神马作文网重金求中国长征系列运载火箭在世界上的地位
来源：学生作业帮 编辑：神马作文网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/11/10 17:01:18
重金求中国长征系列运载火箭在世界上的地位
未来相当长时间里,航天业尚不能像航空业那样被广泛利用,但是?航天活动在解决人类稳定发展方面已显示了举足轻重的作用,且作用还在不断扩大.世界航天的历史充满了这一类实例,其中有一些成果顷刻间便影响了社会生产力的进程,例如：航天活动不断地把
众多重要的新材料、新技术和新发明带到其他领域；航天器日益广泛地被用于遥测地球、通信、航海等方面.航天实力同自然资源和动力一起,成为当今世界主要大国综合实力和经济水平的典型标志.如今,参与开发航天技术的国家已达60个以上,应用航天技术的国家更是遍及全球.
中国航天业历经前所未有的艰苦卓绝,终于登上世界航天大舞台,并扮演重要角色.未来蓝图是：2005年前把宇航员送入轨道,2010年前实现载人登月,继而建立包括永久性空间站在内的“地面——太空综合网”,将大型空间站发展成为空间航天基地……再往后,在火星上建立中国基地.
“十五”期间是中国航天技术实现历史性飞跃的关键时期.2002年8月发布的《国家产业技术政策》,明确将航天技术作为七大重点发展领域之一.国家为航天计划提供尽可能多的人力和财力,用于空间计划的预算已有较大幅度的提高,专项科研经费达50多亿元.
……
人类对于宇宙还存有大量无知与不解,所作的探索也仅在较近期才获得其重要性,尚难以估计全部的后果.但已有的成果足以使人相信,航天技术为人类社会发展前景在广泛领域中的改善,提供了无限的、非同寻常的可能性.
1957年,苏联以“人造卫星一号”开创了人类的征服太空的时代.四年后,加加林驾驶“东方一号”飞船进行了人类的首次太空飞行.当时,毛泽东主席同全世界的政治家们一样为之震惊.他问道：“我们怎么能算是强国呢?我们甚至无法把一颗土豆送上太空.”40多年过去,中国的科学家终于作出了承诺——
向“第四疆域"发起最后冲刺
新的里程碑
2002年是中国航天增强信心的一年——
继成功发射并回收了“神舟二号”无人宇宙飞船后,2002年3月下旬又成功进行了“神舟三号”的太空飞行试验.“神舟”三号在太空翱翔了近一个星期后,其返回舱与飞船按计划脱离并安全返回地面,而将相对独立的轨道舱留在太空继续运行,忠实地执行既定的在轨实验和应用研究及其它空间探测任务.其所传回的高质数据可以与美国“Terra(土)”卫星和“Aqua(水)”卫星传回的数据相媲美.
轨道舱在太空正常运行了180多天,共环绕地球飞行2821圈,于10月10日圆满完成任务,取得了一批科技成果.其间,航天指挥控制中心先后对其进行了几十次轨道维持和飞行模式控制,确保飞船轨道舱在不同飞行控制模式下,进行预定的各项载荷试验,成功掌握了一批关键技术,尤其在低轨飞行器的轨道衰变规律、陨落分析、燃料最优分配、故障诊断和应急处理等方面的研究取得了重要突破,为载人航天测控和管理打下坚实基础.
如果预定年内发射的“神舟”四号宇宙飞船获得成功,那么,中国载人宇宙飞行试验有望提前进行……
探索太空已成为人类最为雄心勃勃的梦想,航天技术是将梦想付诸行动,也是当代最复杂的综合高技术之一,而载人飞船则是航天技术中基本的也是关键的一步.“神舟”三号就是为载人宇宙飞船计划而研制的试验型飞船.略去这一成功所赋予的象征意义,“神舟”三号以其技术上的卓越贡献,为中国在航天业树起一座新的里程碑.
载人航天器在200-500公里的高空飞行,大气环境为真空状态,温度可达1000℃以上.人类要做宇宙航行必须在载人航天器上设置环境控制与生命保障系统,以保证供应足够的氧气、食品、饮水等,控制压力、温度、湿度,以及去除二氧化碳等有害气体和收集其它废物.苏联和美国在载人飞行之前都曾以一些灵长类动物为对象进行试验.苏联首次将载有小狗的卫星送上太空,小狗在轨道舱飞行一周后因缺氧而死.此后连续7次发射了载有狗、大鼠等动物的试验载人航天器,其中3次获得成功.美国也先后以猴、猩猩等高等级动物进行太空飞行.但动物试验存在许多难以解决的工程技术问题和安全性问题.
中国无人飞船试验不像其它国家初期那样把动物带上太空,而是通过拟人载荷装置来达到试验目的.拟人载荷装置,是通过物理化学的方法模拟人的耗氧、产热等代谢参数,为环境控制和生命保障系统提供代谢负荷,以检测此系统.其主要优点是代价不高且极具科学性.据“神舟”三号飞船的设计专家介绍,拟人载荷系统主要包括人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备和与宇航员形态、结构、质量、质心基本一致的形体假人,可模拟宇航员在太空生活的多种生理参数,如脉搏、心跳、呼吸、饮食、排泄等,并随时受地面指挥中心监控.人体代谢模拟装置用来模拟耗氧速率、耗氧量和产热率,模拟真人消耗舱内氧气,向舱内辐射热量,及时通过环境控制和生命保障系统把舱内的氧分压和温度控制在医学要求的范围内.拟人生理信号设备将所录入的心电、呼吸生理信号,从太空回传到地面,以检测飞船医监设备的可靠性.
用“模拟假人”做试验来检验模拟飞船载人状态,这在中国是第一次,在世界上也是第一次,因此引起国内外的广泛关注.实际上,中国的“模拟假人”试验准备工作从20世纪90年代初就已着手,前后进行了十多年,“神舟”试验飞船首次搭载“模拟假人”.试验结果显示,拟人载荷系统提供的生理信号和代谢指标正常,验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统,完全能满足载人的医学要求.“神舟”三号的技术状态已和载人状态完全一致.
