中国载人航天工程三十周年:接续奋斗 勇攀高峰

中国载人航天工程三十周年:接续奋斗 勇攀高峰
1992年9月21日,中央正式决策实施载人航天工程,并确定了我国载人航天“三步走”发展战略,代号为“921”工程。三十年来,工程相继突破和掌握天地往返、空间出舱、空间交会对接等载人航天领域关键技术,开展了一系列空间科学实验与技术试验,成功将14名、23人次航天员送入太空,牢牢占据了世界载人航天的重要一席。

  从无人飞行到载人飞行,从一人一天到多人多天,从舱内实验到出舱活动,从单船飞行到组合体稳定运行……载人航天工程三十年的建设发展,是建设创新型国家和科技强国的重要内容,是实现中国梦、航天梦的具体实践,在展现综合国力、服务国家战略、推动科技创新、促进经济社会发展等方面发挥了重要作用。三十载,三大步,圆梦强国。

  第一步,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。1999年,神舟一号发射,这是中国第一艘无人试验飞船。2003年,神舟五号发射,中国实现首次载人航天飞行。2005年,神舟六号发射,中国航天实现首次多人多天飞行。

  第二步,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术,发射空间实验室,解决有一定规模的短期有人照料的空间应用问题。2008年,神舟七号发射,中国航天员首次实施空间出舱活动。2011年,天宫一号入轨,中国航天首次实施无人空间交会对接。紧接着在2011年至2012年期间,中国航天陆续完成自动、手动交会对接。

  第三步,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。2021年,天和核心舱入轨。2022年,天问实验舱入轨。当下,梦天实验舱,整装待发。中国空间站计划于2022年完成在轨建造,此刻距离其建成还有“一步之遥”。

从零起步 稳扎稳打

对接机构安装(资料图) 中国航天科技集团八院供图

  载人航天工程规模庞大、系统复杂、技术难度高。在工程立项之初,可谓一张白纸、白手起家。工程论证、立项时,科研人员大胆提出由推进舱、返回舱和轨道舱组成的三舱飞船的技术路线,将安全性设计作为飞船设计的核心,同时考虑功能的可扩展性,在增加对接机构后,使之成为空间站与地面之间的天地往返运输工具,为载人航天的下一步发展打下坚实基础。另外,从经济性角度出发,考虑一船多用,当飞船完成在轨运行任务后,轨道舱留轨飞行,可开展大量空间科学实验。  

     在载人航天工程“三步走”的第一阶段,通过突破分段技术、制导导航与控制技术、液体回路保障技术等一大批具有自主知识产权的核心技术,使神舟系列飞船深深打上了“中国制造”“中国创造”的烙印,使我国在一跃成为世界上第三个能够独立把人送上太空的国家,也成为第三个能够独立开展有人参与的空间科学实验的国家。

  30年前,我国推力最大的火箭是长征二号E,当时它的可靠性指标仅为0.91,远达不到载人标准。中国运载火箭技术研究院决定在它的基础上研制“长征二号F载人航天新型火箭”,并将长二F的可靠性指标定为0.97。

  研制载人火箭到底有多难?以零部件数量为例,汽车有几万个、飞机有十几万个、运载火箭有几十万个、载人航天产品则有上百万个,所有的环节必须万无一失。彼时,火箭院的研制人员只在国外画报上见过载人火箭,对它的细节一无所知。对当时国内基础工业状况而言,0.97无异于在喜马拉雅山脚下遥望珠峰峰顶。

  不懂就去学,没有经验就去积累,自力更生是刻在中国人骨子里的品质。火箭院派出10余人远赴莫斯科学习载人火箭技术,经过4年潜心钻研,中国载人火箭研制取得突破性进展:箭体结构静力试验具备条件、振动箭开始生产总装、活动发射平台投产……  

     1999年至2002年,长二F遥一至遥四火箭相继研发成功,推动了陆海基航天测控网验证、微重力环境下空间生命科学、空间材料实验开展,赢得“神箭”美誉。2005年10月,长二F遥六火箭将航天员费俊龙、聂海胜送入太空,顺利完成多人多天太空飞行试验,“三步走”战略“第一步”顺利收官。

