中国人的骄傲:神舟家族-历史见证性的时刻——“神舟”飞船的诞生
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    人类诞生以来,一直都有一个梦想,梦想着能够像鸟儿一样遨游飞翔,梦想冲出地球,去探索宇宙的奥秘。

    从对飞天的异想天开到不断地进行探索,其间经历了很多年,上至“嫦娥奔月”的古老神话,如今人类仍在不断地探索与揭秘。

    中国作为文明古国,一直在为航天事业做着不折不饶的奉献,并有了丰硕的成果。从“神舟一号”不载人的试验性飞船,到载人飞船至太空行走,中国为此付出了巨大的努力,这不仅仅是炎黄子孙的骄傲,更是全人类的骄傲。

    太空:从幻想到尝试

    随着天文学的发展,相继出现的太空幻想小说体现了人类对太空飞行进一步的思考。通过哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒和伽利略等科学家的不懈努力,近代日心说的天文学体系才得以确立。这使人们意识到,地球仅仅是浩瀚宇宙中一颗普通的行星。人类开始借助于自己的想象以及所生活的这个星球上的知识来设想宇宙中其他的星球。地球以外的星球是什么样的?上面是否有生命的存在?这些问题都推动着人类不断地幻想。

    儒勒·凡尔纳德国天文学家约翰内斯·开普勒在1634年出版的《梦想》中,第一次对月球的旅行展开了幻想。稍晚出版的由英国主教、历史学家歌德温所作的《月中人》以及英国人威尔金斯所作的《月球世界上的发现》,也对月球的情景进行了幻想和推测。

    这一时期法国人切拉诺·德·贝尔热拉出版的《月球之旅》是17世纪太空幻想小说中的典范。在书中,作者用近于科学的态度讨论了太空旅行中的各种飞行方法,尤其提到了用焰火爆竹作为推进动力,其原理正是后来的航天飞行中所用的反作用推进方式。

    进入19世纪,一系列科学的重大发现与发展,如生命体与非生命体物质元素相同、太阳系非唯一性、进化论、元素周期律的提出,逐步揭示了地球生命的非唯一性以及太阳系的平凡性。伴随着科学发现和科学技术地位的日益提高,太空幻想作品进入了黄金时代。

    法国人儒勒·凡尔纳的《从地球到月球》是近现代太空科学幻想小说的代表作。在这本书的写作过程中,凡尔纳通过科学的推理,结合大量的数学、物理学和天文学知识,对小说中的宇宙飞船和发射装置进行了大胆的设想。书中对航天活动中许多基本状况的预言,都同航天科学的发展有着惊人的吻合,如火箭发射场、飞船密封舱、失重、火箭变轨道飞行、制动火箭、海上降落等。

    德国科幻作家库尔德·拉斯维茨的科幻小说《两个行星上》描写了有关火星人的故事。与《从地球到月球》同样杰出的是,这部作品对光电感应器、光电池、轨道站、反作用发动机、变轨控制的设想和描述都具有很强的科学性。

    从这些作品中可以看到,这个时期的太空科学幻想小说中,科学性上升到了非常重要的地位。正是由于这个原因,齐奥尔科夫斯基他们的作品与当时的科学探索发现是紧密联系的,既不同程度地受到不断出现的新技术新发现的影响,又对航天科学的发展起到了相当大的作用。

    后来的许多火箭专家和航天先驱者都受到了这些作品的启发和激励,俄国航天先驱齐奥尔科夫斯基,美国航天先驱戈达德,德国火箭专家冯·布劳恩等都曾在早期受到过这些作品的影响。德国航天先驱奥伯特和法利尔还曾对儒勒·凡尔纳在《从地球到月球》中设计的火炮及用这种装置发射飞船的可能性,进行过认真的研究。

    对太空的幻想激励着人类不断地对太空进行探索,去实现翱翔太空的梦想。在对太空的无限遐想中,人类逐步建立起太空飞行的思想和观念,这就为航天梦想的实现奠定了思想基础。因此,当新的时代来临时,在这种原始动力的推动下,真正的航天理论和实践得以迅速发展。

    伴随着戈达德博士的液体火箭的升空,人类揭开了航天时代的序幕。

    20世纪20~30年代,在航天先驱的影响和激励下,欧美许多国家自发成立了有关火箭研究和太空飞行的研究协会及相关组织。这些火箭协会和研究组织在成立初期,基本上都没有得到官方的资助和支持,但他们在极端困难的条件下,进行了大量的火箭研制和航天理论的研究工作,为液体火箭的发展作出了很大贡献。从航天学基本理论建立,到二战中德国达到液体火箭技术高峰这一段时间内,这些组织起到了重要的承上启下的作用。

    1927年,一批热情的支持者成立了星际航行协会。星际航行协会的成员们在设备十分简陋的情况下开始了他们的火箭研究工作。

    火箭发射成功也是一个奇迹。1930年8月,奥伯特成功运转了他的锥形喷管发动机。此后,协会致力于建造一枚最小型火箭,它被称为“米拉克”。“米拉克”并没有引起人们更多的注意,协会会员于是设计了一系列“推力器式”火箭。1931年5月,推力器式火箭试飞成功。火箭升高61米,飞行距离为610米。