苏联在载人飞行之前进行过7次无人驾驶飞行,美国则进行过21次无人驾驶飞行.相比之下,“神舟”飞船迄今进行3次无人驾驶飞行,按计划,年内进行第四次无人驾驶飞行后将进行首次载人飞行.中国从40多年世界航天开拓工作的成败得失中汲取经验和教训,无人飞船试验的数量可以相对减少,但一定要成功.在轨道停留时间方面,“神舟”三号降落前在太空翱翔了近一个星期,比苏联和美国最初的飞船轨道停留时间长得多.与当年苏联的“联盟号”不同,“神舟”号飞船在返回舱回到地球后,其轨道舱可以利用推进器进行操作,作为无人宇宙飞船继续在既定的轨道中运行,为技术人员积累了飞行控制和轨道计算的经验.此外,当年苏联和美国将人送入太空时使用的是单座飞船；而中国虽是第一次尝试,但仍将发射一种能够操纵的多人飞船.据说这是其他国家需要花几年时间才敢展示出来的技术.
或许这些并不超凡,毕竟中国不像苏联和美国40多年前那样孤立无援地研制载人飞船技术.不过,国际航天界不少人认为,中国的载人航天取得了其他先驱者所不具有的许多经验,技术上也有了突飞猛进的发展,为最终实现载人飞行奠定了坚实的基础.
走进“第四疆域”已为时不远
科学家将天然环境划分为四大疆域,人类进步的每一次重大飞跃都以对天然环境的开发和利用为标志：最初的人类只适应陆地,2000多年前开始向海洋进军,20世纪初进入天空(大气层),20世纪50年代跨进第四疆域———太空.40多年来,空间技术及其它高新技术的迅猛发展大大激发了人类对太空的无限遐想和探索太空的无限激情,全球发射到空间轨道上的航天器已达4000多个,气象卫星、导航卫星、通信广播卫星、遥感卫星已经深刻地改变而且还将继续改变人类的生活前景——人类正雄心勃勃通过对太空这一新领域的探索和开发来扩大生存活动空间,实现新的飞跃.
中国的太空开发始于20世纪50年代末,70年代利用“长征一号”火箭成功发射了第一颗人造卫星“东方红”.1992年,中国政府作出发展中国载人航天工程的重大战略决策,七年后中国载人航天工程第一艘试验飞船“神舟”一号发射成功,使中国成为世界上第三个掌握载人航天技术的国家,打破了俄罗斯和美国在载人航天方面的垄断局面.“神舟”三号飞船的成功发射和返回,表明中国的载人航天工程技术日臻成熟,中国走进“第四疆域”已为时不远.
据介绍,即将发射的“神舟四号”太空船与“神舟三号”相类似,只是实验内容与“神舟三号”有很大不同.目前,“神舟”四号无人飞船和运载火箭正按计划节点加紧研制.
中国载人航天的实施方案,一切都是以人的安全性为基点,把安全和质量放在首位.“神舟”三号在运载火箭、飞船、发射监控系统方面,运用了许多代表世界最高水平的智能系统及其它先进技术,如为宇航员专门设计安装的逃逸系统与应急救生功能,在火箭发射升空时,万一发生意外紧急情况,逃逸系统就会将飞船带离危险区.“神舟”四号将仍继续进行仿真人实验,试验条件与载人飞船完全相同,具有完备载人设施,试验的主要目的仍然是进一步验证载人太空船的可靠性.
中国的航天科学家正脚步匆匆向有人驾驶航天飞行领域疾进.按计划,2005年之前将第一批宇航员送入轨道太空站.设计专家称,如果试验成功,“神舟”四号很可能是最后一只无人飞船,此后,作为中国探索宇宙空间的先驱,无人驾驶飞船将完成其历史使命,发射“神舟五号”时就会有中国人的身影遨游太空.
国外舆论普遍认为,中国在航天技术方面不断取得成果,正在逐渐缩小与美俄两国的差距.如果载人宇宙飞行获得成功,那将意味着中国不仅将在大型火箭技术上迈出新的步伐,而且在探索太空整体技术上为追赶处于领先地位的欧美和俄罗斯迈出了决定性的一步.
未来空间探测如一轮旭日正在东方徐徐升起.中国雄心勃勃的计划不会仅限于已有的疆域——
中国正把注意力转向太空间更深的疆界：2005年前把宇航员送入预定轨道,2010年前实现载人登月,继而建立开发太空商业新边界的永久性月球基地……
载人航天让无数的中国人愉快地幻想着.
深空探测:难以抵制的诱惑
探寻太空商机
地球是人类的摇篮.但是,人类总想跨出摇篮,体验在摇篮外生存的乐趣.就航天事业而言,空间站是人类在太空中永久的、自给自足的前哨基地.要真正了解人类长期在太空中飞行和生活的状况,除了将人送到太空,别无他法.同时,地球上还有一些问题需要到地球外探索,譬如地球在宇宙中的位置.据说,为月球绘制的地图甚至比地球上的海洋图更详尽.
当年,首次登上月球的宇航员回首遥望地球时,看到的是一个玲珑剔透的蓝色星球.此后,当人们不断地看到卫星从太空发回的地球照片时,越来越深刻地感受到人类居住的这个星球如此珍贵且脆弱.人类的生活环境不仅面临气候变化、物种灭绝和可能导致地球上大多数生命消失的小行星与地球相撞之类的全球威胁,还受到人为制造的恐怖主义、核武器、化学武器或生物武器带来的大毁灭的威胁.航天活动的本质,也许能够更好地分担地球的沉重负担,为人类文明找到一个安全的庇护所……
长期以来,世界航天活动被赋予过于浓重的政治色彩.中国的载人航天计划也被赋予过多的“心理价值”,认为是“受到征服太空的象征意义的诱惑”.实际上,近十年中国致力于太空开发已不只是为了壮国威、振民心,而且有着明确的现实经济目的——探寻太空商机.
