神六意味著中國(guó)人載人航天工程新階段的開(kāi)始。這一步走出后,下一步的技術(shù)難題解決就會(huì)容易得多
有人說(shuō),這似乎只是一個(gè)“數(shù)字游戲”:神舟從五變到六,人數(shù)從一變到二,飛天時(shí)間從21個(gè)小時(shí)變到多天,活動(dòng)范圍從一艙到二艙。
但在《瞭望東方周刊》對(duì)中國(guó)航天載人工程七大系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師的采訪(fǎng)中,我們聽(tīng)到最多的話(huà)是:神舟六號(hào)飛行任務(wù)是“突破性的”。它最重要的意義在于,神六將承啟一個(gè)中國(guó)航天工程“以人為本”的新時(shí)代。
真正接受檢驗(yàn)的時(shí)刻到來(lái)了
按照規(guī)劃,從1992年開(kāi)始啟動(dòng)的中國(guó)載人航天工程分三步走。第一步,發(fā)射兩艘無(wú)人飛船和一艘載人飛船,建立初步配套的試驗(yàn)性載人飛船工程,開(kāi)展空間應(yīng)用研究;第二步,在第一艘載人飛船發(fā)射成功后,突破載人飛船和空間飛行器的交會(huì)對(duì)接技術(shù),發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室,解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題:第三步,建造永久性的空間站,解決有較大規(guī)模的、長(zhǎng)期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題。
這三步里的每一次探索,都離不開(kāi)人。航天工程總設(shè)計(jì)師王永志說(shuō),航天活動(dòng)中“人”的作用永遠(yuǎn)是任何機(jī)器設(shè)備無(wú)法取代的。
神舟五號(hào)載人飛船實(shí)現(xiàn)了載人航天的突破,圓滿(mǎn)完成了第一步。神舟六號(hào)作為第二步目標(biāo)的開(kāi)端,要解決多人、長(zhǎng)時(shí)間在太空飛行生活并且能夠進(jìn)行操作科學(xué)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題。
“神六飛行意味著載人航天工程新階段的開(kāi)始,對(duì)后續(xù)航天事業(yè)有非常大的促進(jìn)意義。這一步走出后,下一步的技術(shù)難題解決就會(huì)容易得多?!蓖跤乐緦?duì)《瞭望東方周刊》說(shuō)。
“多人多天飛行”,是中國(guó)載人航天工程為神舟飛船設(shè)計(jì)的基本狀態(tài)。從神舟一號(hào)到五號(hào),在經(jīng)歷過(guò)一系列循序漸進(jìn)的考核之后,“多人多天”接受檢驗(yàn)的時(shí)刻到來(lái)了。
中國(guó)太空人不再“受委屈”
王永志在接受《隙望東方周刊》記者采訪(fǎng)時(shí)表示,神舟六號(hào)飛行的三大任務(wù)都是“歷史性”的。
第一大歷史任務(wù),是繼續(xù)攻克載人航天至關(guān)重要的基本技術(shù)。中國(guó)載人航天工程的第一階段,解決和考核了發(fā)射、在軌飛行和返回等技術(shù),但還有很多基本技術(shù)有待驗(yàn)證。多人多天怎么在飛船里安全地生活、工作,就是其中最重要的一項(xiàng)。在工程中,這個(gè)問(wèn)題被概括為“環(huán)境控制和生命保障”,管的是航天員的“吃喝拉撒睡”。
中國(guó)首位太空人楊利偉實(shí)際,上“很委屈”。他上次吃喝得很簡(jiǎn)單:小“月餅”,礦泉水,時(shí)間長(zhǎng)了撐不住。神舟六號(hào)飛船上專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了食品加熱裝置,能在十幾分鐘內(nèi)加熱食物,讓兩位航天員吃上熱騰騰的米飯、香菇菜心、牛肉丸子、奶油濃湯等幾十種菜品。
地面上,人們想吃什么就吃什么,但太空中要“吃”出個(gè)花樣,就帶來(lái)了一系列的難題:食品加熱裝置能否高效地加熱?中國(guó)的航天食品是否足夠安全?航天員怎樣進(jìn)食,餐具設(shè)計(jì)是否合理?看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題,到了太空就成了技術(shù)難題。
“人口”問(wèn)題解決了,還有“出口”問(wèn)題。失重環(huán)境讓一切變得困難,大小便的解決技術(shù)更是難上加艱不僅不能讓排泄物漂浮出來(lái),連氣味都不能散發(fā),否則,在那么狹小的飛船空間里,航天員如何過(guò)好漫長(zhǎng)的幾天?
