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研究院總師講述新中國載人航天的第一次

時間:2019年08月22日 信息來源:本站原創 點擊: 字體:

近日,中央电视台系列报道《新中国的第一》,记录了新中国砥砺前行的奋斗历程,见证新时代开拓创新的精神力量。其中,来自中國空間技術研究院的戚发轫院士、张柏楠总师、杨宏总师为大家介绍了中国载人航天取得举世瞩目成绩的背后故事。

 

第一艘無人飛船“神舟一號

 

1992年9月21日,中央決定我國載人航天工程正式上馬,工程代號“921”。作爲我國空間科學實驗的重大戰略工程之一,中國載人航天工程最終確定了“三步走”的發展戰略。 

 

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 神舟飛船首任總設計師戚發轫院士表示,第一步叫載人飛船階段,第二步叫空間實驗室階段,第三步就建立自己的空間站。人上去回來並不是目的。人上去不僅要回來,而且回來之前能夠在艙外活動,能夠修理組裝空間站。

 

留給中國航天人的時間十分緊迫,面對“爭八保九”的軍令狀,就是爭取1998年,確保1999年成功發射第一艘無人飛船。他們做出了一個大膽的決定。

 

戚發轫院士認爲,按照程序,地面試驗做完了後暴露的問題,解決了再重新設計一個,那才能夠叫上天的正樣。(1998年)11月份了,明年(1999年)發射就要來不及,把地面做試驗的這個飛船改裝成爲一個試驗飛船神舟一號,還是有根據的。載人航天人命關天,但是也需要有一點大膽。

 

飛船不僅要經受零下100多度的嚴寒,還要在返回時耐受大氣摩擦産生的2000多度的炙烤,飛船外殼不能有絲毫的縫隙。下落的過程中,最關鍵的就是要在預定高度分秒不差地展開巨傘拉住正在向流星一樣砸向地面的重達三噸的返回艙。面積達1200平方米的巨傘,只能由紡織廠特殊加工,不能有一絲一毫的破損是最基本的要求。一個縫紉女工一年只能做出一副。現在很多人還不知道,當時飛船中大部分的重要部件都沒有備份,質量必須確保萬無一失,就連極小概率的失誤都不允許出現。這背後是全國110多家科研院所、3000多個協作單位,數十萬科研人員近十年的全部心血。

 

神舟一号进入太空,飞行21小时后返回地球,成功降落在内蒙古中部地区的着陆场。此次飞行试验成功验证了飞船关键技术和系统设计的正确性, 考核了飞船系统的舱段分离技术、调姿制动技术、升力控制技术、防热技术和回收着陆技术等五大关键技术的可靠性,是中国航天史上又一次“零”的突破。

 

戚發轫院士強調,從太空回來那些技術我們經過地面試驗,是完美無缺突破了,而且很過硬。神舟一號是我們載人航天圓滿的第一步,從無到有。

 

從“神舟一號”發射成功,中國開始了圓夢九天的壯麗起飛。在隨後的幾年中,神舟二號、三號、四號無人試驗飛船全部獲得成功。星空浩瀚無比,探索永無止境。天地往返、出艙活動、交會對接、航天員駐留,這一系列激動人心的太空活動標志著中國已經建立了比較完整的載人航天體系,成爲世界上第三個獨立掌握載人航天基礎技術的國家。

 

第一艘載人飛船順利升空 

 

2003年10月15日,中國第一艘載人飛船神舟五號搭載著航天員楊利偉順利升空。神舟五號在軌運行14圈,經過21小時23分鍾安全著陸,中國人的首次太空之旅順利完成。我國成爲世界上第三個將人類送上太空的國家。神舟五號作爲我國載人航天的第一步,考核了飛船載人環境,獲取了航天員空間生活環境和安全的有關數據,全面驗證了工程各系統工作性能。與神舟系列的無人飛船不同,保障航天員的安全成了神舟五號研發工作的重中之重。無人飛船中使用的技術,面臨著一系列改造。

 

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中國空間技術研究院载人飞船系统总设计师张柏楠表示,我们当时卫星里边经常用的这种叫火工品,就是用火药来驱动的一些产品。它是非常可靠,但是这些火药会泄露一氧化碳。这些一氧化碳就会导致航天员中毒。因此解决安全性的同时,还不能影响可靠性。这件事是一件涉及面比较广,而且难度也是非常大的一件事。