据航天科学家介绍,在太空的微重力环境下,能造出真正意义上的浑圆球形物体,能制造出在地球上生产不出来的合金,能大大提高药物的提纯度.中国科学家通过“神舟”试验飞船,在空间环境独特的微重力条件下进行的空间生命与空间材料科学领域的相关实验,已获得一批地面环境条件下无法取得的重要结果.其中包括：
在空间微重力环境中获得结构完整的蛋白质晶体样品,推进了蛋白质结构与其特殊功能信息关系的研究,对于获取以至生产高纯、高效的生物制品和进行生物药品研制具有重要意义；
对具有制药前景的动植物细胞的空间培养方法、微重力对细胞生长增殖代谢合成和分泌生物活性物质等方面进行的观察研究.其中,部分样品可产生抗天花粉蛋白抗体和抗衣原体类性病的抗体；
对多种材料的空间晶体生长和制备以及工艺方法进行的探索研究,如用于制造微波器件、微波集成电路和超高速集成电路关键电子材料的锑化镓晶体,用于制造红外探测器基底材料的碲锌镉晶体,用于光信息存储功能材料的氧化物激光晶体硅酸铋,以及其它在航空、航天领域具有重要应用前景的新型合金材料等.这些研究加深了对材料制备过程物理本质的认识,对于指导和改进地面材料的制备工艺,具有潜在的重大经济效益.
把人送上太空是中国进行深空探测、和平利用外层空间的预先步骤,中国对于太空探索抱负远不止于此.根据已确定的发展目标,中国将在近期突破以飞船交会对接、空间实验室、卫星组网、月球探测等为代表的一批关键技术.实际上,中国已开始进行航天器对接程序测试,已发射的“神舟”试验飞船重要使命就包括建立对接装置并进行试验.国外空间观察家预言：中国的第一座空间站将由几艘“神舟”飞船在太空组建而成.
中国正在描绘的航天蓝图是,未来10年,将建立包括永久性空间站在内的“地面——太空综合网”,将大型空间站发展成为空间航天基地,在空间组装大型卫星,使用轨道机动飞行器将卫星送至地球同步轨道,并大踏步迈向月球……
2010年：月球将留下中国人脚印
月球探测是一个国家空间技术高度发展的重要标志,也是各国探寻太空商机最重要的目标之一.月球之所以成为地球和行星科学研究的焦点,是由于地球和行星早期的演化历史在地球上已难以辨别,而在月球上却仍能辨识.根据有关国际公约,月球及其资源人类共享,而不属于任何国家；但谁先开发利用,谁先获益.
美国和俄罗斯(苏联)早在20世纪50年代到70年代中期开展了一系列月球探测活动,取得了划时代的成就,但因耗费的人力、物力巨大,70年代中期以后月球探测进入了宁静期.由于地球资源逐渐匮乏,而月球能源、资源与特殊环境的开发利用展现出广阔的前景.与此同时,新技术的进步,特别是航天技术、信息技术和微机电技术的发展,探测月球的成本降低,效率和质量却大大提高.于是,科学界对于登月的热情重新被唤起.开发月球资源成为人类越来越迫切的共同愿望,并重新摆上一些国家科技发展战略的重要地位.国外已有一些富翁开始参与耗资巨大的太空游戏,还有一些企业一直计划在太空发展新的产业.但是,付诸实施,首先需要在月球上建立落脚点.
据有关专家介绍,近年来从事空间研究的国家和组织实施月球探测和开发利用的战略计划大致分为三个阶段：2000～2010年,对月球资源进行全球性、整体性与综合性的探测,包括遥感探测和月球表面着陆器、巡视车的现场勘察；2010～2020年,对月球深层构造进行勘察并采样返回,为建立月球基地提供数据,并深化对地月系统和月球本身的起源与演化的认识；2020年后,通过国际合作共建月球基地.
中国政府于2000年11月发表了中国航天白皮书,初步确立月球探测的目标,明确提出近期发展目标包括“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”.同时提出选择月球探测的目标必须突出特色,既要填补中国在月球探测领域的空白,也要为人类建立月球基地增添新的科学依据,尽量避免重复其他国家已做过的工作.
据中国月球探测计划的有关负责人披露,未来几年如果顺利实现把宇航员送入太空的目标,中国可望在2010年以前完成首次月球探测.中国的登月计划分三步进行：第一步,发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步,实现太空机器人登月；第三步,载人登月.虽然具体的登月时间现在尚不能完全确定,但航天科学家肯定中国实现人类登月所需的时间将比美国短.
中国为登月计划成立了第一个空间机器人的专门研究机构,即国家高技术航天领域空间机器人工程研究中心.该中心的太空机器人专家称：太空机器人将在中国人登上月球前承担主要探测任务,在卫星维修、太空科学试验等活动中发挥重要作用,并希望将来建立国际月球基地时,中国也能作出贡献.据已有的设计模型,用于月球表面探测的机器人轻小灵巧,会自由移动、爬坡和躲避障碍,并能适应月球上大温差和辐射等环境.
有科学家预言,21世纪中国最伟大的成就之一将是建立利用太阳能的“月球城”——多余的能量将被传送到地球上的采集点.中国一旦成功实现载人登月,将成为世界上移居月球俱乐部的创始成员.科学家还预言,火星将是中国继登月之后的下一个目标.
探测火星尚在远景规划中
人类探测空间的雄心真是没有止境.作为太阳系中与地球最相像的行星,火星显然已被列为空间探索的下一个目的地.如果实现登陆火星,则意味着人类跨出地月系进入太阳系.