    尽管获得了这些成功,但星际航行协会的火箭飞行场却面临被关闭的危险。当时的德国陷入经济萧条,协会成员的境遇也一落千丈。能使火箭研究得以继续的唯一出路就是依靠军方的雄厚资本和独到条件,而陆军当局出于战争上的考虑,对火箭也表现出相当的兴趣。从此,火箭研究逐步转于陆军控制之下,而星际航行协会也就逐渐瓦解了。

    德国星际航行协会所做的大量基础工作以及其造就的火箭专家,最终对德国战时火箭研制作出了巨大的贡献,使得战时德国的火箭研究和远程火箭技术达到了第二次世界大战结束前的世界最高水平。

    第一次世界大战后,德国作为战败国,由于《凡尔赛和约》的限制不能大规模发展作战飞机、坦克、大炮和机枪等军事装备,对陆军装备的限制尤其严格,这就促使德国军队寻找不受和约条款限制的新的武器系统。

    因此,早在20世纪20年代,德国陆军就开始筹建官方的火箭研制组织,抽调专人研究火箭的未来发展潜力和用于战争的可能性。有了政府的支持,就有了其他国家无法比拟的优越性。同时,德国陆军多方寻求研究人员,从研究机构调集技术骨干,最终促成德国火箭技术的飞速发展。

    在陆军炮兵局卡尔·贝克尔少将的大力支持下,1930年,陆军部召开了正式的火箭武器研制会议,这标志着德国官方军事火箭计划的开始。1932年底组成了由多恩伯格、冯·布劳恩、瓦尔特·里德尔和海因里希·格鲁诺所领导的火箭研究小组,并于1936年至1938年建立了著名的佩内明德火箭基地。

    该研究小组成立后,设计和生产了“集合体”系列火箭(A-1—A-12)。其中A-4即二战末期德国所使用的V-2导弹。

    导弹与火箭是有区别的,我们平常所说的火箭是指以火箭发动机为动力的飞行器,而导弹则是指带有战斗部(如各种弹头)的可控制火箭。

    “我们证明了利用火箭原理进行太空飞行是切实可行的,这在科学技术史上有着决定性的意义。除了陆地、海洋和空中交通外,现在还可以加上无限广阔的宇宙空间作为未来洲际航行的一个中介。这是宇宙航行新纪元的曙光。”1942年10月3日,多恩伯格在A-4火箭发射成功庆祝酒会上如是说。

    在二战后期,冯·布劳恩、多恩伯格等人曾制定了有关载人宇宙飞船的机密计划——“小组计划”,即A-9和A-10计划。该计划不仅希望设计大型的洲际弹道导弹,而且探索了载人飞行运载工具的问题。

    这些专家还设计了航天运载火箭,他们曾经设想在A-9基础上,加装一个大型火箭,从而使火箭达到3级推进,估计就可以将一个驾驶员舱送入轨道。虽然这些设想由于战争的变化都未能实现,但为航天技术的进一步发展提供了一种可行的方案。

    二战后,西方各国由于看到V-2导弹在战争中的威力,都不同程度地开展了洲际导弹的研究计划,尤其当时美苏两国出于各自利益的需要,在导弹和航天领域展开了激烈的竞争。

    前苏联战前的火箭技术在各方面已经有了重大突破,也拥有了一批火箭专家,这就为战后前苏联的火箭、导弹和航天技术的发展奠定了良好的基础。同时,由于“冷战”格局的逐渐形成,前苏联所制定的战略部署中,对当时各项具有军事意义的新技术,包括火箭技术给予了高度的重视。为了发展核威慑力量,前苏联制定了发展洲际弹道导弹的计划。通过对德国V-2导弹的研究和仿制,前苏联开始研究设计自己的洲际导弹,最终于1957年8月21日成功发射了P-7(P为俄文“胜利者”第一个字母)洲际导弹。V-2导弹洲际导弹的出现在很大程度上要依赖于火箭技术的发展,所以它的成功在客观上也为发展航天事业直接或间接地奠定了重要的技术基础。接着,为了发射人造卫星并达到第一宇宙速度,由科罗廖夫为主的研究小组对PB-7导弹进行改进,成功研制了“斯普特尼克(Sputnik)号”运载火箭。1957年10月4日晚,这枚火箭携带着世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”在前苏联的拜科努尔航天发射场发射成功,这标志着人类航天时代的真正到来。

    当年,前苏联发射第一颗人造卫星的主要目的是进行洲际弹道导弹发射试验。这次洲际导弹发射试验虽然失败了,却还是把一颗直径580毫米、83千克的小卫星送入了太空。这颗卫星在轨道运行了92天,给前苏联带来了无比的荣耀。

    人造地球卫星,是环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器,简称人造卫星或卫星。通信及广播卫星、对地观测卫星和导航定位卫星,都是开发相对于地面的高位置空间资源的航天器,这类航天器一般又称为应用卫星。应用卫星,是直接为国民经济、军事和文化教育等服务的人造卫星,是当今世界上发射最多、应用最广泛的航天器。

