轨的天宫二号迎来了来自太空的“快递兄弟”的来访。27日,中国航天史上第一次“太空加油”成功,中国成为世界上第三个掌握推进剂在轨加油技术的国家。

在短短的一年时间里,长征七号、天宫二号、神舟十一号和天舟一号四大任务密集进行,发射密度高、试验任务重、跨度大、风险和挑战大,在中国载人航天史上前所未有。

然而,这种按照任务计划进行的“频繁发射和成功”给了许多人一种错觉,以为宇航员喜欢谈论成功而避免失败。事实上,它不是。

在更大的历史范围内,从600多年前开始,中国飞天的创始人万虎开始了一段慷慨而庄严的飞天之旅。宇航员知道这是一项不断挑战极限和不可能的伟大事业。也正因为如此,他们可能比其他人对成功和失败的辩证关系有更深刻和独到的理解——

“成功几乎是失败,失败几乎是成功”;“成功不意味着成熟,成功不意味着一次又一次的成功”;“下一个任务永远不会是上一个任务的简单重复”;“螺钉被固定在航天工业上,小按钮被用来维护国家尊严”;这些词不是实验室里任何设计师“捏造”的,而是课后总结的“黄金句子”。换句话说,每一句话背后都隐藏着令人难忘的“失败”故事。

成功或失败取决于毫发无伤。载人航天,因为“载人”,必须是“严格和更严格,谨慎和更谨慎,精细和更精细,真实和更真实”。

在三次飞行的英雄宇航员景海鹏的心中,无怨无悔地飞行:“宇航员不可能是“几乎先生”。能想到的,一定要把握;出乎意料的是,火箭一刻也不会点火,我们的泄漏检测一刻也不会停止。”

航天是一个大投入、小产出的“人力和金钱的浪费”,还是一个造福整个世纪的长期计划?

对于外行人来说,太空似乎被一次又一次地发射,当发射结束时,它也就结束了。然而,对于中国的载人航天飞行来说,每次发射都有一个内在的逻辑。

以刚刚被控制离开轨道的天舟一号为例。虽然它不同于人们熟悉的神舟飞船和天宫空间实验室,但它是整个空间站建设中的一个重要环节。

20世纪90年代初,中国启动了载人航天计划,并制定了“三步走”的发展战略。第一步可以称为载人飞船阶段。主要任务是开发载人飞船,将宇航员送上太空,进行太空应用实验并返回。中国载人航天计划已经实现了第一个战略任务目标。

接下来是第二步。在这一阶段,我们掌握了交会对接技术和舱外技术,并成功验证了航天员的中期太空停留。六个月前,第二步剩下的最后一项任务是天州一号的飞行。

要建造一个长期受关注的载人空间站,“人”(宇航员)和“空间站”是两个最基本和最重要的因素。为了操作空间站,宇航员必须工作和生活。空间站运行所需的燃料,即推进剂,以及相应的人员工作和生活材料,都是必不可少的。这需要一种特殊的运输工具来运输货物和给空间站“加油”——这一重要任务是由货船承担的。

从中国载人航天工程开始到现在,已经有了人员往返于天地之间的工具,即载人飞船。可以实现航天器之间的交会对接;可以保证宇航员在太空工作一段时间,也就是大约一个月;甚至有可能完成人员撤离活动——所有这些都是建造空间站的第三步的基础。换句话说,第一步和第二步是准备。

现在,准备工作已经完成。天舟一号任务的圆满完成意味着中国有能力向在轨航天器提供材料和推进剂,这是确保未来中国空间站在轨长期载人飞行的前提。

然而,这一逻辑并不是每个普通公民甚至所有宇航员都清楚的。过去,一些人质疑载人航天飞行的大投入和小产出,甚至诋毁它为“浪费人力和金钱”。

然而,作为一项长期计划和千年工程,载人航天工程在某种意义上就像高铁建设、南水北调和西气东输一样。这对当代人很有好处。“春天种树,秋天结果”是不可能的。然而,如果你渴望快速成功和立竿见影的好处,你将一事无成,甚至带来灾难。

