從無人飛行到載人飛行,從一人一天到多人多天,從艙內實驗到出艙活動,從單船飛行到組合體穩(wěn)定運行……載人航天工程三十年的建設發(fā)展,是建設創(chuàng)新型國家和科技強國的重要內容,是實現(xiàn)中國夢、航天夢的具體實踐,在展現(xiàn)綜合國力、服務國家戰(zhàn)略、推動科技創(chuàng)新、促進經(jīng)濟社會發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用。三十載,三大步,圓夢強國。
第一步,發(fā)射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應用實驗。1999年,神舟一號發(fā)射,這是中國第一艘無人試驗飛船。2003年,神舟五號發(fā)射,中國實現(xiàn)首次載人航天飛行。2005年,神舟六號發(fā)射,中國航天實現(xiàn)首次多人多天飛行。
第二步,突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術,發(fā)射空間實驗室,解決有一定規(guī)模的短期有人照料的空間應用問題。2008年,神舟七號發(fā)射,中國航天員首次實施空間出艙活動。2011年,天宮一號入軌,中國航天首次實施無人空間交會對接。緊接著在2011年至2012年期間,中國航天陸續(xù)完成自動、手動交會對接。
第三步,建造空間站,解決有較大規(guī)模的長期有人照料的空間應用問題。2021年,天和核心艙入軌。2022年,天問實驗艙入軌。當下,夢天實驗艙,整裝待發(fā)。中國空間站計劃于2022年完成在軌建造,此刻距離其建成還有“一步之遙”。
載人航天工程規(guī)模龐大、系統(tǒng)復雜、技術難度高。在工程立項之初,可謂一張白紙、白手起家。工程論證、立項時,科研人員大膽提出由推進艙、返回艙和軌道艙組成的三艙飛船的技術路線,將安全性設計作為飛船設計的核心,同時考慮功能的可擴展性,在增加對接機構后,使之成為空間站與地面之間的天地往返運輸工具,為載人航天的下一步發(fā)展打下堅實基礎。另外,從經(jīng)濟性角度出發(fā),考慮一船多用,當飛船完成在軌運行任務后,軌道艙留軌飛行,可開展大量空間科學實驗?! ?/p>
在載人航天工程“三步走”的第一階段,通過突破分段技術、制導導航與控制技術、液體回路保障技術等一大批具有自主知識產(chǎn)權的核心技術,使神舟系列飛船深深打上了“中國制造”“中國創(chuàng)造”的烙印,使我國在一躍成為世界上第三個能夠獨立把人送上太空的國家,也成為第三個能夠獨立開展有人參與的空間科學實驗的國家。
30年前,我國推力最大的火箭是長征二號E,當時它的可靠性指標僅為0.91,遠達不到載人標準。中國運載火箭技術研究院決定在它的基礎上研制“長征二號F載人航天新型火箭”,并將長二F的可靠性指標定為0.97。
研制載人火箭到底有多難?以零部件數(shù)量為例,汽車有幾萬個、飛機有十幾萬個、運載火箭有幾十萬個、載人航天產(chǎn)品則有上百萬個,所有的環(huán)節(jié)必須萬無一失。彼時,火箭院的研制人員只在國外畫報上見過載人火箭,對它的細節(jié)一無所知。對當時國內基礎工業(yè)狀況而言,0.97無異于在喜馬拉雅山腳下遙望珠峰峰頂。
不懂就去學,沒有經(jīng)驗就去積累,自力更生是刻在中國人骨子里的品質?;鸺号沙?0余人遠赴莫斯科學習載人火箭技術,經(jīng)過4年潛心鉆研,中國載人火箭研制取得突破性進展:箭體結構靜力試驗具備條件、振動箭開始生產(chǎn)總裝、活動發(fā)射平臺投產(chǎn)……
1999年至2002年,長二F遙一至遙四火箭相繼研發(fā)成功,推動了陸海基航天測控網(wǎng)驗證、微重力環(huán)境下空間生命科學、空間材料實驗開展,贏得“神箭”美譽。2005年10月,長二F遙六火箭將航天員費俊龍、聶海勝送入太空,順利完成多人多天太空飛行試驗,“三步走”戰(zhàn)略“第一步”順利收官。
2010年至2011年,在長二F火箭的安全性和可靠性持續(xù)攀升過程中,長七、長五B進入研制賽道,中國載人航天工程開始以“三步走+齊步走”模式闊步前行。