    在前苏联开展战略导弹、运载火箭和人造卫星计划的同一期间,美国也在进行着航天技术的探索。国防部、陆海空三军以及一些科学机构开展了多项导弹、火箭及卫星计划,先后就人造卫星的运载火箭研制的可能性和潜在的科学技术及军事价值进行了广泛的研究和讨论。但一方面由于美国政府及军事机构在发展战略武器思想上的失误,致使人造卫星和运载火箭研究长期没有进入实质性阶段;另一方面由于各计划的开展都是在不同的部门或部门间开展的,没有一个高度统一的部门负责,造成人才、资金、设备等资源的分散和浪费,所以美国在运载火箭及人造卫星的发展中落后于前苏联。直至1958年1月31日,才在卡纳维拉尔角,由“丘比特-1”火箭将“探险者-1”卫星送入太空。

    美苏两国运载火箭、人造卫星技术的发展虽然是两国军备竞赛的产物,但在人类的历史长河中,他们在航天领域所取得的每一项进展,作为世界科技文化的一部分,同样是对人类历史的贡献,谱写了世界航天史的新篇章。

    继美苏成功发射各自的第一颗人造卫星后,其他一些国家也开始根据各自的国情制定航天发展计划,并取得了极大的成功。航天技术也由最初的军事目的逐渐转向民用。各国相继发展了通信卫星、气象卫星、资源卫星等应用卫星,并相应地改进、发展了运载火箭,提高它的可靠性和运载能力。

    航天技术的出现,使我们的社会文化和日常生活发生了革命性的变化,也让我们看到实现千百年以来的梦想——载人太空飞行的可能。随着新技术的发展,我们最终实现了这个梦想——在宇宙中留下中华民族的身影。

    知识点太空游

    太空旅游是基于人们遨游太空的理想,到太空去旅游,给人提供一种前所未有的体验,最新奇和最为刺激人的是可以观赏太空旖旎的风光,同时还可以享受失重的感觉。而这两种体验只有在太空中才能享受到,可以说,“此景只有天上有”。专家表示,未来的太空旅游将呈大众化、项目多样化、多家公司竞争、完善安全法规四大趋势。

    太空游五大层次

    第一层次:太空轨道飞行,体验高度为300千米的外太空,在国际空间站停留7—12天,完全失重。

    第二层次:太空亚轨道飞行,体验高度为80千米外太空分界点,失重时间为几分钟。

    第三层次:太空边缘飞行,即高空战斗机飞行训练内容,包括高速飞行、高G力翻滚、盘旋,加强对航天器飞离和返回地面时的适应能力。

    第四层次:零重力飞行,在地面感受太空宇航员失重体验的唯一办法。进入训练用的飞机可以让乘客体验零重力的感觉:飞机沿抛物线的形状向上飞,直至飞到抛物线的最高点,乘客将完全感觉不到地心的引力。

    第五层次:太空地面训练体验。这主要是让游客通过宇航员真实的训练科目来感受成为太空人的艰苦过程,通过这种体验也能让游客领略到各种训练的特别感受,这种形式并未飞到高空。

    太空游项目始于2001年4月30日。第一位太空游客为美国商人丹尼斯蒂托,第二位太空游客为南非富翁马克·沙特尔沃思,第三位太空游客为美国人格雷戈里·奥尔森。第四位太空游客为伊朗裔美国女商人安萨里,第五位太空游客是Word之父查尔斯·西蒙尼。

    载人航天,意义在哪里

    新中国成立后,在政府的关心以及科技工作者的努力下,中国的航天事业取得了巨大成绩。大推力运载火箭的研制成功、航天器返回再入等问题的解决,使中国已经具备了载人航天的基本条件。如今,美国和俄罗斯已经把数百名航天员送上了天,在太空活动的范围甚至延伸到了太阳系之外。这是对中国人以及所有科技工作者的巨大激励与唤醒,于是我们开始考虑载人航天的可行性。

    载人航天不同于其他的航天活动。对于载人航天的意义和必要性国内外都曾进行过广泛的讨论。从经济效益上讲,能创造最大经济效益的航天活动是各类不载人的应用卫星,其中通信卫星位居第一,地球资源卫星位居第二。而在资金的投入上,载人计划的实施远远超过了应用卫星,不论美国还是俄罗斯的载人航天所获得的经济效益都小得可怜。

    那么中国发展载人航天有没有必要?从社会发展的角度看,载人航天是人类的生产力、科学技术发展到一定阶段的必然产物,它体现了人类的智慧和创造精神。开拓新的活动天地是人类的天性,冲破地球的生存局限并不是天方夜谭,日益紧张的地球资源、外太空的无尽诱惑,无不让今天的人们较以往时代更加梦想冲出地球。

    开发空间环境资源

    发展载人航天工程,可以开发巨大的空间资源。人类开发地球空间资源主要有以下四种:

    一是高度资源。俗话说,“站得高,看得远。”在信息时代,远离地面的高度显得更加重要。在地球卫星的静止轨道上,即35786千米的高度上,观察地球表面的面积可达42%。利用地球近地轨道上的卫星,可以提供通信、气象观测等便利,可进行地面、海洋、空中导航和定位。随着人类科学技术的发展进步,对空间高度资源的认识和利用必将进一步扩大。

