中美俄上演载人航天三国演义

时间: 2012-06-24   来源: 广州日报   作者: 习人

“蛟龙”号潜航员在海底祝福“神九”对接顺利


  前苏联首位、也是人类首位太空人加加林(1961年4月12日,资料图片)。

“蛟龙”号潜航员在海底祝福“神九”对接顺利


  前苏联首位、也是人类首位女太空人捷列什科娃(1963年6月16日,资料图片)

“蛟龙”号潜航员在海底祝福“神九”对接顺利


  美国首位太空人约翰·格伦(1962年2月20日,资料图片)。

“蛟龙”号潜航员在海底祝福“神九”对接顺利


  美国首位女太空人莎莉·赖德(1983年6月18日,资料图片)。

4月27日,“企业”号航天飞机由一架改装后的波音747飞机运载,最后一次在空中亮相。此后,它会被停放在纽约的无畏海空博物馆。

继16日成功赴太空“约会”之后,神舟九号18日与天宫一号顺利“拥吻”,成功实现了中国首次载人交会对接。这是中国人第四次探访太空,这一次,中国航天员景海鹏、刘旺、刘洋历史性地入住“天宫”。圆梦“天宫”,使中国成为世界上第三个具备向在轨航天器运送人员和物资能力的国家。

美国《洛杉矶时报》说,“神九”与“天宫”交会对接是重大突破,标志中国进入了过去只包括美国和俄罗斯的自主航天“顶级俱乐部”。在载人航天领域,世界似乎正在上演“三国演义”。

专题文字:赵海建

破局

中国打破美俄分庭抗礼格局

半个多世纪以来,美俄(前苏联)一直是人类航天舞台上的两大主角。但近年来,中国异军突起,打破美俄分庭抗礼的太空战略均衡格局,从而使载人航天业形成三足鼎立之势。

美苏竞争曾互有胜负

1961年4月12日,前苏联“东方1号”飞船将人类首名太空人——尤里·加加林送入太空,人类由此迈出了走向太空的第一步。继加加林之后,“东方”号又进行了5次载人轨道飞行,为前苏联争取到了太空竞赛中一个又一个的“第一”,这其中就包括世界第一个女航天员瓦连金娜·捷列什科娃。

1962年2月20日,美国宇航员约翰·格伦乘坐“友谊7号”飞船终于实现了美国人的航天梦。此后,美国把登月作为载人航天的发展目标。1965年3月23日,“双子星3号”飞船进行了第一次载人太空飞行。到“双子星12号”飞行结束时,美国航天员已经有了2000小时的太空飞行记录,而此时苏联航天员的飞行时数只有500多小时,美国开始领先于前苏联。

1969年7月16日,“土星5号”火箭载着“阿波罗11号”飞船离开地球。4天后宇航员阿姆斯特朗踏上月球,首次实现了人类登月的梦想。此后,NASA又进行了6次载人登月飞行,其中5次成功。

在登月计划中,由于关键技术无法解决,前苏联最终落在了美国人的后面。前苏联明智地调转了方向,将自己的目标定在发展空间站上,研制了足以令其自豪的“联盟”飞船系列。

美国捉襟见肘

美国人曾雄心勃勃地应对来自前苏联的太空挑战,几十年之后,他们尴尬地发现再次进入一个必须依靠俄罗斯才能把人送入太空的时期。2011年,随着“阿特兰蒂斯”号航天飞机的着陆,美国的航天飞机时代终于落下帷幕,而美国也因此陷入了后继乏“机”的尴尬局面。新型载人飞船“奥赖恩”最早要到2015年才能投入使用,美国将有至少5年时间需要依赖俄罗斯的飞船将宇航员送上太空。

同样让美国人揪心的是,美国的航天员也可能后继无人。目前美国有60名航天员,相对于2000年时的128人已大大缩水。

美国国家航空航天局(NASA)局长格里芬说,在“阿波罗计划”时代,美国耗费上千亿美元获得了太空领域的绝对优势,但基于通货膨胀等因素,NASA获得的财政预算从1992年开始已经减少了20%。他说:“美国今日的成就靠着40多年的努力得来,但目前的投资无法保证美国继续保持领头羊地位。”

