中國空間站建造的意義、中國空間站建造目的
你有沒有想過這樣一個(gè)問題:中國為什么要大力發(fā)展載人航天技術(shù)呢?投資巨大,耗時(shí)耗力,好像我們普通老百姓的生活并沒有從中直接獲益。如果把這部分投資放在其他的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上,提高下人們的生活水平及幸福指數(shù),豈不是更好?
今天館長(zhǎng)就和大家一起來扒一扒,我們?yōu)槭裁匆l(fā)展載人航天?我國目前的載人航天水平是不是真的像有些人說的那樣:花費(fèi)了30年的時(shí)間,才達(dá)到別人三十年前的水平,到底意義何在?
科技領(lǐng)先者,才能主宰自己的命運(yùn)
翻開5000年的人類歷史,看一看全球文明的發(fā)展歷程,總結(jié)下眾多帝國的興與衰,成與敗,我們總結(jié)出一點(diǎn):科技領(lǐng)先者,才能主宰自己的命運(yùn)。
出生在新中國的70、80、90后,有很多人覺得現(xiàn)在幸福祥和的生活是與生俱來的,認(rèn)為這個(gè)世界就像眼前見到的這樣,沒有戰(zhàn)火,沒有流民,只有唾手可得的平安。承平日久,戰(zhàn)爭(zhēng)、饑餓、動(dòng)亂仿佛在離我們很遙遠(yuǎn)的另一個(gè)世界。
但翻開史書,1937年南京大屠殺,30萬同胞的鮮血染紅了南京城,距今也才不過84年。建國短短的70多年里,幾代人努力維持著得來不易的和平。而國門之外,依然戰(zhàn)火紛飛,近到俄烏禍起蕭墻,遠(yuǎn)到早先的波黑戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、剛果戰(zhàn)爭(zhēng)、盧旺達(dá)內(nèi)戰(zhàn)、南北蘇丹內(nèi)戰(zhàn)、利比亞戰(zhàn)爭(zhēng)等等等等,在這顆藍(lán)色的星球,槍炮聲從未停歇過,亂象迭起的國度,普通百姓最大的愿望恐怕就是就是平安、活著吧!
那這些和我們發(fā)展載人航天有什么關(guān)系呢?一句話總結(jié)就是:為了讓84年前的南京大屠殺不再重演,為了讓在其他國家發(fā)生的戰(zhàn)亂不會(huì)在中華大地上燃起,為了讓得來不易的和平永遠(yuǎn)的傳承下去,也為了子孫后代的發(fā)展與生存。
鄭和下西洋,帶動(dòng)了遠(yuǎn)洋航海技術(shù)的發(fā)展,讓人們知道了地球是圓的,國家之外還有國家,同時(shí)開啟了國際貿(mào)易的先河;工業(yè)革命讓西方列強(qiáng)有了堅(jiān)船利炮,憑借著發(fā)達(dá)的航海技術(shù),開始了巧取豪奪的財(cái)富積累之路,多國被迫淪為殖民地半殖民地。
二戰(zhàn)后,世界進(jìn)入了短期的和平,大部分國家開始致力于發(fā)展經(jīng)濟(jì),全球人口數(shù)量也開始成倍增長(zhǎng),人多了,地球的資源也就消耗的多了,為了有足夠的資源可用,人類開始將目光轉(zhuǎn)向太空,這里是除了陸地、海洋、大氣層之外,人類的第4個(gè)生存環(huán)境,誰能對(duì)太空了解的更多一些,在未來發(fā)展上就會(huì)多一些話語權(quán)。
為了探索太空,人類研發(fā)了無人航天器和載人航天器。而無人航天器主要是衛(wèi)星,1957年10月4日,斯普特尼克一號(hào)衛(wèi)星在前蘇聯(lián)拜科努爾航天中心發(fā)射成功,這一消息讓美國舉國震驚嘩然,也激起了美蘇兩國之后長(zhǎng)達(dá)20多年的太空競(jìng)賽。但那會(huì)估計(jì)誰都沒想到,衛(wèi)星會(huì)在60多年后的今天成為人類發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施。
我國在1970年4月24日成功發(fā)射了東方紅一號(hào)衛(wèi)星,開啟了中國航天史的新紀(jì)元。截止到今天,短短52年的時(shí)間里,航天人員研發(fā)出了資源衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星等等各種特殊功能的衛(wèi)星。根據(jù)UCS衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)顯示,截止到2021年12月31日,我國在軌運(yùn)行衛(wèi)星共499顆,美國是2944顆,俄羅斯169顆,其他國家合計(jì)1240顆。
世界載人航天的發(fā)展,早于中國30年
無人航天器發(fā)射得越來越多,也越來越順利,人類就將目光轉(zhuǎn)向了載人航天器。