 

從1999年11月神舟一號無人飛船試飛成功,到2003年10月載人飛船試飛成功,我國僅用了四年時間就完成了從無人到載人的跨越。按照我國載人航天“三步走”的規劃,接下來的第二步,就要突破航天員的太空行走。

 

2008年,神舟七號搭載了三名航天員升空。太空行走要打開艙門,首先要解決壓力釋放的問題。國際空間站一般都有一個專門的氣閘艙來完成這項工作。而神舟七號則要在空間有限的生活艙內完成這個挑戰。

 

張柏楠認爲,這個軌道艙又是生活艙,航天員的吃喝拉撒睡,衣食住行都在軌道艙。所以這裏有很多的東西,可能都會往外失氣。要想把壓力降到跟外邊真空環境一樣的話,都需要很長很長的時間。

 

在充足預案准備下,航天員翟志剛最終順利打開了艙門,五星紅旗在太空飄揚,中國人順利完成了第一次太空行走。隨後,中國的載人航天完成了一個又一個挑戰。2012年,神舟九號三名航天員首次驗證手控交會對接技術;2013年,神舟十號三名航天員實現在軌飛行15天;2016年,神舟十一號兩名航天員在軌飛行首次達到30天,順利完成太空中期駐留試驗。按計劃到2020年,我國將實現載人航天工程的第三步,建成長期載人的大型空間站,將實現長期載人三人的設計目標。

 

第一個目標飛行器天宮一號

 

神舟五號飛船圓滿完成首次載人航天飛行,中國載人航天工程第一階段任務圓滿收官。第二階段最核心的任務就是空間交會對接。天宮一號作爲一個全新的載人航天器,既要作爲交會對接的目標飛行器,又要實現從單一航天器飛行,到多航天器在軌對接、組合體飛行的跨越,還要具備空間實驗室平台能力,確保航天員駐留安全,保障空間科學與技術實驗。

 

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中國空間技術研究院空间站系统总设计师杨宏表示,天宫一号首发必须成功,而且要长期在轨运行,还要接纳三次飞船访问,多个航天乘组的进入,还要完成多个任务目标,这是面临的最大的技术难点。

 

天宮一號升空32天後,迎來第一個來訪者神舟八號,兩個七八噸重的航天器,從相距上萬公裏的不同軌道,以每秒7.8公裏的速度趕赴約會。對接時,相對速度不能超過每秒0.2米,橫向偏差不能超過18厘米。交會對接技術是發展載人航天必須攻克的基礎技術,是航天大國秘而不宣的核心技術,只能自主創新,自我突破。

 

楊宏認爲,兩個航天器的機、電、熱,各個專業系統要有機地融爲一體,就相當于一個1加1要等于1。分離的時候,兩個航天器還要各自成爲獨立的飛行器。11項關鍵技術在天宮一號得到了突破和掌握,將全面應用到空間站。

 

天宮一號突破和掌握了在軌航天器組合體控制和管理技術、大型密封艙壁板制造技術、精確姿態控制的控制力矩陀螺技術、可補加推進劑的金屬膜盒貯箱技術等多項空間站關鍵技術。2011年11月3日,飛控大屏顯示,12把對接鎖准確啓動,上千個齒輪和軸承同步工作,天宮一號與神舟八號緊緊相牽,對接成功!隨後兩年中,天宮一號又成功完成了和神舟九號、神舟十號的交會對接和相關任務。2016年3月16日,在軌飛行1630天的天宮一號目標飛行器正式終止數據服務,全面完成了曆史使命,進入軌道衰減期。

 

作为我国航天领域规模最大,技术难度最高的国家重大工程,载人航天工程目前已成功发射11艘神舟飞船、天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室和天舟一号货运飞船,这些均由中國空間技術研究院抓总研制,实现了从无人飞行到载人飞行,从一人一天到多人多天,从空间出舱到交会对接,从单船飞行到组合体稳定运行,从航天员短期飞行到中期驻留、推进剂在轨补加等一系列重大技术突破。我国载人航天工程第一步、第二步任务取得全面胜利,工程全面迈进第三步空间站建设时代。


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