俄罗斯噩运连连

俄罗斯航天产业的声誉在近两年里因一系列重大事故而遭重创。噩运始于2010年12月,当时,一枚“质子”-M火箭未能将3颗“格洛纳斯”-M导航卫星送入轨道。两个月后,一枚军用卫星又发射失败。这两起意外直接导致俄航天局局长换人,即便如此也没能止住俄太空工业的下滑势头。

去年8月18日,号称俄罗斯最先进的“Express-AM4”通信卫星升空不久后即告失踪。一个星期后,由于火箭发动机意外罢工,致使前往国际空间站的M-12M货运飞船无法进入轨道。11月8日,“福布斯-土壤”号火星探测器刚飞到近地轨道就以“搁浅”告终。12月23日,又一颗军用通信卫星重蹈覆辙,坠毁在西伯利亚……

这些失败看似偶然,实际上源于俄罗斯科研体制的困局。开支不足以及缺少政治支持,导致许多专业人员流失。接踵而来的灾难不仅让俄罗斯高层恼火,甚至惊动了美国航空航天局——自从航天飞机退役,美国就完全依赖俄罗斯的太空船出入国际空间站。

中国塑造三足鼎立

从1992年起步,短短20年间,中国载人航天工程一步一个台阶。从2003年神舟五号开启中国首次载人航天之旅,到神舟六号实现多人多天太空飞行;从神舟七号航天员在太空留下中国人第一行脚印,到3位航天员入住“天宫”……数十年来先后由美苏和美俄分庭抗礼的太空战略均衡格局,也会因为中国这个后来者的加入而打破,形成三足鼎立的新战略均衡。

鉴于目前正在运行的国际空间站将于2020年后结束使命,坠入大海。届时,中国的空间站极有可能是人类唯一的空间站。中国已经宣布,未来在空间站上中国科学家将与国际科学家展开合作,其造福人类的意义自然不在话下。

差距

中国追上一流水平还需加劲

尽管中国载人航天业取得长足进步,但事实上,中国与美俄之间仍有很大的差距。在澳大利亚太空专家莫里斯看来,中国在太空飞行领域达到与美俄相当的水平至少还需要10年。

火箭:美国战神遥不可及

对于载人航天来说,火箭是最为关键的因素之一。

1969年7月16日,将人类首次送上月球的就是美国的土星-5号火箭。如今,随着航天飞机的退役,美国已经启动的新一代航天工程“星座计划”,旨在从2015年开始将宇航员送达国际空间站,而战神系列火箭就是计划中的新一代运输火箭。战神系列火箭大量采用现有成熟技术,具有很高的成熟度、相对低廉的成本和强大的功能拓展潜力,其最大起飞重量甚至达到了3704.5吨。

俄罗斯的火箭技术也不可轻视,该国在火箭总体发射次数上仍占据着绝对领先地位。算上“联盟”号的所有型号,该系列火箭已进行了1735次以上的发射,使其成为世界上迄今使用最频繁的火箭。

从首枚神舟飞船到神舟九号,送他们上太空的都是长征二F火箭。但中国要完成自己的大型空间站的发射,就需要具备一个新的推力更强的发射火箭——长征五号。长征五号是中国正在研制的新一代无毒无污染重型运载火箭系列,运载能力与欧洲“阿丽亚娜”5基本同级,但其最大起飞重量与美俄火箭都相去甚远。

载人飞船:俄罗斯低成本

从神舟一号到神舟九号,中国载人飞船不断完善与改进。与前八艘飞船相比,神舟九号性能更稳定,可靠性更高;飞船内部设计也更人性化。但与美俄航天器相比,中国神舟系列仍是小弟。