神舟五號(hào)飛行的21個(gè)小時(shí)里,楊利偉沒(méi)有上廁所——有一種未經(jīng)證實(shí)的說(shuō)法稱(chēng),這位航天英雄安全返回后登上守候在著陸場(chǎng)的醫(yī)監(jiān)醫(yī)保車(chē)后說(shuō)的第一句話(huà)就是:太好了,這里有廁所。
飛行時(shí)間一加長(zhǎng),神舟六號(hào)的航天員們不得不在飛船里上廁所了。航天員系統(tǒng)總指揮、總設(shè)計(jì)師陳善廣介紹說(shuō),神舟六號(hào)的軌道艙里安裝了一個(gè)特制的大小便收集器。收集器上有兩根管子,分別用來(lái)對(duì)準(zhǔn)大便和小便器官。使用時(shí),收集器強(qiáng)力吸走排泄物,并且能把液體和固體分開(kāi)。這個(gè)吸塵器式的“太空馬桶”在太空中是否方便好用,也是有待驗(yàn)證的一個(gè)問(wèn)題。
還有航天員的活動(dòng)問(wèn)題。神舟五號(hào)飛行中,返回艙里的楊利偉大部分時(shí)間都在那個(gè)襁褓式的座椅上安安靜靜地待著。這次不一樣了,航天員要穿艙操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備。來(lái)回走動(dòng)對(duì)飛船的姿態(tài)是有影響的,僅9.2米長(zhǎng)神舟飛船呈漂浮狀態(tài),人一移動(dòng),船就會(huì)隨之?dāng)[動(dòng),甚至,航天員如果太用勁,還可能造成“翻船”。因此,這種情況下,航天員應(yīng)該怎樣控制自己的動(dòng)作?神舟六號(hào)的控制系統(tǒng)是否能保證飛船姿態(tài)的穩(wěn)定?
真有這么嚴(yán)重嗎?飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師張柏楠對(duì)《瞭望東方周刊》解釋說(shuō),大海里,人在巨輪上跑跳,不會(huì)對(duì)輪船造成絲毫影響,但要是換作小木船呢?稍不注意,小船就可能改變方向。這個(gè)形象的比喻,一下子把一葉神舟小船行駛于茫茫太空的情景展現(xiàn)在記者眼前。
這些問(wèn)題不解決,下一步的交會(huì)對(duì)接以及更長(zhǎng)遠(yuǎn)的空間站建設(shè)根本無(wú)法進(jìn)行。這就是所謂“基本技術(shù)”的意義所在。
有人參與,就會(huì)有更多發(fā)現(xiàn)
王永志說(shuō),神舟六號(hào)的第二大歷史任務(wù)在于,要在太空進(jìn)行中國(guó)第一次有人參與的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
對(duì)于空間科學(xué)實(shí)驗(yàn),我們并不陌生,從返回式衛(wèi)星到神舟六號(hào)的兄長(zhǎng)們,形形色色的搭載實(shí)驗(yàn)一直在進(jìn)行中,領(lǐng)域涉及空間物理、地球系統(tǒng)科學(xué)、生命科學(xué)和微重力科學(xué)、空間天文,等等。
空間應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師顧逸東說(shuō),高真空和微重力所提供的超潔凈條件和重力影響微弱的極端物理環(huán)境,是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的寶庫(kù),可以進(jìn)行地面上無(wú)法或難以進(jìn)行的科學(xué)實(shí)驗(yàn),生產(chǎn)地面上難以生產(chǎn)的材料、工業(yè)產(chǎn)品和藥物。比如,在微重力條件下進(jìn)行冶煉,可以獲得高純度、高品質(zhì)的合金,可將不同比重的金屬或非金屬均勻地混合,獲得新型合金材料。