1961年4月12日是一個(gè)值得銘記的日子,前蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一艘載人飛船——東方一號(hào),宇航員尤里·加加林成為了第一個(gè)進(jìn)入太空、觸摸星星的人,并成功圍繞地球運(yùn)行106分鐘,拉開了載人航天的紀(jì)元。1961年5月5日,美國也不甘落后,在卡納維拉爾角空軍基地成功發(fā)射了名字為“自由7號(hào)”的水星載人飛船,將宇航員阿蘭·謝帕德送進(jìn)了太空,成為了第二個(gè)解鎖載人航天技術(shù)的國家。為了能在太空擁有絕對(duì)的話語權(quán),美國在20世紀(jì)60年代幾乎每?jī)蓚€(gè)月都要進(jìn)行一次載人航天試驗(yàn)。
1969年7月16日,土星5號(hào)載著阿波羅11號(hào)飛船,將阿姆斯特朗、奧爾德林、柯林斯送上了月球,完成了人類首次登上地球之外另一個(gè)星球的征程。蘇美兩國的載人航天技術(shù)發(fā)展得如火如荼,而此時(shí)我國的第一顆衛(wèi)星甚至都還沒發(fā)射。
眼看著美國成功登錄月球,蘇聯(lián)不想認(rèn)輸,嘗試了多次的登月火箭,均以失敗告終,不得不將精力轉(zhuǎn)向其他賽道——空間站。空間站就是人類在太空工作時(shí)使用的商住兩用的辦公室及住房,如果能在太空建立空間站,就能鍛煉航天員適應(yīng)太空的能力,為未來探索太空,甚至是星際移民做準(zhǔn)備。
轉(zhuǎn)換了競(jìng)賽軌道的蘇聯(lián)在1971年4月19日發(fā)射了第一個(gè)空間站——禮炮1號(hào)。兩年后的1973年5月,美國將“天空實(shí)驗(yàn)室”送上了太空,先后接待了3批宇航員,但運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng),不到1年就被封閉了。禮炮1號(hào)和天空實(shí)驗(yàn)室屬于第一代空間站。
因?yàn)榭臻g站的造價(jià)和維護(hù)成本過高,美國就不再注重開展空間站,蘇聯(lián)卻依然執(zhí)著于此,在1982年4月11日前,11年的時(shí)間里又陸續(xù)發(fā)射了禮炮2號(hào)~禮炮7號(hào),但攜帶的食物、氧氣和燃料等都非常有限,所以壽命都不長(zhǎng)。其中的禮炮6號(hào)和禮炮7號(hào)設(shè)了兩個(gè)對(duì)接口,一個(gè)可對(duì)接載人飛船,一個(gè)可對(duì)接貨運(yùn)飛船,所以在航天史上,被定為第二代空間站。
但到實(shí)際運(yùn)用起來才發(fā)現(xiàn),第二代空間站規(guī)模小,擴(kuò)展起來也不容易,所需的設(shè)備只能堆在艙內(nèi),航天員可活動(dòng)的空間小,設(shè)備運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)操作也不方便。所以,蘇聯(lián)又開始研究第三代空間站,并于1986年發(fā)射了“和平號(hào)”空間站的核心艙,也是世界上第一個(gè)長(zhǎng)期載人空間站,并在接下來幾年的時(shí)間里,將“和平號(hào)”進(jìn)步一步完善。截止到1990年的時(shí)候,“和平號(hào)”已經(jīng)擁有了量子1號(hào)、量子2號(hào)、晶體號(hào)和核心艙4個(gè)艙段。
1991年蘇聯(lián)解體,“和平號(hào)”空間站由俄羅斯繼承,俄美兩國開始合作,和平號(hào)空間站再次開始建設(shè)加碼,陸續(xù)增加了光譜號(hào)和自然號(hào)兩個(gè)艙段、以及與美國航天飛機(jī)對(duì)接的對(duì)接艙。
從誕生那天開始算起,和平號(hào)運(yùn)行時(shí)間為15年,在15年的時(shí)間里,它繞著地球飛行了8萬多圈,累計(jì)里程達(dá)到35億公里,與93艘載人/載貨飛船實(shí)現(xiàn)過對(duì)接,有12個(gè)國家135名宇航員在這上面工作過,其中進(jìn)行了78次太空行走,1.65萬次科學(xué)實(shí)驗(yàn),完成了23項(xiàng)國際科學(xué)考察計(jì)劃。但死亡終究會(huì)來臨,對(duì)“和平號(hào)”來說也不例外,運(yùn)行的15年時(shí)間里,積累了無數(shù)的暗傷與故障,且中間還發(fā)生過多次意外事故。2001年3月23日,“和平號(hào)”空間站走到了生命的盡頭,在俄羅斯地面控制中心的控制下,劃過大氣層后墜入了南太平洋。
這里館長(zhǎng)需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下,與“和平號(hào)”空間站合作的國家中,沒有中國。
