中国航天
19° 19′N,109° 48′E,海南文昌航天发射场。
轰鸣声响彻南海之滨,尾焰在发射塔之间升腾。7月24日下午,“问天”实验舱由长五乙三遥运载火箭发射,与中国空间站“天河”核心舱对接。
空间站,中国航天员在太空的“新家”,正逐渐被“扩建”。此前,太空“快递小哥”天舟飞船已从文昌发射场升空,天舟五号也计划于今年发射,为空间站补给。
越来越多的“中国制造”闪耀太空。从无人飞行到载人飞行,从“天宫一号”到空间站,从短期在轨停留到半年“太空出差”,从“嫦娥”飞上月球到“祝融”探火...一代又一代航天员在任务中突破技术难题,创下多项人类“第一”记录。
天河核心舱在文昌发射场发射。
岛屿发射场
克服“三高三强”气候干扰
载人航天工程30年圆梦,文昌航天发射场正发挥着越来越重要的作用。
随着国家航天实力的提升,新一代长征五号、长征七号运载火箭的研发和使用,对发射场条件提出了更高的要求。而我国之前的西昌、酒泉、太原航天发射场的地理位置,在大口径火箭运输、火箭飞行碎片落区安全等方面,都不能满足。
文昌航天发射场应运而生。与这三个发射场相比,它有着得天独厚的地理优势:纬度低、拍摄范围广、航运方便等等。
2007年,我国批准在海南文昌建设新一代运载火箭发射场,西昌卫星发射中心承担了建设、管理和使用的重任。2009年9月14日,文昌航天发射场开工建设。
在海岛上建航天发射场有多难?
时任西昌卫星发射中心副总工程师的周参与了发射场的建设。他在接受媒体采访时,回忆起这段经历,仍然感叹“不容易”。
按照计划,为了让大火箭垂直运输,顺利移动,从试验厂房到发射塔架要铺设2.8公里的轨道。根据工程要求,这条轨道不能有空隙。为了解决这个问题,在海南的夏天,工程师们不得不在高温下用几千度的焊接炉进行实验。
“(最后)气动焊接成功了。实验成功后,他们(工程师)都抱着一块哭了。他们觉得这不容易,他们真的突破了许多技术难关,”周说。
问题往往不止一个。高温、高湿、高盐雾、强降雨、强雷暴、强台风,海南岛特有的“三高三强”气象特征也给发射场建设带来新的挑战。
发射场建成后,科技人员先后攻克了低温推进剂大流量加注、煤油液氮冷却、国产网络信息系统自控等关键技术,解决了中大型液体火箭并行测试发射、单站适应多型火箭发射、设施设备适应当地气候环境等难题。,实现了新一代大推力运载火箭的高密度发射能力。
2016年6月25日,文昌发射场迎来了它的“首秀”。当日,长征七号在这里成功首飞。
据发射场系统总体单位北京特种工程设计研究院总工程师刘小华介绍,文昌航天发射场实现了四大突破,包括复杂自然条件下的重大工程建设、生态环保型集约化发射场建设、大推力火箭发射能力、信息化指挥控制能力。
他在接受新华社采访时举了一个例子。发射的两型火箭均为液氢、液氧、航空煤油等无毒无污染的推进剂。垂直转移轨道采用集约化设计,长征五号火箭采用直转移轨道,长征七号火箭采用带曲线的直转移轨道,与长征五号火箭共用一段轨道,最大限度降低工程造价和占地面积。
在信息指挥控制能力方面,首个国产软件开发平台和测控指挥监控系统等配套软件的研发,保证了航天发射核心技术的自主可控和绝对安全。
载人航天飞行
“三步走”只需要最后一步。
文昌航天发射场的发展离不开1992年我国实施的载人航天工程“三步走”发展战略。30年来,“三步走”走完了两步。
“发射载人飞船,建设初步配套的实验载人飞船工程,开展空间应用实验。”中国载人航天的第一个战略目标早在2005年就实现了。
在神舟五号成功完成首次载人航天飞行后,2005年10月12日,两名宇航员费和聂海胜乘坐神舟六号进入太空。他们第一次进入轨道舱工作生活,这是中国第一次实现“真正参与的航天飞行试验活动”。当天17时,费进入轨道舱后,聂海胜对着镜头竖起了大拇指。第二天,两名航天员还在返回舱里脱压力服测试。
载人航天工程通过实施四次无人飞行任务和这两次载人飞行任务,突破和掌握了载人航天飞机技术,使我国成为第三个具备独立开展载人航天活动能力的国家,实现了“三步走”战略的第一步目标。
“三步走”战略第二阶段从2016年6月到2017年4月实现。据媒体报道,载人航天工程先后执行长征七号首飞任务,任务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返回舱全新气动外形,突破了多项关键技术。
之后,天宫二号与神舟十一号、天舟一号交会对接,突破和掌握了空间站货物运输、航天员长期驻留、推进剂在轨补加、地面长期任务支持与保障等技术,开展了多项空间科学实验和技术试验,为我国空间站在轨组装、建造和长期运行奠定了坚实基础,标志着空间实验室任务取得成功。