行路难!新征程没有终点

  2010年至2011年,在长二F火箭的安全性和可靠性持续攀升过程中,长七、长五B进入研制赛道,中国载人航天工程开始以“三步走+齐步走”模式阔步前行。

  长七火箭6个模块均采用液氧煤油低温发动机,复杂程度远超常规发动机。研制队伍采用协同工作模式,总体结构、控制、动力等专业设计人员进驻发动机研制单位联合攻关,经过两个月通宵达旦的奋战,不仅圆满解决了布局问题,还完成了总体及相关专业设计。

  2011年7月,长七火箭转入初样研制,2015年5月转入试样研制。型号队伍共攻克33项技术难关,完成包含全箭合练、动力系统试车在内的313项大型地面试验。这背后是研制队伍快节奏、高强度的默默付出:有的设计人员刚在绵阳完成风洞试验,就直接赶赴西安开展发动机热环境测量;有的工艺和操作人员上午在南苑进行管路试验安装,下午又转战云岗吊装贮箱……从总体到单机,从设计人员到工人,每个人都在为长七腾飞拼尽全力。

  2013年6月11日,神舟十号载人飞船成功发射,航天员聂海胜、张晓光、王亚平三名航天员在太空先后完成了1次自动、1次手控交会对接,开展了太空授课,以及大量科学实验和技术试验。15天后的6月26日,飞船返回舱安全返回地面。这是我国载人天地往返运输系统首次应用性飞行,标志着工程第二步取得阶段性重大胜利。

  通过神舟十号的研制攻关和在轨任务的圆满完成,我国突破了空间组合体人性化设计基本技术、空间站建造基本技术,建立了天地往返运输系统,使我国全面掌握了航天器自动和手动控制交会对接、航天器绕飞等技术,特别是标志着神舟飞船作为我国载人天地往返运输系统日趋成熟,为实施我国载人航天第三步发展计划奠定了技术基础。

  2016年,长征七号首飞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;实施了天宫二号与神舟十一号载人飞行任务,首次实现了航天员中期在轨驻留,并开展了一批体现国际科学前沿和高新技术发展方向的空间科学与应用任务。

  2017年,我国发射了天舟一号货运飞船,突破和验证了空间站货物运输、推进剂在轨补加等关键技术,飞行任务取得圆满成功。至此,载人航天工程第二步胜利收官。

逐梦苍穹 未来可期

  建造空间站、建成国家太空实验室,是实现载人航天工程“三步走”战略的重要目标,是建设科技强国、航天强国的重要引领性工程。载人航天工程第三步的主要任务便是“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”。

  2021年4月29日,长征五号B运载火箭将中国空间站天和核心舱送入太空,推动我国空间站建造进入全面实施阶段,中国人迎来了首个温馨舒适的太空家园。同年5月至10月,又相继将天舟二号货运飞船、神舟十二号载人飞船、天舟三号货运飞船、神舟十三号载人飞船送入太空。其中,神舟十二号航天员在轨驻留3个月,神舟十三号航天员在轨驻留6个月,创下中国航天的多个“首次”。

  2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。中国空间站关键技术验证阶段圆满完成,进入全面建造阶段。随后的6月5日,神舟十四号载人飞船将陈冬、刘洋、蔡旭哲成功送入太空,正式开启6个月的太空之旅,标志着中国空间站任务转入建造阶段以来的首次载人任务正式开启。7月24日,我国空间站首个实验舱,也是迄今我国最大单密封舱体的问天实验舱在长征五号B运载火箭的托举下,横空飞九天,有力推进了中国空间站在轨建造任务按期圆满完成。

  2022年,中国空间站将最终完成“T字构型”建造任务,中国人的飞天梦将更加高远。

  创造新历史,是致敬历史的最好方式。在载人航天工程而立之年,我国将建成三舱构型的空间站,成为独立掌握近地空间长期载人飞行技术,具备长期开展近地空间有人参与科学研究、技术试验和综合开发利用太空资源能力的国家。


     来源:中新网、新华网、央视网、光明日报、中国载人航天微信公众号等综合