姜浩峰
“明月幾時有,把酒問青天。不知天上宮闕,今夕是何年?”公元1076年的秋天,密州太守蘇軾把酒問天之時,天上其實并沒有一個真實的“天宮”存在。935年后的這個秋天,2011年9月29日21時16分3秒,天宮一號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空?,F(xiàn)在,天宮一號小型空間站,正在離地面354公里的太空測試軌道運行,完全可以說:可知天上宮闕,今夕第一年!
截至發(fā)稿時,天宮一號正在進行為期10天左右的交會對接測試。按照計劃,神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船將在兩年內依次與天宮一號這一小型空間站,進行無人或有人交會對接,并建立中國首個空間實驗室。接著,更大的類似于如今國際空間站的國產空間站,將在天宮一號“退役”后,飛上太空。
天宮一號的發(fā)射,標志著中國航天邁入“三步走”戰(zhàn)略的第二步,即掌握空間交會對接技術及建立空間實驗室;同時也是中國空間站的起點,標志著中國已經有能力擁有短期無人照料的空間站。俄新社軍事觀察家康斯坦丁·波格丹諾夫甚至撰文稱——10年后“天宮”或將取代國際空間站。
然而,也有不同的聲音,說天宮一號只相當于美蘇20世紀60年代的技術水平。那么,到底孰是孰非?
解決三大難題,天宮不是海市蜃樓
從1903年萊特兄弟發(fā)明飛機,人類初步實現(xiàn)飛行夢,到1971年,當時的蘇聯(lián)發(fā)射禮炮一號空間站,卻僅僅用了68年。如今,中國的第一個空間站天宮一號發(fā)射升空,我們成了世界上第三個有自己空間站的國家。
與我國以往的航天成就相比,天宮一號面臨著新的挑戰(zhàn)。比如以往的神舟七號飛船,空間大約七八個立方米,而天宮一號,足有15立方米,可以說由“單身宿舍”升級為“一室戶”。以前神舟號在天上,最多運行7天,留下的軌道艙,運行半年就成了太空垃圾。而天宮一號將足足運行兩年,可以說由太空一游發(fā)展為“領到了太空暫住證”,也為今后大型空間站長期駐留太空,“報戶口”做足準備。上海航天局有關專家在接受《新民周刊》專訪時透露,要想讓天宮一號項目成功“領到太空暫住證”,必須解決三大難題——一是在軌工作時間長的問題,二是太空交會對接技術問題,三是火箭頂著天宮一號這樣的“小胖子”怎么升空的問題。
在軌時間長,是相對于原來的神舟飛船來說?!澳阒郎裰垡惶柕狡咛柨渴裁幢3制胶鈫??”專家解讀說,“為了保持在太空軌道上的平衡,它們使用了52臺發(fā)動機。這52臺發(fā)動機運行,需要能源。小巧的神舟七號在天上只運行一星期,可比神舟七號大得多的天宮一號,得在太空運行兩年,靠52臺甚至更多的發(fā)動機來保持平衡,不僅要增大天宮一號的體積、重量,還需要比神舟七號多不知多少倍的能源,完全沒有可行性!”為了保持平衡,天宮一號采用了最新的單框架控制力矩陀螺技術。理論上,就和老上海人小時候玩的陀螺游戲‘抽賤骨頭一樣,當然,其精密程度難以想象。還有天宮一號的電源系統(tǒng),上海航天局空間電源研究所的成果,其中的太陽帆板足有40平方米,比原來神舟七號的大16平方米,使用新型材料來保證強度、減少重量。
至于太空交會對接技術,可以說是技術高超的“浪漫一吻”,對于空間站來說,至關重要。今后兩年,天宮一號要完成不少于三次交會對接任務,即要分別與神舟八號、神舟九號和神舟十號等飛船進行對接。專家表示:“這是上海航天局擁有的知識產權,是中國航天人的一大驕傲?!睋浾吡私?,目前世界上只有俄羅斯掌握有太空對接技術,連美國人需要時,都要向俄國人買。中國成為掌握太空對接技術的第二個國家。這可不像火車兩節(jié)車廂對接的詹氏鉤那么簡單。茫茫太空,要找到對接的目標,比如將來神舟八號如果和天宮一號對接,有12把鉤子,每個鉤子分擔3噸的力,用總共36噸的力,才能鎖定天宮一號。特別是要讓原本28440公里時速的神舟八號,一下子減速到每秒鐘0.2米!并且兩個飛行器之間,在交會對接時,上下左右偏差不能超過18厘米,我們的神舟八號已安裝反推發(fā)動機,確保太空對接安全可靠。
天宮一號不同于原來的神舟飛船留軌艙之處,在于這是一個正宗的小型空間站。航天局有人戲稱天宮一號是個“小胖子”,這是國內在研型號里質量最重、體積最大的飛行器。要讓天宮一號順利升空,原來的長征二號F火箭就顯得力不從心了。正如長征運載火箭系統(tǒng)總設計師荊木春所說,這次發(fā)射天宮一號的長征二號T1火箭,是長征二號F火箭的改進型,相比老型號,有50多項變化。比如說整流罩是全新的,直徑比發(fā)射飛船火箭的整流罩要大,高度達到12.7米,是目前國內最大的火箭整流罩。另外,助推器結構也做了調整,控制系統(tǒng)更是做了很多變化等等。
并非因循前人,
中國航天有先進技術
美聯(lián)社9月29日一則電訊稱,從技術角度來看,天宮一號的發(fā)射相當于美國在上世紀60年代時期的水平。對此,接受采訪的專家對記者表示:“上世紀六七十年代的科技水平,和現(xiàn)在是不一樣的。大家熟悉的計算機領域,有目共睹自不待言。其實航天技術也是這樣,中國人起步晚,但每一步都走得踏實!”