事实上,经过20多年的“育苗”和“植树”,随着“第二步”空间实验室任务的接近尾声,载人航天工程已经正式进入应用发展的新阶段,这意味着“大树”应该结出“果实”。

这包括不屈不挠的精神和不屈不挠的精神。它可以被称为支持民族复兴,支持国家崛起,帮助国内外事务。网站与普通人的日常生活息息相关。载人航天在其看似“高度寒冷”的外表下有一颗“根植”的心。

2013年6月20日10点,一场电视直播打破了央视的收视记录。直播既不是世界杯,也不是奥运会,而是来自太空的科普课。

科普班的主要人物是宇航员王亚平,他承担了天宫一号和神舟十号的载人任务。她是中国第一位“太空教师”,在距离地球300多公里的太空中做过水膜实验、钟摆运动和陀螺运动等实验。

全国6000多万中小学生通过电视摄像机观看了“宇航员妹妹”。这在过去是不可想象的。

严格地说,王亚萍的天宫一号仍然是一架目标飞机,而“孪生兄弟”天宫二号是真正的太空实验室。太空中独特的微重力环境在地面上难以实现,这是大国竞相争夺的重要战略资源。天宫二号入轨以来,中国先后进行了60多次空间科学实验和技术实验。

其中,我国研制的世界上第一个空间冷原子钟具有1016秒的超高精度,大约需要3000万年才能产生一秒钟的误差。投入使用后,将进一步提高卫星导航精度。三维成像微波高度计等成果的转化和应用将大大提高天气预报和大气海洋环境观测水平,为公众提供更加准确的天气和空气质量预报服务。

然而,天舟一号上安排的微重力对细胞增殖和分化影响的研究等科学实验项目可应用于干细胞组织工程、再生医学、人类生殖、骨丢失的预防和干预等。

可以说,航天飞机搭建了平台,科学家唱出了歌剧,普通人从中受益。

中国载人航天对世界是威胁还是福音?

载人航天飞行的“好处”不仅限于运载项目本身。载人航天工程作为最复杂的系统、最密集的科学技术和最活跃的科技创新活动,涵盖了力学、天文学、地球科学、空间医学、空间科学等诸多科学领域,涉及系统工程、自动控制、计算机、航天动力、通信、遥感、新能源、新材料等诸多工程技术。可以说,这是国家科技成果的“主人”。

根据中国载人航天工程办公室的统计,该项目已获得近1000项*发明专利。辐射推动了原材料、微电子、机械制造、化学工业、冶金、纺织、通信和其他领域的发展。2000多项技术成果被广泛应用于国民经济的各个部门。据有关研究机构估计,投入产出比在1: 10至1: 12之间。

也许有些人不知道脱水蔬菜、水果和其他日用品曾经是为宇航员定制的。目前,载人航天环境控制保健技术已应用于煤矿事故救援,航天医学研究成果已用于治疗老年人骨密度降低等疾病,航天养殖的一些蔬菜水果也已进入普通家庭的餐桌。

国内外都是如此。

根据该计划,中国空间站将于2022年左右建成,届时国际空间站可能在18岁退休,这意味着中国空间站可能在一段时间内是太空中“唯一的一个”。

一些国家已经伸出了合作的“橄榄枝”,包括一些太空大国。

例如,中国和俄罗斯已经与俄罗斯和中国建立了载人航天合作的联合机制。与欧空局、意大利和中国签署了围绕中国空间站的合作框架协议。与欧空局成员国共同开发世界上第一台高灵敏度伽马射线爆发偏振探测器,将由天宫二号送入太空。与法国在神舟11号等飞船上联合开展失重心血管功能研究。

其中一个细节鲜为人知:2016年10月24日,宇航员景海鹏在天宫二号的神舟11号任务中,恰逢他的50岁生日。他在太空享受的蛋糕是由欧空局提供的。不久之后,在国际空间站上,欧洲宇航员托马·佩斯克也吃到了来自中国的美味佳肴。

从中可以看出中外在航天领域合作的深化和情感交流的密切。这些也在一定程度上表明,中国在载人航天发展方面的成就不仅是中国的,也是世界的。它们不仅会造福中国人民,而且对世界来说,更多的是一种祝福,而不是一种威胁。

当然,这一切的前提是中国空间站的最终建成。因此,我们期待着未来的五年:到那时,我们将迎来空间站计划竣工的那一天。

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