    二是高真空、微重力资源。在离地球100千米外的高空,大气密度和大气压只有地球表面值的1%。高真空的显著特点是高洁净,这为航天器轨道运行提供了理想的条件,月球更为天文观测、科学研究、材料制造、加工工艺等提供了有利的环境。在几乎没有重力的条件下,人类可以制造出地球上无法制造的材料和制品。对于材料、冶金、制药、高质量晶体和医学研究来说,宇宙空间都是独特的理想领域。

    三是太阳能资源。太阳能和氢被公认为是人类未来最有可能利用的两大能源。太阳内部核反应剧烈,中心区产生巨大的能量流,每秒给地球送达的热能相当于500万吨煤释放的能量。外层空间没有大气对太阳光的反射和吸收,能长时间收到几乎没有损失的太阳辐射,为各种空间活动提供源源不断的动力。

    四是月球资源。月球上有丰富的物质资源,土壤中含有多种矿藏,其中40%的氧元素和20%的硅元素是生产火箭推进剂和太阳能电池的重要材料。月球土壤中还有大量的粉末状金属铁和氢元素。月球表面引力只有地球表面的1/6,没有大气,十分有利于发射航天器。未来,人类在月球上建立航天发射基地将成为可能。

    推动经济建设

    载人航天活动研究、开发的许多新技术、新产品,可以带动传统产业技术改造,提高整体的经济效益,有效促进经济建设。

    人到太空,可以利用太空环境进行一系列的科学试验,这样能为地面生产提供技术和手段,研究制造出质量优、成本低、产量高的产品。

    在未来,利用太空的特殊环境,建设材料加工厂、太空育种基地和制药厂等,都将具有巨大的经济潜力和广阔的应用前景,可以获得更大的经济效益。

    促进科技进步和高新科技产业发展

    载人航天是综合性的尖端科技,集中了现代科技众多领域的最新成果。载人航天的发展水平全面地反映一个国家的整体科学成就和高技术产业的水平,特别是自动控制、计算机、新材料、新工艺、推进、遥感、测试、通信、激光、微电子、光电子等技术以及天文学、力学、地球科学、航天医学和空间科学的水平。载人航天的发展,同时又对现代科学技术的各个领域提出了新的发展需求,从而可以进一步推动我国科学技术的进步和高新技术产业的蓬勃发展。

    20世纪中期,电子计算机的迅猛发展在很大程度上与载人航天技术的需求和引导有关。载人航天工程也有力地推动系统工程理论和实践的发展。此外,我国实施载人航天工程,还可以培养和锻炼大批优秀科技人才,大大加快我国科技队伍的建设,为我国航天事业及整个科技事业的发展奠定坚实的人力资源基础。

    载人航天是衡量国家综合国力的重要标志

    当今世界,除了载人航天,再没有其他什么活动更能充分展示一个国家的综合国力了。载人航天是个庞大的系统工程,包括载人飞船、运载火箭、航天员、发射场、着陆场、测控通信以及飞船应用等七大系统。将载人飞船送入太空并安全返回,这些都需要高度发达的科技实力。一个国家要实施载人航天工程,首先就需要具备雄厚的经济基础和强大的综合国力。

    所以说,发展载人航天可以提高国家声望,从而增强民族自尊心、自信心和自豪感,增强民族凝聚力。从前苏联初期载人航天所取得的政治影响来看,发展载人航天不失为提高国际地位的一个途径。

    一个国家的声望和地位是建立在综合国力之上的,经济、政治、军事、科技实力一样都不能弱。载人航天不会直接带来巨大的经济效益,但载人航天技术是高度综合性的技术,它是各学科最新成果的综合利用,只有经济与科技发展到一定水平才有可能实现载人航天。因此,载人航天的实现,从一个侧面体现了一个国家的综合国力。载人航天需要技术和资金的高投入,但也能带动许多技术产业的发展和进步,创造就业机会,从而推动经济社会的整体发展。

    载人航天取得的技术进步与突破,虽然不能直接应用到国民经济领域中,但却可以通过技术转移等多种途径带来巨大的效益。毋庸置疑,载人航天的发展和取得的重大突破可以带动材料技术、控制技术、自动化技术、信息技术、医学、生物技术、环境工程等各个基础学科的发展。这又反过来促进了科技、经济的共同发展。开发和利用航天科技成果,已经成为衡量一个国家综合国力和文明程度的重要标准。可以这样说,中国载人航天事业不是为了航天而航天,而是为了更好地推动经济、科技和社会的发展,更好地服务于国民。

    载人航天也是一种军事威慑

    未来的战争将会是地、海、空、天四位一体的战争,这一点在海湾战争中已经得到初步的说明,而天基系统又将成为国防与战争体系的核心。当前的总趋势是,谁先控制了太空,谁就会在未来的战争中占有决定性的优势。当天基军事系统处在有人操控的情况下,真正意义上的“天军”也就诞生了。