就像50年前的汽車能跑到時速100公里,而現(xiàn)在時速跑100公里的汽車,比起當年來,技術上有許多進步一樣。當年蘇聯(lián)進行載人航天初期太空試驗,放了只活蹦亂跳的猴子上天。后來,中國使用仿真技術,神舟三號和四號上的都是模擬人,有心跳,有血壓,測得到許多體征,根本沒有必要放一只猴子模擬人到太空去兜一圈。
中國在載人航天領域和世界先進水平有差距,但在有些方面,中國不比誰差。比如太空對接技術,比如探月技術。嫦娥二號能飛150萬公里,月球離地球38萬公里,若說登月,其實不難。難的是登月后的返回技術。如果說到載人航天,日本、印度,包括歐洲航空航天局的阿麗亞娜火箭,都沒有實現(xiàn)載人航天。中國人不僅實現(xiàn)了載人航天,而且實現(xiàn)了至今為止全部都“活人上去活人下來”,實在不容易。
中國航天,最令人驕傲的是安全,步子雖小,花小錢辦大事,但每一步都很扎實,每次都能有亮點。最近,中國將與俄羅斯合作,上海航天局的火星探測衛(wèi)星將搭載在俄羅斯的福布斯火星探測器,踏上火星探測之路。
正如美國海戰(zhàn)學院航天專家Joan Johnson-Freese所說,中國計劃的發(fā)射次數(shù)要比美國少,每次發(fā)射對航天規(guī)劃的推動則要超過美國,中國擁有40余年的后發(fā)優(yōu)勢,中國的載人航天不必從底層摸索的階段起步。
空間站初體驗,天宮一號只是開始
“天宮一號只是一個短期運行、有人照料的小型空間站。”航天局一位專家表示,根據中國航天事業(yè)“三步走”的規(guī)劃,在完成了無人和載人飛船項目后,多人多天飛行、航天員出艙和這次小型空間站天宮一號即將與神舟八號、九號、十號對接,都是第二步。第三步,則是建成長期穩(wěn)定運行有人照料的空間站,建成中國的空間工程系統(tǒng),航天員和科學家能夠往來于地球和空間站。
作為中國人自己的空間站,天宮一號只是一次初體驗。目前,長征二號捆綁式系列火箭已經發(fā)揮到極致。未來,要將更大的空間站發(fā)射到太空,新型火箭的研制工作,正在天津有條不紊地進行中。未來,中國大型航天飛行器的發(fā)射,將不再去酒泉發(fā)射,而是改去海南島?,F(xiàn)在的火箭最大直徑3.3米,走鐵路運輸,鉆個山洞啥的,問題不大。未來的大推力火箭,直徑達到5米以上,無法鉆進山洞。將發(fā)射場放到海邊,今后就可以實行海運?,F(xiàn)在初步計劃,將火箭的推力從現(xiàn)在的8.5噸大幅提高!待到大推力火箭研制成功后,連續(xù)發(fā)射八九個大推力火箭,就能在太空建造一座大型的空間站,運行壽命也將比天宮一號大大提高!到時候,可以說我們就能夠領到太空常駐的“戶口本”了。
未來的海南島發(fā)射場,不同于如今的酒泉。它將褪去神秘色彩,歡迎游客參觀。其實,上太空一點兒也不神秘。只要是身體健康的人,想去太空一游,還是有可能的。今年8月,俄羅斯軌道科技公司在莫斯科宣布了一項“超級太空旅店”計劃,該公司著眼于吸引富有、大膽的旅客體驗太空生活。太空旅店的服務價格預計是——5天太空旅店費用10萬英鎊,太空旅程費用是25萬英鎊。當然,隨著技術成熟,費用還有可能降低。
而未來,國人是否有可能到國產的太空旅店住宿呢?起舞弄清影,不是沒可能!