長七火箭6個模塊均采用液氧煤油低溫發(fā)動機,復雜程度遠超常規(guī)發(fā)動機。研制隊伍采用協(xié)同工作模式,總體結構、控制、動力等專業(yè)設計人員進駐發(fā)動機研制單位聯(lián)合攻關,經(jīng)過兩個月通宵達旦的奮戰(zhàn),不僅圓滿解決了布局問題,還完成了總體及相關專業(yè)設計。
2011年7月,長七火箭轉入初樣研制,2015年5月轉入試樣研制。型號隊伍共攻克33項技術難關,完成包含全箭合練、動力系統(tǒng)試車在內的313項大型地面試驗。這背后是研制隊伍快節(jié)奏、高強度的默默付出:有的設計人員剛在綿陽完成風洞試驗,就直接趕赴西安開展發(fā)動機熱環(huán)境測量;有的工藝和操作人員上午在南苑進行管路試驗安裝,下午又轉戰(zhàn)云崗吊裝貯箱……從總體到單機,從設計人員到工人,每個人都在為長七騰飛拼盡全力。
2013年6月11日,神舟十號載人飛船成功發(fā)射,航天員聶海勝、張曉光、王亞平三名航天員在太空先后完成了1次自動、1次手控交會對接,開展了太空授課,以及大量科學實驗和技術試驗。15天后的6月26日,飛船返回艙安全返回地面。這是我國載人天地往返運輸系統(tǒng)首次應用性飛行,標志著工程第二步取得階段性重大勝利。
通過神舟十號的研制攻關和在軌任務的圓滿完成,我國突破了空間組合體人性化設計基本技術、空間站建造基本技術,建立了天地往返運輸系統(tǒng),使我國全面掌握了航天器自動和手動控制交會對接、航天器繞飛等技術,特別是標志著神舟飛船作為我國載人天地往返運輸系統(tǒng)日趨成熟,為實施我國載人航天第三步發(fā)展計劃奠定了技術基礎。
2016年,長征七號首飛任務所搭載的多用途飛船縮比返回艙成功返回,驗證了新一代多用途飛船的返回艙新氣動外形,突破了一批關鍵技術;實施了天宮二號與神舟十一號載人飛行任務,首次實現(xiàn)了航天員中期在軌駐留,并開展了一批體現(xiàn)國際科學前沿和高新技術發(fā)展方向的空間科學與應用任務。
2017年,我國發(fā)射了天舟一號貨運飛船,突破和驗證了空間站貨物運輸、推進劑在軌補加等關鍵技術,飛行任務取得圓滿成功。至此,載人航天工程第二步勝利收官。
建造空間站、建成國家太空實驗室,是實現(xiàn)載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的重要目標,是建設科技強國、航天強國的重要引領性工程。載人航天工程第三步的主要任務便是“建造空間站,解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應用問題”。
2021年4月29日,長征五號B運載火箭將中國空間站天和核心艙送入太空,推動我國空間站建造進入全面實施階段,中國人迎來了首個溫馨舒適的太空家園。同年5月至10月,又相繼將天舟二號貨運飛船、神舟十二號載人飛船、天舟三號貨運飛船、神舟十三號載人飛船送入太空。其中,神舟十二號航天員在軌駐留3個月,神舟十三號航天員在軌駐留6個月,創(chuàng)下中國航天的多個“首次”。
2022年4月16日,神舟十三號載人飛船返回艙成功著陸。中國空間站關鍵技術驗證階段圓滿完成,進入全面建造階段。隨后的6月5日,神舟十四號載人飛船將陳冬、劉洋、蔡旭哲成功送入太空,正式開啟6個月的太空之旅,標志著中國空間站任務轉入建造階段以來的首次載人任務正式開啟。7月24日,我國空間站首個實驗艙,也是迄今我國最大單密封艙體的問天實驗艙在長征五號B運載火箭的托舉下,橫空飛九天,有力推進了中國空間站在軌建造任務按期圓滿完成。
2022年,中國空間站將最終完成“T字構型”建造任務,中國人的飛天夢將更加高遠。
創(chuàng)造新歷史,是致敬歷史的最好方式。在載人航天工程而立之年,我國將建成三艙構型的空間站,成為獨立掌握近地空間長期載人飛行技術,具備長期開展近地空間有人參與科學研究、技術試驗和綜合開發(fā)利用太空資源能力的國家。
來源:中新網(wǎng)、新華網(wǎng)、央視網(wǎng)、光明日報、中國載人航天微信公眾號等綜合