“和平號(hào)”壽命到頭,探索太空卻不能停。早在1998年1月,美國、巴西、日本、加拿大、俄羅斯、法國、德國、意大利、英國、比利時(shí)、丹麥、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、瑞士共16個(gè)國家簽署了文件,參與建造第四代空間站,這其中,還沒有中國。一是中國的社會(huì)制度與西方國家不同,二是當(dāng)時(shí)中國在載人航天方面還是個(gè)小白,想?yún)⒓訃H空間站的建設(shè)這些國家都不理會(huì)的。
1998年11月20日,曙光號(hào)功能艙發(fā)射成功,標(biāo)志著第四代國際空間站正式開始建造。1998年12月7日,團(tuán)結(jié)號(hào)節(jié)點(diǎn)艙與曙光號(hào)對(duì)接成功;2000年7月,星辰號(hào)服務(wù)艙發(fā)射。接下來幾年的時(shí)間里,又陸續(xù)發(fā)射了命運(yùn)號(hào)實(shí)驗(yàn)艙、尋求號(hào)氣密艙、碼頭號(hào)對(duì)接艙、和諧號(hào)節(jié)點(diǎn)艙、哥倫布實(shí)驗(yàn)艙、希望號(hào)實(shí)驗(yàn)艙、寧靜號(hào)節(jié)點(diǎn)艙、穹頂號(hào)觀測(cè)艙、晨曦號(hào)迷你研究艙、萊奧納爾多號(hào)多功能艙等。最終裝載完成的國際空間站長(zhǎng)110米,寬88米。運(yùn)行至今20多年的時(shí)間里,宇航員在此完成了大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn),比如天文觀測(cè)、航天醫(yī)學(xué)、植物育種、對(duì)地遙感等,也促進(jìn)了各國航天載具的發(fā)展。
中國的載人航天夢(mèng),靠自己實(shí)現(xiàn)了
看著世界上的其他國家一次次在太空中獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),一次次取得我們想要卻不懂的技術(shù),怎么辦?人家不帶著我們玩,那就只剩一條路可走了,靠山山會(huì)倒,靠人人會(huì)跑,那就靠自己吧!
1992年9月,我國確定了“載人航天”三步走的發(fā)展戰(zhàn)略,命名為“921工程”。
第一步就是能成功發(fā)射載人飛船,相應(yīng)的初步配套的試驗(yàn)性載人飛船工程要建成,同步要開展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。為了完成這一步的目標(biāo),我國先發(fā)射了4次無人飛船,即神州一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、,積累了一定的經(jīng)驗(yàn),也驗(yàn)證了陸海基航天測(cè)控網(wǎng)等。一切準(zhǔn)備就緒,2003年10月15日9時(shí),神舟5號(hào)發(fā)射成功,將楊利偉送上太空,2003年10月16日6時(shí)23分,返回艙成功在內(nèi)蒙古著陸,此舉讓中國掌握了載人往返技術(shù),也讓我們成為了繼俄羅斯和美國之后,第三個(gè)能獨(dú)立開展載人航天活動(dòng)的國家;2005年10月12日,神舟6號(hào)搭載費(fèi)俊龍、聶海勝兩名航天員發(fā)射成功,返回艙在2005年10月17日成功著陸,至此,我國的航天事業(yè)完成了“多人多天”的飛行任務(wù) 。航天“三步走”計(jì)劃第一步完美收官。
費(fèi)俊龍、聶海勝兩名航天員
第二步,在將宇航員送進(jìn)太空之后,接下來就要實(shí)現(xiàn)航天員出艙活動(dòng),飛行器交回對(duì)接,同時(shí)還要具備發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室的能力,為下一步建立空間站做準(zhǔn)備,也為進(jìn)入太空的航天員解決空間應(yīng)用的問題。
時(shí)間緊,任務(wù)重。航天人夜以繼日的研發(fā)工作,終于在2008年9月,將神舟七號(hào)發(fā)送至太空,此次的飛行員是翟志剛、劉伯明和景海鵬,他們成功的完成了出艙活動(dòng),掌握了出艙活動(dòng)的相關(guān)技術(shù),此外,還開展了衛(wèi)星伴飛、飛行數(shù)據(jù)終計(jì)劃等實(shí)驗(yàn)。
積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)之后,2011年9月29日,我國成功發(fā)射了天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室,為后續(xù)的飛行器交會(huì)對(duì)接及太空探索做準(zhǔn)備。