與其他空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)不一樣的是,神舟六號(hào)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是中國(guó)第一次有人,參與的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)?!翱茖W(xué)實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)人,有人參與,就會(huì)有更多發(fā)現(xiàn)。”顧逸東說(shuō)。
神舟六號(hào)的第三大歷史任務(wù),則是繼續(xù)考核和完善工程其他系統(tǒng)的功能和性能。
“神舟一號(hào)到五號(hào)飛行都成功了,但成功并不意味著成熟,”王永志說(shuō),“所以每一次飛行都有所完善改進(jìn),中國(guó)載人航天工程及其七大系統(tǒng)就是這樣逐漸實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化?!?/p>
以飛船為例?!吧裰垡惶?hào)是一艘初樣產(chǎn)品。”飛船系統(tǒng)原總設(shè)計(jì)師、現(xiàn)在已退居二線(xiàn)的戚發(fā)軔回憶說(shuō),“讓初樣產(chǎn)品上天是冒一定風(fēng)險(xiǎn)的,直到返回艙落地,我的心也才落了地?!弊鳛橹袊?guó)自主研制的第一艘飛船,神舟一號(hào)檢驗(yàn)了飛船重要的五項(xiàng)技術(shù):艙段連接和分離技術(shù)、調(diào)姿和制動(dòng)技術(shù)、升力控制技術(shù)、防熱技術(shù)和回收著陸技術(shù)。
神舟二號(hào)飛行時(shí)間從一號(hào)的一天增加到七天。這是中國(guó)第一艘正樣無(wú)人飛船,在全面考核工程總體和各系統(tǒng)、進(jìn)一步檢驗(yàn)技術(shù)方案的正確性和匹配性基礎(chǔ)上,它還實(shí)現(xiàn)了留軌技術(shù)。神舟三號(hào)則具備了航天員逃逸和應(yīng)急救生功能,并搭載了“模擬人”,為日后航天員進(jìn)入太空提供了可靠的數(shù)據(jù)。
神舟四號(hào)徹底解決了前三次無(wú)人飛行試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的有害氣體超標(biāo)等問(wèn)題,并增加了在軌自主應(yīng)急返回、人工控制等功能。舉世矚目的神舟五號(hào)飛行中,飛船的性能因?yàn)楹教靻T的參與而得到了全面準(zhǔn)確的檢驗(yàn)。
到神舟六號(hào),飛船又有新的改進(jìn):軌道艙調(diào)整了布局,以便安裝科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及航天員食品和飲用水,增加了兩種提前返回模式,進(jìn)一步保證航天員在軌飛行期間的安全……
‘王永志說(shuō):“同樣,神舟六號(hào)也肩負(fù)著進(jìn)一再加上一道“保險(xiǎn)門(mén)”
神舟六號(hào)飛行任務(wù)與上一次有了很大的不同,這給工程各系統(tǒng)都帶來(lái)了變化?;鸺到y(tǒng)總設(shè)計(jì)師劉竹生對(duì)《瞭望東方周刊》說(shuō):“如果楊利偉再次乘坐我們的火箭,他肯定會(huì)覺(jué)得舒服多了?!?/p>
劉竹生說(shuō),神舟六號(hào)飛船人員、設(shè)備都增加了,要求火箭的運(yùn)載能力必須提高。他計(jì)算說(shuō),要把一公斤的東西送入太空,火箭就得消耗62公斤。因此,這枚火箭比上一枚要重很多。
同時(shí),為了確保航天員的安全,這枚火箭在上一枚的基礎(chǔ)上又作了多項(xiàng)改進(jìn)。比如,火箭第一次在點(diǎn)火裝置上增加了火路安全機(jī)構(gòu),其作用相當(dāng)于在點(diǎn)火通道里再加上一道“保險(xiǎn)門(mén)”。這樣,在出現(xiàn)誤點(diǎn)火信號(hào)的情況下,也無(wú)法點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