火星与月球都是地球最近的邻居,然而,人类对火星的了解比对月球的了解少得多,登陆火星也比登陆月球的难度要大得多.俄罗斯、美国一直将登陆火星作为其空间探测的重要目标,但迄今为止无人驾驶的探测器极少能够成功登上火星.早在20世纪60年代,苏联航天科学家就产生了飞往火星的梦想,并发射两个无人火星登陆器,结果均遭失败.直到20世纪末,通过“和平”号空间站的运行,才积累了较为丰富的太空飞行经验,为成功登陆火星奠定了基础.美国也有两个飞行器未能成功登上火星,后来又重新发射了“火星奥德赛”飞行器前往火星.然而,人类究竟何时登上火星还是一个未知数.
1997年美国成功地发射了“火星探路者”太空飞船,并释放出机器人火星车在布满岩石的火星表面探查.在过去对火星的三次航天探索中,两次以失败告终.1999年,原计划在火星表面软着陆、寻找冰层的“火星极地登陆器”在着陆时坠毁.同一年,原计划作为火星气象卫星的“火星气候轨道器”的失败更令人尴尬.由于粗心导致的愚蠢错误,这艘飞船在火星大气层中烧毁.事故的原因,是工程师忘了把导航数字从英制转换成公制.
按照计划,2003年美国与欧盟还将有两个机器人搭乘“火星探路者”登陆火星,对火星表面拍照、搜寻水存在的证据并分析火星的岩石和土壤.两个为此特别制造的遥控机器人不久前在与火星环境非常相像的意大利西西里岛的埃纳特火山“体验生活”.其中美国研制的遥控机器人将搭乘明年6月发射的“火星探险流浪者”号出发.为了制造这种装有6个轮子的机器人,美国已耗费约1.2亿美元.不过,机器人发回一些有用的数据,却无法对这些数据作出精确的解释.航天科学界因此认定无人航天探索不能完全取代人的探索.
据航天专家估计,平均每三艘飞船中将只有一艘能顺利抵达火星并完成任务.火星登陆的整个计划将通过10次载人飞行来实现,其中前三次飞行为技术飞行,目的是在飞行过程中搜集的信息,为制定从地球到火星的长距离载人航天飞行方案作准备.据俄罗斯专家的计算,这样的行星际往返飞行将历时约440天,在飞行过程中每公斤载荷的耗资将接近1000美元.
在火星登陆计划项目上,近年来,俄罗斯、美国、欧洲的航天机构和科研部门已开始紧密合作,加大研究力量,联手解决登陆火星过程中可能遇到的问题.按估算,建造一艘星际飞船并将其发射升空共需200亿美元,俄罗斯、美国、欧洲航天局将各自支付近1／3的资金,还成立了国际火星载人考察委员会,致力于实现共有的目标.这种共同的探索计划是一面将同盟与传统宿敌都集结其下的新旗帜,是世界进步的象征.
参加国际火星登陆计划的各国航天专家已拟定火星登陆方案,在2014年至2015年间派出首批航天员向火星进发,并在火星上建立永久性考察站和航天基地.目前,专家和工作人员正在为实现火星登陆开发核动力火箭,制作并测试航天器的模型和样机,研究地面设施建设和医学、生物学等问题.美国火星计划组的成员正在生存环境近似于火星的美国犹他州沙漠中进行生存训练,以提前热身.如果一切进展顺利,火星将有望成为人类的天外家园.
探测火星目前还处于中国航天的远景规划中.不过,有关官员宣称,2040年前后,火星上的中国基地将成为现实.
“中国太空人”呼之欲出
中国宇航员的训练工作多年前就已开始,1996年就有两名中国“太空人”前往莫斯科接受航天培训.与此同时,开始了训练基地的全面建设,但有关部门对此一直采取守口如瓶的态度.坐落在北京郊区的中国航天城,据称是世界上第三大宇航员训练场所.由于严格的保密制度,航天城及其中进行的工作始终笼罩着一层神秘的色彩.宇航员的身份,甚至对大多数在航天城里工作的人员都是保密的.随着“神舟”号飞船三次成功试验,有关中国宇航员训练的细节才被允许作有限的披露.
首批接受训练的宇航员主要是有较为丰富的航空经验的空军飞行员.入选条件除飞行时间超过1000小时、基本身体素质良好外,还必须通过航天城特有设施的“技术考验”,包括：每分钟最快转速24圈的转椅,以检查其对震动及眩晕的耐受能力；前后甩动幅度15米的电动秋千,以测试飞船进入轨道时可能使人体产生的空间运动病等.
据负责航天计划的官员介绍,这些未来宇航员一般都具有数学、物理、工程、生物等方面学士以上学历.他们在航天城接受每天10小时严格训练,训练内容除天文、地理、医学、飞行力学、火箭和航天器构造等一般知识外,还要接受航天环境、模拟航天飞行等特定内容的强化训练.最终还要通过专门考试,然后才能执行载人的太空任务.
六年前开始建设的空间技术研制试验中心,是国家专项投资、用以满足飞船以及大型卫星总装、试验、测试一体化需求的重大工程.试验中心包含飞船研制的十大重点试验室,许多设施的技术指标都要达到国际先进水平,不仅成为“神舟”飞船的孵化器,而且为实施整个可持续性的航天计划提供了重要的硬件保证.该中心所拥有的真空环境模拟器,作为宇航员进行载人飞船地面试验的核心设备,1997年11月调试成功后,成为世界上五大真空容器之一.专门用于太空食品开发的实验室也已建成,正在开发用于太空飞行的“数十个不同品种”的复水食品.
随着中国载人飞行计划实施进程的不断加快,宇航员的训练正在紧锣密鼓地进行.按计划,载人宇宙飞行成功后,中国将很快发射可供宇航员短期停留的宇宙实验舱,进而实现建设宇宙空间站、宇航员登月的目标.这些“准太空人”中至少有两人或三人可望在未来三年冲出地球,成为首批中国太空人.
每一次成功与挫折,每一项探索与创新,都成为中国航天事业迈步前进的铺路石.在美俄两国垄断载人航天领域近半世纪后,中国终于以全新的姿态登上世界航天大舞台.
但中国航天业整体水平与世界先进水平相比,仍存在明显差距,中国在世界航天舞台上的地位有待提升.