2011年11月1日、2012年6月16日,我國又成功發(fā)射了神舟八號(hào)和神舟九號(hào)。這兩艘飛船都與天宮一號(hào)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)接,借此我們掌握了飛行器自動(dòng)交會(huì)對(duì)接及航天員手動(dòng)控制對(duì)接技術(shù)。
2013年6月11日,神舟十號(hào)發(fā)射成功,并于6月23日與天宮一號(hào)實(shí)現(xiàn)手控交會(huì)對(duì)接,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行了短暫的有人照管實(shí)驗(yàn),為后續(xù)載人航天空間站的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
2016年9月15日,我國載人航天工程第二個(gè)目標(biāo)飛行器天宮二號(hào)成功發(fā)射;時(shí)隔一個(gè)月,10月17日,神舟十一號(hào)也被送上太空,與天宮二號(hào)實(shí)現(xiàn)了交會(huì)對(duì)接,并以組合體的形式進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)30天的載人飛行,實(shí)現(xiàn)了航天員中期在軌駐留技術(shù)。伴隨著2017年4月20日天舟一號(hào)(我國自主研制的第一艘貨運(yùn)飛船)發(fā)射成功,載人航天“三步走”第二步圓滿收官。
第三步就是建造空間站了,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)期有人照料的空間應(yīng)用問題。為實(shí)現(xiàn)這一階段的目標(biāo),科研人員們專門為空間站的建設(shè)研發(fā)了一新型運(yùn)載火箭——長(zhǎng)征五號(hào)B,并于2020年5月5日,圓滿完成了首次飛行任務(wù)。接著2021年4月29日,就用長(zhǎng)征5號(hào)B遙二運(yùn)載火箭將空間站“天和”核心艙送到了太空,也就是媒體報(bào)道的中國空間站。
長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭
目前,人類一共有兩個(gè)空間站在運(yùn)行,一個(gè)是美國等多國合作的國際空間站,一個(gè)是中國空間站。前者是第四代空間站,后者屬于第三代空間站。
所以有很多人在質(zhì)疑,從1992年開始到現(xiàn)在,我們那么費(fèi)勁地建造一個(gè)空間站,才趕上美國等國家淘汰的第三代空間站,那我們的努力還有什么意義呢,還是被人碾壓呀! 其實(shí),問題要從兩方面來看。
美國等多國合作的空間站造價(jià)非常高,從建成到現(xiàn)在已經(jīng)投入了近2000億美元,這些費(fèi)用是多個(gè)國家共擔(dān)的,如果由一個(gè)國家來完成,那可能就拖垮了一國經(jīng)濟(jì)。
中國空間站雖然從建造結(jié)構(gòu)上來說屬于第三代空間站,但與已經(jīng)完成使命的“和平號(hào)”相比,有些地方是超前的,比如空間和資源的利用率、太陽能電池的效率都高出很多,再生生保技術(shù)、冷凝管冷凝干燥組件等都是“和平號(hào)”沒有的。雖然從體量上我們無法與國際空間站相比,只有天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙三個(gè)艙室,活動(dòng)空間加起來才110立方米,但足以滿足我國現(xiàn)在的科研需求。
但最最重要的一點(diǎn)是,國際空間站是美國主導(dǎo),俄羅斯、日本等國家參與建造,不同的組件由不同的國家建造,也就導(dǎo)致了每個(gè)國家都掌握一點(diǎn)兒技術(shù),但單獨(dú)由一國來建造空間站是沒辦法完成的,且其接口只能供俄制載人飛船、貨船使用,局限性很大。中國的空間站完全由中國自主建造,大部分產(chǎn)品、原材料、組件都是國產(chǎn)化的,關(guān)鍵技術(shù)100%掌控在自己手里,不用受制于人,便于后續(xù)改造、發(fā)展。
中國人向來都是這樣的脾氣,你們不帶我玩,很好,那我們自己玩,你們玩得起的我要玩,你們玩不起的我更要玩,我國的載人航天技術(shù)晚于西方國家近30年,對(duì)方技術(shù)成熟的時(shí)候,我們才起步。但起步晚,不代表我們進(jìn)步的慢,30年的時(shí)間,我們能追趕上第三代空間站,那第四代、第五代還遠(yuǎn)嗎?超越還遠(yuǎn)嗎?記住你們今天的愛答不理,終有一天會(huì)讓你們高攀不起!