火箭在飛行過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)頻率與箭體產(chǎn)生的共振、火箭的高速飛行與空氣的摩擦等都會(huì)帶來(lái)很大的振動(dòng),可能讓航天員感到不適,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損害航天員的身體。發(fā)射神舟六號(hào)的這枚火箭采用新的計(jì)算方法,找到了改善振動(dòng)環(huán)境的最佳途徑。
本次神六飛行首次全面啟用了副著陸場(chǎng)。著陸場(chǎng)系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師侯鷹在接受《瞭望東方周刊》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō),由于目前技術(shù)條件的限制,我們還無(wú)法對(duì)多天的氣象變化進(jìn)行精確預(yù)報(bào),這就使得在選擇飛船“發(fā)射窗口”時(shí),無(wú)法保證主著陸場(chǎng)的氣象條件適合降落。位于內(nèi)蒙古中部草原四子王旗的主著陸場(chǎng)和位于酒泉附近的副著陸場(chǎng)相隔1000公里,可以起到氣象備份的作用。
此外,神舟六號(hào)飛行任務(wù)的復(fù)雜性,使得飛船應(yīng)急返回的幾率增大。因此,著陸場(chǎng)系統(tǒng)必須全方位做好飛船應(yīng)急返回的準(zhǔn)備第一次啟用了應(yīng)急救生輔助決策系統(tǒng),參與海上應(yīng)急救援的船只第一次裝上了我國(guó)自行研制的自動(dòng)化打撈網(wǎng)……
侯鷹說(shuō),無(wú)論飛船是在上升段、在軌飛行段還是返回段應(yīng)急返回,在主、副著陸場(chǎng)、國(guó)內(nèi)四個(gè)陸上搜救點(diǎn)、三個(gè)海上濺落區(qū)、三個(gè)應(yīng)急著陸區(qū)以及10余個(gè)國(guó)外應(yīng)急著陸區(qū),均配備了必要的人員和裝備,制定了相應(yīng)的預(yù)案。
中國(guó)飛船就是中國(guó)飛船
國(guó)外的軌道艙一般作廢棄處理,但中國(guó)的飛船完成在軌運(yùn)行任務(wù)后,軌道艙會(huì)作為一顆應(yīng)用衛(wèi)星繼續(xù)留軌運(yùn)行。此外,軌道艙外還增加了附加段,作為未來(lái)的交會(huì)對(duì)接機(jī)構(gòu),這樣就為載人航天的下一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
《瞭望東方周刊》在采訪(fǎng)中了解到,中國(guó)載人航天工程對(duì)設(shè)計(jì)師的要求中特別強(qiáng)調(diào),在確保安全可靠的基礎(chǔ)上,在工程總體上要體現(xiàn)中國(guó)特色和技術(shù)進(jìn)步。中國(guó)飛船就是中國(guó)飛船。
2001年俄羅斯舉行加加林上天40周年慶祝活動(dòng),王永志的母校莫斯科航空學(xué)院邀請(qǐng)他去參加授予他榮譽(yù)博士稱(chēng)號(hào)的儀式。儀式上,王永志介紹了中國(guó)載人航天工程的特點(diǎn)。介紹完后,聯(lián)盟號(hào)的總設(shè)計(jì)師,也是當(dāng)年指導(dǎo)他畢業(yè)設(shè)計(jì)的導(dǎo)師米申院士大聲說(shuō):“你們都聽(tīng)到了吧,中國(guó)飛船不是聯(lián)盟號(hào),中國(guó)飛船就是中國(guó)飛船!”
很多專(zhuān)家都認(rèn)為,神舟五號(hào)載人航天飛行的成功,使我國(guó)成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立開(kāi)展載人航天飛行活動(dòng)的國(guó)家。神舟六號(hào),是我國(guó)載人航天技術(shù)逐漸走向成熟的一個(gè)標(biāo)志。