建造空间站
在天堂建立一个新的“家”
“建设空间站,解决大规模、长期的载人航天应用问题”。2020年5月,随着长征五号乙运载火箭在海南文昌成功首飞,“三步走”发展战略的最后一步拉开序幕。
中国空间站名为“天宫”,由三个舱组成:核心舱、问天实验舱和梦想天空实验舱。建成后,整个空间站呈T型构型,其中天河核心舱于2021年4月29日发射入轨。
2021年5月29日、9月20日、2022年5月10日,天舟二号、三号、四号货运飞船再次起飞,与天河核心舱成功对接。中国空间站建设进入了承上启下的关键阶段。
2021年6月17日9时22分,航天员聂海胜、刘伯明、唐洪波乘坐神舟十二号载人飞船飞向太空。随着飞船与天河核心舱的快速交会对接,三名航天员成功入舱,标志着中国人第一次进入自己的空间站。
2021年6月,神舟十二号航天员出征仪式在酒泉卫星发射中心举行。来源:新华网
太空探索首席科学传播专家庞之浩在接受封面新闻采访时表示,空间站将是一个国家空间实验室,设计寿命至少10年甚至15年。因此,执行这次任务的三名航天员的工作非常艰巨,需要从零开始建立一个“新家”,同时适应许多新技术和新设备。
作为中国空间站首个科学实验舱,2022年7月24日,长征五号乙运载火箭搭载中国空间站“问天”实验舱升空,踏上问天之路。
封面新闻记者此前从一直从事空间实验舱研制的航天科工五院获悉,入轨后,23吨重的空间实验舱与40多吨重的空间站组合体将轴向(向前)交会对接,完成“一”字形构型。这是我国目前最大吨位的两个航天器之间的交会对接,也是我国空间站首次接待载人状态的航天器来访。
今年7月25日,神舟十四号航天员乘组进入实验舱。资料来源:中国载人航天工程办公室
“问天”实验舱的设计创下了中国和世界多项纪录。实验舱由工作舱、气闸舱和资源舱三部分组成。舱体全长17.9米,直径4.2米,发射重量23.2吨。与天河核心舱相比,实验舱更重更大,具有更强的万瓦以上供电能力和千兆信息传输能力。它是中国迄今为止发射的最大的单舱现役飞机,也是世界上在轨最重的现役飞机。
今年下半年,该发射场还将发射空间站蒙恬实验舱,继续完成中国空间站的建设目标。
深空探测创造了许多“第一”
航天成就走进人们的生活。
“嫦娥”奔月,“祝融”探火,“xi和”逐日,“北斗”指路...随着中国航天员对太空的不懈探索,曾经的神话逐渐成为现实。
2007年,中国第一颗绕月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射,开启了中国深空探测的新领域。“嫦娥”在太空探月的故事还在继续。
每一颗“嫦娥”都创造了中国探月工程的多个“第一”:“嫦娥一号”获得了120米分辨率全月球影像图、三维月球地形图等成果,使科研人员能够编制中国第一张月球虹湾地区地质图和构造轮廓图;“嫦娥二号”获得世界首张分辨率为7米的全月球地图;”嫦娥三号创造了世界上月球探测器最长工作时间的新纪录;嫦娥四号“首次实现月球背面软着陆和巡视勘察;嫦娥五号”实现了我国首次月球无人返回,并带着月球样品着陆地球。
国家航天局副局长吴燕华曾在回答封面新闻记者提问时表示,嫦娥五号带回的一些月球土壤样本将在西藏国家博物馆向公众展示,用于科普教育。
深空探测的脚步并未止步于此。国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠表示,2025年左右,完成嫦娥六号、嫦娥七号相关工作,同时开展嫦娥八号研制;2030年前,将完成嫦娥八号的发射。
中国探月工程总设计师吴在接受中新社记者采访时表示,中国正在组织专家深化太阳系边缘探测方案论证,计划于2049年实现150亿公里外的深空探测。
30年过去了,中国载人航天工程不仅取得了科技成就,也改善了人民生活。工程办主任郝春今年4月表示,30年来,载人航天工程4000多项技术成果广泛应用于国民经济各行业。
水稻品种“金优90”是通过太空诱变,再进行衍生选育而成,故称“太空稻”。刚刚过去的秋分时节,“金优90”在成都迎来了第一次大丰收,预计亩产600公斤左右。
成都市双流区金优90水稻种植基地封面新闻记者刘和赵毅摄
四川省水稻航天育种工程研究中心相关负责人刘思勇此前告诉封面新闻记者,“金优90”作为一个具有太空“旅游”经历的品种,在返场后显示出独特的优势。其中,生长期较短,约140天。不仅如此,“金优90”对稻瘟病的抗性很强,抗性鉴定达到了5级以下,强于普通水稻。
“载人航天工程是一项‘既高又接地气’的伟大事业。在自身发展的同时,还能带动相关产业升级,促进经济社会发展,与国计民生息息相关,”郝春说。