世界航天舞台的角色转换
中国实力今非昔比
载人航天工程是目前科技领域系统最复杂、技术最先进、难度最大的宏伟工程之一.迄今为止,世界上只有美国、俄罗斯两个大国实现了载人航天飞行.
众多重要的新材料、新技术和新发明带到其他领域；航天器日益广泛地被用于遥测地球、通信、航海等方面.航天实力同自然资源和动力一起,成为当今世界主要大国综合实力和经济水平的典型标志.如今,参与开发航天技术的国家已达60个以上,应用航天技术的国家更是遍及全球.
中国航天业历经前所未有的艰苦卓绝,终于登上世界航天大舞台,并扮演重要角色.未来蓝图是：2005年前把宇航员送入轨道,2010年前实现载人登月,继而建立包括永久性空间站在内的“地面——太空综合网”,将大型空间站发展成为空间航天基地……再往后,在火星上建立中国基地.
“十五”期间是中国航天技术实现历史性飞跃的关键时期.2002年8月发布的《国家产业技术政策》,明确将航天技术作为七大重点发展领域之一.国家为航天计划提供尽可能多的人力和财力,用于空间计划的预算已有较大幅度的提高,专项科研经费达50多亿元.
……
人类对于宇宙还存有大量无知与不解,所作的探索也仅在较近期才获得其重要性,尚难以估计全部的后果.但已有的成果足以使人相信,航天技术为人类社会发展前景在广泛领域中的改善,提供了无限的、非同寻常的可能性.
1957年,苏联以“人造卫星一号”开创了人类的征服太空的时代.四年后,加加林驾驶“东方一号”飞船进行了人类的首次太空飞行.当时,毛泽东主席同全世界的政治家们一样为之震惊.他问道：“我们怎么能算是强国呢?我们甚至无法把一颗土豆送上太空.”40多年过去,中国的科学家终于作出了承诺——
向“第四疆域"发起最后冲刺
新的里程碑
2002年是中国航天增强信心的一年——
继成功发射并回收了“神舟二号”无人宇宙飞船后,2002年3月下旬又成功进行了“神舟三号”的太空飞行试验.“神舟”三号在太空翱翔了近一个星期后,其返回舱与飞船按计划脱离并安全返回地面,而将相对独立的轨道舱留在太空继续运行,忠实地执行既定的在轨实验和应用研究及其它空间探测任务.其所传回的高质数据可以与美国“Terra(土)”卫星和“Aqua(水)”卫星传回的数据相媲美.
轨道舱在太空正常运行了180多天,共环绕地球飞行2821圈,于10月10日圆满完成任务,取得了一批科技成果.其间,航天指挥控制中心先后对其进行了几十次轨道维持和飞行模式控制,确保飞船轨道舱在不同飞行控制模式下,进行预定的各项载荷试验,成功掌握了一批关键技术,尤其在低轨飞行器的轨道衰变规律、陨落分析、燃料最优分配、故障诊断和应急处理等方面的研究取得了重要突破,为载人航天测控和管理打下坚实基础.
如果预定年内发射的“神舟”四号宇宙飞船获得成功,那么,中国载人宇宙飞行试验有望提前进行……
探索太空已成为人类最为雄心勃勃的梦想,航天技术是将梦想付诸行动,也是当代最复杂的综合高技术之一,而载人飞船则是航天技术中基本的也是关键的一步.“神舟”三号就是为载人宇宙飞船计划而研制的试验型飞船.略去这一成功所赋予的象征意义,“神舟”三号以其技术上的卓越贡献,为中国在航天业树起一座新的里程碑.
载人航天器在200-500公里的高空飞行,大气环境为真空状态,温度可达1000℃以上.人类要做宇宙航行必须在载人航天器上设置环境控制与生命保障系统,以保证供应足够的氧气、食品、饮水等,控制压力、温度、湿度,以及去除二氧化碳等有害气体和收集其它废物.苏联和美国在载人飞行之前都曾以一些灵长类动物为对象进行试验.苏联首次将载有小狗的卫星送上太空,小狗在轨道舱飞行一周后因缺氧而死.此后连续7次发射了载有狗、大鼠等动物的试验载人航天器,其中3次获得成功.美国也先后以猴、猩猩等高等级动物进行太空飞行.但动物试验存在许多难以解决的工程技术问题和安全性问题.
中国无人飞船试验不像其它国家初期那样把动物带上太空,而是通过拟人载荷装置来达到试验目的.拟人载荷装置,是通过物理化学的方法模拟人的耗氧、产热等代谢参数,为环境控制和生命保障系统提供代谢负荷,以检测此系统.其主要优点是代价不高且极具科学性.据“神舟”三号飞船的设计专家介绍,拟人载荷系统主要包括人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备和与宇航员形态、结构、质量、质心基本一致的形体假人,可模拟宇航员在太空生活的多种生理参数,如脉搏、心跳、呼吸、饮食、排泄等,并随时受地面指挥中心监控.人体代谢模拟装置用来模拟耗氧速率、耗氧量和产热率,模拟真人消耗舱内氧气,向舱内辐射热量,及时通过环境控制和生命保障系统把舱内的氧分压和温度控制在医学要求的范围内.拟人生理信号设备将所录入的心电、呼吸生理信号,从太空回传到地面,以检测飞船医监设备的可靠性.
用“模拟假人”做试验来检验模拟飞船载人状态,这在中国是第一次,在世界上也是第一次,因此引起国内外的广泛关注.实际上,中国的“模拟假人”试验准备工作从20世纪90年代初就已着手,前后进行了十多年,“神舟”试验飞船首次搭载“模拟假人”.试验结果显示,拟人载荷系统提供的生理信号和代谢指标正常,验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统,完全能满足载人的医学要求.“神舟”三号的技术状态已和载人状态完全一致.