    这种“天军”可以不受领土权、领海权和领空权的限制,自由运行在任何国家的疆域上方,这种空前的威慑力是任何地面军事系统无法相比的!虽然中国发展载人航天的目的并不在此,但军事实力是一个国家综合实力的象征,它并不仅仅为战争与杀戮而存在;它的强大也是更广大的和平的保证。因而我们也必须建立自己的技术储备,这样才不至于出现被动挨打的局面。

    在未来,载人航天将成为一种普通的星际交通手段。虽然现在的载人航天技术还相当初级,但是你是否能预见,未来人类将在月球上建造活动基地,在火星上建立移民区,在太空建造大型空间站、太阳能电站,开展太空旅游,开发其他星球的物质资源……现在看来,这些都不再是遥不可及的梦想。到那时,载人航天必将进入全面收益的时期,而人类的科技、文化、经济、社会面貌,都将发生巨大而深远的变化。

    知识点载人航天器的种类

    载人航天是人类驾驶和乘坐载人航天器在太空中从事各种探测、研究、试验、生产和军事应用的往返飞行活动。

    根据飞行和工作方式的不同,载人航天器可分为载人飞船、空间站和航天飞机三类。载人飞船按乘坐人数分为单人式飞船和多人式飞船,按运行范围分为卫星式载人飞船和登月载人飞船。载人空间站又称为轨道站或航天站,可供多名航天员居住和工作。航天飞机既可作为载人飞船和空间站进行载人航天活动,又是一种重复使用的运载器。

    载人航天的漫长之旅

    加加林人们形容某些事情难做,常说比登天还难。确实,世界上再没有比登天还难的事情了。人类要想飞到太空,绝非一件轻而易举的事。首先要有一定的速度围绕地球转,每秒钟至少运行8千米。而要摆脱地球的引力飞到天外去,那就必须运行速度更快,每秒要达到166千米才行。

    然而,一切皆有可能。前苏联第一颗人造卫星带来了人类的航天时代,也实现了人类梦寐以求的飞天愿望。当前苏联第一位宇航员加加林乘“东方1号”在天上旅游了一圈胜利返回地面之后,前苏联又有两位宇航员,其中包括一位女性宇航员,也相继飞入太空。至今,世界上已经有多个国家的数百名宇航员漫游了太空。那么,中国航天员漫游太空的梦想什么时候才能成真呢?

    我国从开始研究人造卫星到今天终于成功地进行了载人飞行,几十年过去了,其间经历了无数的曲折和艰难,成功与失败。

    1958年5月17日,中共八届二次会议提出要搞人造卫星。不久,有关航天工业的领导机构——第七机械工业部组建成功,由聂荣臻元帅挂帅。钱学森等专家和空军司令员刘亚楼、副司令员王秉璋等人在集思广益的基础上,详细制订了我国的航天技术研制规划。

    钱学森1955年6月,在周恩来总理的关怀下,留美从事喷气技术与火箭技术研究的钱学森博士回到了新中国的怀抱。1956年2月,钱学森向国务院提交了《关于建立我国国防航空工业的意见书》。不久,航空工业领导机构和火箭、导弹研究院先后成立。钱学森回国的第二年,中国第一个火箭导弹研究院——国防部第五研究院正式成立,钱学森被任命为国防部第五研究院院长。

    1965年6月,我国在山西太原成功发射了一批生物探空火箭。跟随火箭升空的大白鼠、小白鼠、小公狗、小母狗和果蝇等都活着成功返回。

    1967年12月,由孙家栋主持召开第一颗人造卫星的研制工作会议。会议对总体方案和各系统方案以及技术方案进行了重新论证,简化了过去的卫星设计方案,确定中国第一星是试验卫星,只要能上得去、看得见、听得到就算成功。这次会议还正式把卫星命名为“东方红一号”。1968年1月,国家有关部门批准了这一方案。1970年,我国第一颗人造地球卫星在《东方红》乐曲的伴奏下,在酒泉发射成功。

    我国成功发射第一颗人造地球卫星的新闻航天事业中最困难的就是载人航天。作为科学技术宝塔尖端的载人技术,几乎涉及当今世界所有的基础科学和理论技术,要有最先进的理论、试验、材料、工艺设备和尖端技术的支持。最为关键的是,实现载人航天需要攻克三大难题:首先要有可靠的、大推力的运载火箭;其次是安全返回技术;再次就是要具有良好的生命保障系统和工作环境。前两个问题我国早就解决了,现在的难关是第三个问题。这一问题得不到解决,载人航天无从实现。因为在太空根本没有人类生存的环境,没有水和空气,也没有重力,只有超强的辐射、紫外线、低温和高真空等。要使航天员在太空生存,就必须突破以下几道难关。

    “神舟五号”飞船第一,飞船的外壳必须是硬且轻的金属。宇宙飞船的舱体外壳要包裹绝热材料,在飞船里要配备装有缓冲装置的航天员座椅和各种电子设备仪表、宇航员救生及生活装备,飞船的两侧要安装供宇航员观察星空与地球的舷窗,舷窗必须要防强光、防紫外线、防辐射。第二,要设计能维持航天员生存的类似密闭舱的航天压力服,内部能够保障一定的压力、空气、温度,具有防流星、耐高低温等功能。穿上这套衣服,要能够在太空行走,能操纵物品,要保证航天员产生的废气能够排出,还要有与外界通话的设备。第三,为了随时了解航天员的身体健康状态,航天服里还要装上生理信息传感器。制作这套特殊衣服的材料,需要用玻璃纤维、镀铝尼龙布及其他不同的材料编织而成。所有这些工作,需要我们的航天工作者付出许许多多的艰辛和努力。