已全部退役的美国航天飞机被认为是人类迄今建造的最复杂、功能最强大的多用途航天器。除可以多次重复使用外,还能送7人外加近30吨货物进入太空,返回时可把14.5吨的有效载荷从轨道上运回。这样的载重足以直接将中国的神舟号或者俄罗斯的“联盟”号太空船直接运上太空。但航天飞机的弱点是单次运行成本过高,风险也不容忽视。美国的5架航天飞机中,有2架在执行任务时候发生了爆炸、解体,有14位宇航员为此丧命。为避免悲剧重演,美国正在研制下一代载人航天器“猎户座”,并计划为其配备宇航员逃生系统。

不过,在美国新一代载人航天器问世之前,俄罗斯将至少在5年内垄断前往国际空间站的载人航天飞行。昔日太空霸主的美国也只能接受俄罗斯人一次次的“坐地起价”。而到2016年时,“联盟”号上的每个座位的票价将高达6300万美元。不管美国人对“联盟”号这种“老爷”飞船多么不屑,俄罗斯人还是笑到了最后。“联盟”号代表了低成本人类太空探索的成功。而且,其总体上比航天飞机要安全得多。

空间站:中国个头最小

与美苏曾经发射的空间站相比,将作为小型空间实验室的中国“天宫一号”目标飞行器是个“小个子”。“天宫一号”重量为8.5吨,而美国1973年发射的“天空实验室”重达80吨,前苏联1986年发射的“和平”号空间站核心舱也有20吨重,更不用说眼下450多吨重的国际空间站。

中国将在2020年前后建成的空间站核心舱和两个试验舱总计60多吨,加上一艘8吨级的神舟飞船和一艘13吨级的货运飞船也不过80多吨,这个重量不仅小于目前的国际空间站,也小于早已坠毁的约130吨的“和平”号空间站。

也正因此,西方航天界认为,中国太空计划与世界顶尖水平还有很大距离,技术还没有赶上美国与俄罗斯这两个太空强国。

反哺

航天技术成果走进千家万户

尽管目前的载人航天领域初步出现三足鼎立的势头,但在这种竞争的背后,则是多年来航天技术不断转化为民用技术,并给整个人类的生活带来翻天覆地的变化。

2007年9月17日,美国宇航局局长迈克尔·格里芬在华盛顿发表旨在纪念宇航局成立50周年的演讲时说,“太空经济”时代已经到来,美国宇航局所主导的太空活动开创了新的市场空间和新的经济增长点。

脱水菜 运动鞋处处都有航天技术

一碗方便面的蔬菜包,源自航天员食品中的脱水菜;而各类时髦的运动鞋,其“中空吹塑成型”的制造技术,源自航天服……载人航天技术,看似遥不可及,其实处处渗透在普通百姓的生活里。

当你手持遥控器在几十个频道间不停地选择电视节目时,当你收听天气预报时,当你打电话或者上网时,你已经在享受来自卫星的服务了;而你餐桌上可口的菜品、生病时服用的药品,都可能有太空技术。

“神九航天员在轨飞行时间较长,将检验航天员抗骨丢失、抗肌肉萎缩的成果,部分成果或可造福长期卧床的病人,具有很高的民用价值。”中国航天员科研训练中心主任陈善广的一席话,揭示了太空生命科学试验的巨大潜力。

每投入1元,会产生7元至12元的回报

据美国、欧洲多家研究机构研究,在航天领域每投入1元,将会产生7元至12元的回报。

俄罗斯“和平号”空间站在运行的头10年里发现了10个稀有金属矿和117个油脉,其价值远远超过空间站的全部研制和维护费用。更为典型的是,上世纪60年代,美国阿波罗载人登月计划的实施,带动了美国计算机、超高强度材料和耐高温材料等领域的一大批新兴科技工业群体的出现,其派生出来的上千种成果的广泛应用,推动了上世纪后20年美国经济和社会的发展。

中国航天事业的发展同样创造了可观的经济社会效益。我国1100多种新型材料中有80%是在空间技术的牵引下研制完成的,已有近2000项空间技术成果应用于国民经济各部门,在卫星通讯导航、防灾减灾、食品生产等方面服务于社会生产和人民生活。