苏联在载人飞行之前进行过7次无人驾驶飞行,美国则进行过21次无人驾驶飞行.相比之下,“神舟”飞船迄今进行3次无人驾驶飞行,按计划,年内进行第四次无人驾驶飞行后将进行首次载人飞行.中国从40多年世界航天开拓工作的成败得失中汲取经验和教训,无人飞船试验的数量可以相对减少,但一定要成功.在轨道停留时间方面,“神舟”三号降落前在太空翱翔了近一个星期,比苏联和美国最初的飞船轨道停留时间长得多.与当年苏联的“联盟号”不同,“神舟”号飞船在返回舱回到地球后,其轨道舱可以利用推进器进行操作,作为无人宇宙飞船继续在既定的轨道中运行,为技术人员积累了飞行控制和轨道计算的经验.此外,当年苏联和美国将人送入太空时使用的是单座飞船；而中国虽是第一次尝试,但仍将发射一种能够操纵的多人飞船.据说这是其他国家需要花几年时间才敢展示出来的技术.
或许这些并不超凡,毕竟中国不像苏联和美国40多年前那样孤立无援地研制载人飞船技术.不过,国际航天界不少人认为,中国的载人航天取得了其他先驱者所不具有的许多经验,技术上也有了突飞猛进的发展,为最终实现载人飞行奠定了坚实的基础.
走进“第四疆域”已为时不远
科学家将天然环境划分为四大疆域,人类进步的每一次重大飞跃都以对天然环境的开发和利用为标志：最初的人类只适应陆地,2000多年前开始向海洋进军,20世纪初进入天空(大气层),20世纪50年代跨进第四疆域———太空.40多年来,空间技术及其它高新技术的迅猛发展大大激发了人类对太空的无限遐想和探索太空的无限激情,全球发射到空间轨道上的航天器已达4000多个,气象卫星、导航卫星、通信广播卫星、遥感卫星已经深刻地改变而且还将继续改变人类的生活前景——人类正雄心勃勃通过对太空这一新领域的探索和开发来扩大生存活动空间,实现新的飞跃.
中国的太空开发始于20世纪50年代末,70年代利用“长征一号”火箭成功发射了第一颗人造卫星“东方红”.1992年,中国政府作出发展中国载人航天工程的重大战略决策,七年后中国载人航天工程第一艘试验飞船“神舟”一号发射成功,使中国成为世界上第三个掌握载人航天技术的国家,打破了俄罗斯和美国在载人航天方面的垄断局面.“神舟”三号飞船的成功发射和返回,表明中国的载人航天工程技术日臻成熟,中国走进“第四疆域”已为时不远.
据介绍,即将发射的“神舟四号”太空船与“神舟三号”相类似,只是实验内容与“神舟三号”有很大不同.目前,“神舟”四号无人飞船和运载火箭正按计划节点加紧研制.
中国载人航天的实施方案,一切都是以人的安全性为基点,把安全和质量放在首位.“神舟”三号在运载火箭、飞船、发射监控系统方面,运用了许多代表世界最高水平的智能系统及其它先进技术,如为宇航员专门设计安装的逃逸系统与应急救生功能,在火箭发射升空时,万一发生意外紧急情况,逃逸系统就会将飞船带离危险区.“神舟”四号将仍继续进行仿真人实验,试验条件与载人飞船完全相同,具有完备载人设施,试验的主要目的仍然是进一步验证载人太空船的可靠性.
中国的航天科学家正脚步匆匆向有人驾驶航天飞行领域疾进.按计划,2005年之前将第一批宇航员送入轨道太空站.设计专家称,如果试验成功,“神舟”四号很可能是最后一只无人飞船,此后,作为中国探索宇宙空间的先驱,无人驾驶飞船将完成其历史使命,发射“神舟五号”时就会有中国人的身影遨游太空.
国外舆论普遍认为,中国在航天技术方面不断取得成果,正在逐渐缩小与美俄两国的差距.如果载人宇宙飞行获得成功,那将意味着中国不仅将在大型火箭技术上迈出新的步伐,而且在探索太空整体技术上为追赶处于领先地位的欧美和俄罗斯迈出了决定性的一步.
未来空间探测如一轮旭日正在东方徐徐升起.中国雄心勃勃的计划不会仅限于已有的疆域——
中国正把注意力转向太空间更深的疆界：2005年前把宇航员送入预定轨道,2010年前实现载人登月,继而建立开发太空商业新边界的永久性月球基地……
载人航天让无数的中国人愉快地幻想着.
深空探测:难以抵制的诱惑
探寻太空商机
地球是人类的摇篮.但是,人类总想跨出摇篮,体验在摇篮外生存的乐趣.就航天事业而言,空间站是人类在太空中永久的、自给自足的前哨基地.要真正了解人类长期在太空中飞行和生活的状况,除了将人送到太空,别无他法.同时,地球上还有一些问题需要到地球外探索,譬如地球在宇宙中的位置.据说,为月球绘制的地图甚至比地球上的海洋图更详尽.
当年,首次登上月球的宇航员回首遥望地球时,看到的是一个玲珑剔透的蓝色星球.此后,当人们不断地看到卫星从太空发回的地球照片时,越来越深刻地感受到人类居住的这个星球如此珍贵且脆弱.人类的生活环境不仅面临气候变化、物种灭绝和可能导致地球上大多数生命消失的小行星与地球相撞之类的全球威胁,还受到人为制造的恐怖主义、核武器、化学武器或生物武器带来的大毁灭的威胁.航天活动的本质,也许能够更好地分担地球的沉重负担,为人类文明找到一个安全的庇护所……
长期以来,世界航天活动被赋予过于浓重的政治色彩.中国的载人航天计划也被赋予过多的“心理价值”,认为是“受到征服太空的象征意义的诱惑”.实际上,近十年中国致力于太空开发已不只是为了壮国威、振民心,而且有着明确的现实经济目的——探寻太空商机.