    杨利伟20世纪70年代中期以来,我国的空间技术取得了长足的发展,已经具备返回式卫星以及各种应用卫星的研制和发射能力,成为世界上继苏美之后第三个掌握卫星回收技术的国家,为我国发展载人航天技术打下了坚实的基础。

    如今,经过中国航天人几十年的努力,我国发展载人航天的时机已经成熟。机不可失,我国的载人航天时代终于来临了。

    航天领域的专家和学者以极高的热情投入到工作中。他们根据中国国情进行了实事求是的论证,翟志刚、刘伯明和景海鹏认为中国具备了以载人飞船为突破口来发展载人航天工程的条件,接着在全国各有关单位开展了载人航天的预先研究工作。

    2003年10月15日,我国发射了第一艘载人飞船——“神舟五号”。航天员杨利伟在太空飞行21小时23分钟后,成功返回地面。由此,我国成为继前苏联、美国之后第三个独立开展载人航天飞行的国家。

    2005年10月12日,费俊龙和聂海胜两位航天员乘坐“神舟六号”飞船进入太空,实现了双人多天的太空飞行。

    2008年9月25日,“神舟七号”飞船载着3位航天员翟志刚、刘伯明和景海鹏由“长征二号”运载火箭发射升空,并顺利实现了太空行走。

    人类探索外太空的脚步不会停止,各种新型的火箭和卫星正在不断研制和应用,我国在探索宇宙的道路上依然任重道远。

    知识点人类探索太空之路

    1961年4月12日,27岁的苏联宇航员尤里·加加林乘坐“东方1号”飞船,在离地面181000米的轨道上,绕地球飞行108分钟。这是人类航天史上的里程碑。

    1961年5月5日,美国宇航员艾伦·谢泼德随“自由7号”飞船到达距地球116.5英里的远地点,他在亚轨道飞行持续了15分钟,成为美国第一位太空人。

    1969年7月21日,美国宇航员阿姆斯特朗打开“阿波罗11号”登月舱舱门,迈出人类踏上月球的第一步。

    1971年4月19日,前苏联成功发射了世界上第一个试验性载人空间站——“礼炮1号”空间站。

    1986年发射的“和平”号空间站在轨运行期间,共有12个国家的135名宇航员在空间站上工作,进行了1.65万次科学实验。2001年3月23日,“和平号”在南太平洋坠落。

    在发展载人航天的历程中,国际合作已从蓝色星球延伸到茫茫太空。1975年7月17日,美国阿波罗飞船与前苏联“联盟”号飞船在地球轨道实现对接,并进行首次国际联合飞行。

    1998年11月20日,俄罗斯“曙光”号多功能货舱发射升空,拉开了16国联合建造国际空间站的序幕。2002年10月10日,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机成功与国际空间站实现对接。俄罗斯航空航天局、美国航天局、欧洲航天局以及日本和加拿大的航天主管机构,联合制定了人类火星登陆方案。

    2003年10月15日9时整,我国自行研制的“神舟五号”载人飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。这是中国首次进行载人航天飞行。“神舟五号”于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆返回。2005年10月12日,“神舟六号”飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。2008年9月25日21时10分,载有三位中国航天员的“神舟七号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。9月27日16时41分00秒,航天员翟志刚首度实施空间出舱活动,中国也随之成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。

    2007年,日本和中国分别于9月和10月向月球发射了“月亮女神”和“嫦娥一号”探月卫星,目前探测器均运行良好,并向地球传回了照片。

    发射中心——酒泉

    距离敦煌莫高窟约600千米的地方,坐落着中国酒泉卫星发射中心。酒泉卫星发射中心又称“东风航天城”,是中国科学卫星、技术试验卫星和运载火箭的发射试验基地之一,是中国创建最早、规模最大的综合型导弹、卫星发射中心。

    酒泉卫星发射中心位于中国西北部甘肃省酒泉地区,海拔1000米。酒泉地区属内陆及沙漠性气候,年平均气温8.7℃,相对湿度为35%~55%,常年干燥少雨,春秋两季较短,冬夏两季较长,一年四季多晴天,云量小,日照时间长。这一地区地势平坦,人烟稀少,生活环境艰苦,但可为航天发射提供良好的自然环境条件,每年约有300天可进行发射试验。兰州至乌鲁木齐的铁路在清水地区有一条支线,直达酒泉卫星发射中心的技术中心和发射场区。鼎新机场在酒泉卫星发射中心以西75千米,可满足卫星从机场到技术中心和发射场区的运输要求。

    酒泉卫星发射中心酒泉卫星发射中心始建于1958年,经过几十年的建设发展,如今的卫星发射设施十分先进。酒泉卫星发射中心主要用于执行中轨道、低轨道和高倾角轨道的科学试验卫星及返回式卫星的发射任务。

    多年来,酒泉卫星发射中心逐步建立起一套比较完善的综合发射设施,拥有一支过硬的科技队伍。

    自1958年10月成立以来,酒泉卫星发射中心创造了中国航天发展史上多个第一:用国产燃料成功发射了第一枚苏制近程弹道导弹,成功发射了第一枚我国自行研制的地地导弹、第一枚导弹核武器、第一颗人造地球卫星、第一颗返回式卫星、第一枚远程运载火箭,成功进行了第一次“一箭三星”发射试验,第一次为国外提供卫星搭载服务,成功发射了我国第一艘试验飞船,成功发射了我国第一艘载人飞船。

    自1970年4月24日,“长征一号”运载火箭成功发射中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”以来,酒泉卫星发射中心用“长征一号”“长征二号丙”及“长征二号丁”火箭,已成功发射了20多颗科学试验卫星。1975年11月26日,中国第一颗返回式卫星在这里发射成功。1987年8月,酒泉卫星发射中心为法国马特拉公司提供了发射搭载服务,使中国的航天技术从此开始走向世界。1980年5月18日,中国第一枚远程运载火箭也在这里发射成功。1992年10月,酒泉卫星发射中心首次为国际用户执行了发射任务,利用“长征二号丙”火箭发射中国返回式卫星时搭载发射瑞典空间公司的弗利亚卫星进入预定轨道,获得成功。1999年11月20日,“神舟”号试验飞船从这里发射升空,迈出了中国载人航天工程的第一步。此后,“神舟”系列飞船相继从这里成功进入太空预定轨道。

    东风航天城酒泉卫星发射中心在载人航天飞行任务中,主要是承担发射场区的组织指挥,实施火箭的测试、加注、发射,逃逸塔测试,整流罩测试,人船箭地联合检查,船箭塔对接和整体转运,提供发射场区的气象、计量和技术勤务保障,并在紧急情况下组织实施待发段航天员撤离及逃逸救生。

    在世界23个发射场中,中国酒泉卫星发射中心与前苏联拜科努尔发射场、美国的肯尼迪航天中心齐名,是能够发射载人航天器的少数优秀发射场之一。

    酒泉卫星发射中心的别称是“东风航天城”,这个名称的由来有着鲜明的军工单位特色。20世纪60年代,酒泉卫星发射基地与北京三个总部的有线电话长途通信的秘密代号为“东风”,所以基地一直沿用了“东风基地”这一名称。1992年8月11日,当时的江泽民总书记在视察基地时欣然题写了“东风航天城”,从此人们就正式把这里叫东风航天城了。如今,走在这里可以发现,不论幼儿园、街道、宾馆、市场等,处处都有“东风”字样。

    除了在发射和试验任务期间为安全、保密工作作保障外,这里平时并没有人们想象得那么神秘,与一般的城镇没有多大差异。行走在这里的街道上,就如同进入了一个现代城市。这里的宾馆和街道取名都极具特色,有太空路、宇宙路、航天路、胡杨路、黑河路、红柳路等。大型宾馆分别取名“神舟”“东风”“航天”等。航天城还拥有一个专用机场和自备电厂,常住人口数千人。

    知识点载人航天发射场为何建在酒泉卫星发射中心?

    载人航天发射场是实施载人航天工程的关键地面设施之一。我国拥有酒泉、太原和西昌三大卫星发射中心,那么,为什么会选择把载人航天发射场建在酒泉卫星发射中心呢?是因为酒泉卫星发射中心具有如下得天独厚的条件:

    第一,已建场30年,拥有了相当雄厚的物质基础,并且生活设施基本齐全,技术保障、测控通信、铁路运输、发配电等配套设施完善。

    第二,发射场区为戈壁滩,航区200千米以内基本为无人区,600千米以内没有人口密集的城镇和重要交通干线,航区安全有保证。

    第三,发射场区占地面积广,地势开阔,完全满足待发段和上升段航天要求,也是先进的天地往返运输系统最理想的发射和回收着陆场,而且具有很大的发展空间。

    第四,场区内已建有大型机场,既可以满足航天器使用飞机快速运输的要求,又可作为参试人员往返乘降飞机的场所。

    第五,可以充分利用西起喀什、东至福建闽西,距离数千千米,并已基本形成的陆上航天测控网。

    第六,场区气候条件干燥少雨,雷电日少,容易满足发射条件。

    运载工具——“长征神箭”

    说到我国的“神舟”飞船,就不得不提到它们的运载工具——“长征”运载火箭。

    长征,是中国共产党领导工农红军创造的奇迹,是中国革命史上巍峨耸立的不朽丰碑,是中华民族惊天地、创世纪的英雄史诗,是人类历史上前所未有的伟大壮举。并且,长征也是新中国成立后,我国科技事业蓬勃发展、航天工业欣欣向荣的一个代名词。中国自力更生、艰苦奋斗、自主研发的运载火箭就是用“长征”来命名的,因此,我国的运载火箭被称作“长征神箭”。

    “长征神箭”20世纪,只有前苏联和美国实现了载人航天。中国是世界上第五个能独立发射人造卫星的国家,很早就拥有了大推力运载火箭。

    然而,为什么世界上有十多个国家能够发射各种人造卫星,却只有前苏联、美国才能发射载人飞船呢?这是因为,发射载人飞船的运载火箭远比发射人造卫星要求更高、功能更多、推力更大。