据航天科学家介绍,在太空的微重力环境下,能造出真正意义上的浑圆球形物体,能制造出在地球上生产不出来的合金,能大大提高药物的提纯度.中国科学家通过“神舟”试验飞船,在空间环境独特的微重力条件下进行的空间生命与空间材料科学领域的相关实验,已获得一批地面环境条件下无法取得的重要结果.其中包括：
在空间微重力环境中获得结构完整的蛋白质晶体样品,推进了蛋白质结构与其特殊功能信息关系的研究,对于获取以至生产高纯、高效的生物制品和进行生物药品研制具有重要意义；
对具有制药前景的动植物细胞的空间培养方法、微重力对细胞生长增殖代谢合成和分泌生物活性物质等方面进行的观察研究.其中,部分样品可产生抗天花粉蛋白抗体和抗衣原体类性病的抗体；
对多种材料的空间晶体生长和制备以及工艺方法进行的探索研究,如用于制造微波器件、微波集成电路和超高速集成电路关键电子材料的锑化镓晶体,用于制造红外探测器基底材料的碲锌镉晶体,用于光信息存储功能材料的氧化物激光晶体硅酸铋,以及其它在航空、航天领域具有重要应用前景的新型合金材料等.这些研究加深了对材料制备过程物理本质的认识,对于指导和改进地面材料的制备工艺,具有潜在的重大经济效益.
把人送上太空是中国进行深空探测、和平利用外层空间的预先步骤,中国对于太空探索抱负远不止于此.根据已确定的发展目标,中国将在近期突破以飞船交会对接、空间实验室、卫星组网、月球探测等为代表的一批关键技术.实际上,中国已开始进行航天器对接程序测试,已发射的“神舟”试验飞船重要使命就包括建立对接装置并进行试验.国外空间观察家预言：中国的第一座空间站将由几艘“神舟”飞船在太空组建而成.
中国正在描绘的航天蓝图是,未来10年,将建立包括永久性空间站在内的“地面——太空综合网”,将大型空间站发展成为空间航天基地,在空间组装大型卫星,使用轨道机动飞行器将卫星送至地球同步轨道,并大踏步迈向月球……
2010年：月球将留下中国人脚印
月球探测是一个国家空间技术高度发展的重要标志,也是各国探寻太空商机最重要的目标之一.月球之所以成为地球和行星科学研究的焦点,是由于地球和行星早期的演化历史在地球上已难以辨别,而在月球上却仍能辨识.根据有关国际公约,月球及其资源人类共享,而不属于任何国家；但谁先开发利用,谁先获益.
美国和俄罗斯(苏联)早在20世纪50年代到70年代中期开展了一系列月球探测活动,取得了划时代的成就,但因耗费的人力、物力巨大,70年代中期以后月球探测进入了宁静期.由于地球资源逐渐匮乏,而月球能源、资源与特殊环境的开发利用展现出广阔的前景.与此同时,新技术的进步,特别是航天技术、信息技术和微机电技术的发展,探测月球的成本降低,效率和质量却大大提高.于是,科学界对于登月的热情重新被唤起.开发月球资源成为人类越来越迫切的共同愿望,并重新摆上一些国家科技发展战略的重要地位.国外已有一些富翁开始参与耗资巨大的太空游戏,还有一些企业一直计划在太空发展新的产业.但是,付诸实施,首先需要在月球上建立落脚点.
据有关专家介绍,近年来从事空间研究的国家和组织实施月球探测和开发利用的战略计划大致分为三个阶段：2000～2010年,对月球资源进行全球性、整体性与综合性的探测,包括遥感探测和月球表面着陆器、巡视车的现场勘察；2010～2020年,对月球深层构造进行勘察并采样返回,为建立月球基地提供数据,并深化对地月系统和月球本身的起源与演化的认识；2020年后,通过国际合作共建月球基地.
中国政府于2000年11月发表了中国航天白皮书,初步确立月球探测的目标,明确提出近期发展目标包括“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”.同时提出选择月球探测的目标必须突出特色,既要填补中国在月球探测领域的空白,也要为人类建立月球基地增添新的科学依据,尽量避免重复其他国家已做过的工作.
据中国月球探测计划的有关负责人披露,未来几年如果顺利实现把宇航员送入太空的目标,中国可望在2010年以前完成首次月球探测.中国的登月计划分三步进行：第一步,发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步,实现太空机器人登月；第三步,载人登月.虽然具体的登月时间现在尚不能完全确定,但航天科学家肯定中国实现人类登月所需的时间将比美国短.
中国为登月计划成立了第一个空间机器人的专门研究机构,即国家高技术航天领域空间机器人工程研究中心.该中心的太空机器人专家称：太空机器人将在中国人登上月球前承担主要探测任务,在卫星维修、太空科学试验等活动中发挥重要作用,并希望将来建立国际月球基地时,中国也能作出贡献.据已有的设计模型,用于月球表面探测的机器人轻小灵巧,会自由移动、爬坡和躲避障碍,并能适应月球上大温差和辐射等环境.
有科学家预言,21世纪中国最伟大的成就之一将是建立利用太阳能的“月球城”——多余的能量将被传送到地球上的采集点.中国一旦成功实现载人登月,将成为世界上移居月球俱乐部的创始成员.科学家还预言,火星将是中国继登月之后的下一个目标.
探测火星尚在远景规划中
人类探测空间的雄心真是没有止境.作为太阳系中与地球最相像的行星,火星显然已被列为空间探索的下一个目的地.如果实现登陆火星,则意味着人类跨出地月系进入太阳系.
火星与月球都是地球最近的邻居,然而,人类对火星的了解比对月球的了解少得多,登陆火星也比登陆月球的难度要大得多.俄罗斯、美国一直将登陆火星作为其空间探测的重要目标,但迄今为止无人驾驶的探测器极少能够成功登上火星.早在20世纪60年代,苏联航天科学家就产生了飞往火星的梦想,并发射两个无人火星登陆器,结果均遭失败.直到20世纪末,通过“和平”号空间站的运行,才积累了较为丰富的太空飞行经验,为成功登陆火星奠定了基础.美国也有两个飞行器未能成功登上火星,后来又重新发射了“火星奥德赛”飞行器前往火星.然而,人类究竟何时登上火星还是一个未知数.