    载人航天,保证航天员的生命安全是第一位的。这对运载火箭就提出了很高的要求。主要有三点:第一,改进火箭的设计,保证火箭有足够的可靠性,把火箭在发射和飞行过程中出现故障的可能性减少到最低限度;第二,火箭在发射和飞行中,一旦出现故障危及航天员生命安全,要能够及时发现并且作出正确判断;第三,出现故障后要能够帮助航天员采取有效措施,脱离危险区域,安全返回地面。

    根据高技术研究发展计划方案论证的结果,我国发展载人航天的核心是研制8吨级载人飞船,而“长征二号捆绑式”运载火箭的地球轨道运载能力就已经达到了8吨。并且,与当时具有8吨运载能力的另一种运载火箭“长征三号乙”相比,“长征二号捆绑式”运载火箭的动力系统完全是继承了“长征二号”运载火箭的技术,已经经过了近百次发射和飞行的考验,更为成熟、可靠;“长征三号乙”运载火箭,则多出了氢氧第三级,结构复杂,可靠性相应降低,“长征二号”运载火箭尤其是新研制的氢氧发动机,还没有经过充分的飞行试验考核,液氢和液氧的使用安全性也有待验证。此外,“长征三号乙”运载火箭是三级火箭,长度远比“长征二号捆绑式”运载火箭要长,如果再加上载人飞船,长度会超过极限。所以,以“长征二号捆绑式”运载火箭为基础研制新型载人运载火箭才是最佳选择。

    为了提高火箭发射和飞行的可靠性,火箭的控制系统进行了全新的设计,不但提高了所有元器件的等级和筛选标准,而且重要仪器设备都采用双套同时开动,一套仪器发生故障,立即启用备用的另外一套,以保证火箭的正常飞行控制。重要信号及其转换采用双点双线、甚至三点三线进行,确保万无一失。火箭的结构也根据情况进行了加强设计,提高了安全系数。经过技术人员的不懈努力,火箭的可靠性指标从91%提高到了97%,基本上达到了载人运载火箭的要求。

    经过中国航天人7年的不懈奋斗,中国第一枚载人运载火箭“长征二号F”终于研制成功。1999年11月20日,第一枚“长征二号F”运载火箭从酒泉载人航天发射场发射升空,首次将我国第一艘无人试验飞船——“神舟一号”送入预定轨道,完成了我国载人飞船的第一次无人飞行试验。

    此后,在2001年1月10日,2002年3月25日和2002年12月30日先后进行了三次发射,将“神舟二号”“神舟三号”和“神舟四号”无人试验飞船送入预定轨道。至此,我国载人飞船的无人飞行试验任务圆满完成,为正式载人飞行作好了准备。连续四次圆满发射成功,也是对“长征二号F”运载火箭载人航天能力的初步考核。

    “长征二号F”运载火箭2003年10月15日,中国自主研制的“神舟五号”载人飞船用“长征二号F”运载火箭发射成功,这是我们伟大祖国的荣耀,标志着我国首次载人航天飞行初战告捷,也标志着中国人民在攀登世界科技高峰的征程上又迈出了具有重大历史意义的一步。

    2005年10月12日,第六枚“长征二号F”火箭将“神舟六号”飞船准确送入预定轨道。两位航天员费俊龙和聂海胜在太空连续飞行5天后顺利返航。2008年9月25日,第七枚“长征二号F”运载火箭将“神舟七号”飞船送入太空。“神舟七号”载人航天飞行圆满成功,实现了我国空间技术发展具有里程碑意义的重大跨越,标志着我国成为世界上第三个独立掌握空间出舱关键技术的国家。

    可以说,中国的载人航天事业离不开中国神箭——“长征”火箭的发展和进步。

    知识点“长征神箭”发射历史

    中国航天科技集团公司研制的“长征”系列运载火箭,具有发射近地轨道、太阳同步轨道、地球静止轨道空间飞行器的能力,近地轨道最大运载能力为12000千克,地球同步转移轨道最大运载能力为5500千克,太阳同步轨道运载能力可达6100千克。运载火箭的可靠性、经济性、入轨精度和适应能力达到国际一流水平。

    截至2010年年底,“长征”系列运载火箭已进行了136次发射,发射成功率在94%以上。1996年10月至2009年4月,“长征”系列运载火箭发射均获得圆满成功(连续成功75次)。从1990年成功发射“亚洲一号”卫星以来,“长征”系列运载火箭先后为国外和香港用户发射了37颗卫星。截至2010年底,“长征”火箭共进行过29次商业发射和6次搭载服务,早已成为了国际市场上知名的高科技品牌。

    目前,集团公司正在研制中国新一代运载火箭(“长征五号”)。新一代运载火箭以“无毒、无污染、低成本、高可靠、适应性强、安全性好”为目标,预计2014年首飞;以“通用化、组合化、系列化”为设计思想进行研制发展。该型号火箭的近地轨道运载能力将达到25吨,地球同步转移轨道运载能力将达到14吨。

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