1997年美国成功地发射了“火星探路者”太空飞船,并释放出机器人火星车在布满岩石的火星表面探查.在过去对火星的三次航天探索中,两次以失败告终.1999年,原计划在火星表面软着陆、寻找冰层的“火星极地登陆器”在着陆时坠毁.同一年,原计划作为火星气象卫星的“火星气候轨道器”的失败更令人尴尬.由于粗心导致的愚蠢错误,这艘飞船在火星大气层中烧毁.事故的原因,是工程师忘了把导航数字从英制转换成公制.
按照计划,2003年美国与欧盟还将有两个机器人搭乘“火星探路者”登陆火星,对火星表面拍照、搜寻水存在的证据并分析火星的岩石和土壤.两个为此特别制造的遥控机器人不久前在与火星环境非常相像的意大利西西里岛的埃纳特火山“体验生活”.其中美国研制的遥控机器人将搭乘明年6月发射的“火星探险流浪者”号出发.为了制造这种装有6个轮子的机器人,美国已耗费约1.2亿美元.不过,机器人发回一些有用的数据,却无法对这些数据作出精确的解释.航天科学界因此认定无人航天探索不能完全取代人的探索.
据航天专家估计,平均每三艘飞船中将只有一艘能顺利抵达火星并完成任务.火星登陆的整个计划将通过10次载人飞行来实现,其中前三次飞行为技术飞行,目的是在飞行过程中搜集的信息,为制定从地球到火星的长距离载人航天飞行方案作准备.据俄罗斯专家的计算,这样的行星际往返飞行将历时约440天,在飞行过程中每公斤载荷的耗资将接近1000美元.
在火星登陆计划项目上,近年来,俄罗斯、美国、欧洲的航天机构和科研部门已开始紧密合作,加大研究力量,联手解决登陆火星过程中可能遇到的问题.按估算,建造一艘星际飞船并将其发射升空共需200亿美元,俄罗斯、美国、欧洲航天局将各自支付近1／3的资金,还成立了国际火星载人考察委员会,致力于实现共有的目标.这种共同的探索计划是一面将同盟与传统宿敌都集结其下的新旗帜,是世界进步的象征.
参加国际火星登陆计划的各国航天专家已拟定火星登陆方案,在2014年至2015年间派出首批航天员向火星进发,并在火星上建立永久性考察站和航天基地.目前,专家和工作人员正在为实现火星登陆开发核动力火箭,制作并测试航天器的模型和样机,研究地面设施建设和医学、生物学等问题.美国火星计划组的成员正在生存环境近似于火星的美国犹他州沙漠中进行生存训练,以提前热身.如果一切进展顺利,火星将有望成为人类的天外家园.
探测火星目前还处于中国航天的远景规划中.不过,有关官员宣称,2040年前后,火星上的中国基地将成为现实.
“中国太空人”呼之欲出
中国宇航员的训练工作多年前就已开始,1996年就有两名中国“太空人”前往莫斯科接受航天培训.与此同时,开始了训练基地的全面建设,但有关部门对此一直采取守口如瓶的态度.坐落在北京郊区的中国航天城,据称是世界上第三大宇航员训练场所.由于严格的保密制度,航天城及其中进行的工作始终笼罩着一层神秘的色彩.宇航员的身份,甚至对大多数在航天城里工作的人员都是保密的.随着“神舟”号飞船三次成功试验,有关中国宇航员训练的细节才被允许作有限的披露.
首批接受训练的宇航员主要是有较为丰富的航空经验的空军飞行员.入选条件除飞行时间超过1000小时、基本身体素质良好外,还必须通过航天城特有设施的“技术考验”,包括：每分钟最快转速24圈的转椅,以检查其对震动及眩晕的耐受能力；前后甩动幅度15米的电动秋千,以测试飞船进入轨道时可能使人体产生的空间运动病等.
据负责航天计划的官员介绍,这些未来宇航员一般都具有数学、物理、工程、生物等方面学士以上学历.他们在航天城接受每天10小时严格训练,训练内容除天文、地理、医学、飞行力学、火箭和航天器构造等一般知识外,还要接受航天环境、模拟航天飞行等特定内容的强化训练.最终还要通过专门考试,然后才能执行载人的太空任务.
六年前开始建设的空间技术研制试验中心,是国家专项投资、用以满足飞船以及大型卫星总装、试验、测试一体化需求的重大工程.试验中心包含飞船研制的十大重点试验室,许多设施的技术指标都要达到国际先进水平,不仅成为“神舟”飞船的孵化器,而且为实施整个可持续性的航天计划提供了重要的硬件保证.该中心所拥有的真空环境模拟器,作为宇航员进行载人飞船地面试验的核心设备,1997年11月调试成功后,成为世界上五大真空容器之一.专门用于太空食品开发的实验室也已建成,正在开发用于太空飞行的“数十个不同品种”的复水食品.
随着中国载人飞行计划实施进程的不断加快,宇航员的训练正在紧锣密鼓地进行.按计划,载人宇宙飞行成功后,中国将很快发射可供宇航员短期停留的宇宙实验舱,进而实现建设宇宙空间站、宇航员登月的目标.这些“准太空人”中至少有两人或三人可望在未来三年冲出地球,成为首批中国太空人.
每一次成功与挫折,每一项探索与创新,都成为中国航天事业迈步前进的铺路石.在美俄两国垄断载人航天领域近半世纪后,中国终于以全新的姿态登上世界航天大舞台.
但中国航天业整体水平与世界先进水平相比,仍存在明显差距,中国在世界航天舞台上的地位有待提升.
世界航天舞台的角色转换
中国实力今非昔比
载人航天工程是目前科技领域系统最复杂、技术最先进、难度最大的宏伟工程之一.迄今为止,世界上只有美国、俄罗斯两个大国实现了载人航天飞行.