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基础。1979年,中国的远望1号航天测量船建成并投入使用,成为世界上第四个拥有远洋航天测量船的国家。进入80年代后,中国的空间技术取得了长足的发展,已经具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力。可以说,中国发展载人航天的“地基”已足够坚实了。

于是,中国又提出要不要搞载人航天的问题。在国家863计划提出时,就专门成立了一个专家组来从事这项工作的论证。由于载人航天投入大、效益周期比较长、风险也比较大,一般来讲,除了苏美两国外,其它国家载人航天的工作也都不是一个国家来完成。所以中国究竟要不要发展载人航天,一直存在较大的分歧。另一个争论的焦点则在于,中国选择什么方案来突破载人航天技术。是航天飞机,还是宇宙飞船?航天飞机虽然可以反复使用,一劳永逸,但航天飞机的研制投入很大、风险大、技术难度比较大,而且中国目前还没有能力建立空间站,即使研制了航天飞机,其作用也不大,因此发展航天飞机看来是不切实际的。相对来讲,载人飞船在技术上容易突破、研制费用较少、研制周期也较短。从实际情况来说,中国已研制了十几颗返回式卫星,有一定的技术基础,所以选择载人飞船进行技术突破比较好。

1992年,中国政府正式批准了载人航天工程,并命名为“921工程”。其核心就是研制神舟号载人飞船,这个项目由中国空间技术研究院为主研制。政府希望研究机构能保证1998年在载人航天技术上有一个大的突破,1999年争取飞船上天,这个希望简单的说就是“保8争9”。在“921工程”的推动下,中国开始发展了第一个载人飞船神舟号的研制。

国外专家对中国航天计划的推测

“921工程”的整个研制过程处于高度保密的状态,但西方航天专家在研究了“921工程”后对中国的航天计划做出了估计,下面的内容主要出自于国外媒体对中国航天计划的报道,不代表政府或个人观点???

国外专家分析,“921工程”分布三步,第一步即目前正在进行的神州飞船的研制。第二步,是建设中国自己的太空站。2000年世博会上公布的中国空间站计划是,在2005至2010年间用长征2号e和长征2号f运载火箭陆续发射多艘神舟飞船,最后由轨道舱组装成站。然而,随着2001年长征5号运载火箭项目的开展,中国的太空站计划也被进行了巨大的修改。预计将于2008年投入使用的长征5号火箭,具有超前的运载能力,可以大大减少因反复发送而浪费的经费,它使中国建设20多吨重、直径5米的空间实验室成为可能。

第三步,是先进的天地交通系统,也就是航天飞机计划。虽然媒体上很少提起这些似乎遥远的航天工程,但是发展它们的计划是确实存在的。这个步骤预计于2020年左右实现。

在921工程规划了中国载人航天在地球轨道上的一系列“动作”之后,中国科学家开始讨论了更具雄心的登月计划。2000年11月4日,中国科学院曾宣布,中国将要在月球表面建立永久基地,用于采集月球矿藏氦-3(作为地球核电站的燃料)。同年11月13日,新华社发布了关于中国登月计划更加明确的时间表。与其说它是一个在论计划,不如说它更像是个科学幻想,不过它至少说明了21世纪人类探索外太空的大致过程:

1.中国航天员将于2005年登陆月球表面,最初的月球基地开始兴建,它包括压力舱、电动机、月球车辆等。2.月球基地将于2010年完成,人类可以留月数周,进行大量科学实验。

3. 从2015年起,小型永久性月球舱开始建筑。这种建筑将于2020年完全形成自给性月球基地生活。它将成为太阳生态网络的桥头堡,太阳能将通过微波的形式,被传送至地球,节约了天然气资源。月球天然的真空资源还可以被利用来研究和生产新型材料回馈地球。……

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载人航天的到来:神舟飞船

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在以中国空间技术研究院为主的各研究机构的努力下,1999年中国的第一艘载人飞船研制成功,并于当年发射成功。虽然中国对载人飞船的研究比美、俄起步要晚,但也正因为有了美、俄两国发展载人航天的经验,使得中国的设计人员在设计的过程中可以对飞船有一个更好地把握。神舟飞船的研制过程中,大量的借鉴了世界上最成功的飞船型号,即前面介绍过的联盟号的很多技术。最主要的就是飞船的布局,采用了与联盟号相同的轨道舱、返回舱和服务舱的三段式格局,从外形上看与1962年的联盟a极其相似。另外在轨道舱的前端增加了一个附加段,这种“三舱一段”的结构充分的结合了中国发展载人计划的实际情况。可以说整个神舟飞船的研制,既是为了实现载人航天,也为中国下一步航天计划的实现奠定了基础。

中国空间技术研究院

60年代,中国政府为加强航天技术的研制力量,对航天科研各部门进行了一系列调整。1967年6月27日中央军委批准国防科委组建空间技术研究院。1968年2月20日,中国空间技术研究院(chineseacademyofspacetechnology,cast)正式成立,钱学森兼任院长。空间技术研究院初期列入部队编制,后几经变动,1973年7月24日,国务院、中央军委决定,空间技术研究院脱离军队编制,划归七机部,即第七机械工业部第五研究院。

七机部前身即国防部第五研究院,1982年改为航天工业部,后与航空部合并为航空航天部,1993年,航空航天部撤销,分别组建航空工业总公司和航天工业总公司。1999年6月,航天工业总公司改组为航天科技集团公司和航天机电集团公司。航天科技集团公司下属有包括中国空间技术研究院的5大研究院和2个大型科研生产基地。

中国空间技术研究院几乎承担所有中国的卫星系列的研制开发任务。1992年该研究院又负责了神舟飞船的研制工作。中国空间技术研究院已成为中国空间技术研究的先锋。

轨道舱的设计上,设计人员除了考虑使它具有生活工作的作用,还具有留轨试验的功能。轨道舱在飞船返回时与返回舱分离后,并不是自由坠入大气层,任其烧毁,而是继续留在轨道上数个月,成为了一个小型的空间站。这样它可以继续进行空间科学探测和技术试验,同时又能作为与未来空间交会对接的一个飞行器。

轨道舱的外形为圆柱形的。为了使轨道舱在独自飞行的阶段可以获得电力,轨道舱的两侧安装了太阳电池翼,每块太阳翼除去三角部分面积为2.0x3.4米,轨道舱自由飞行时,可以由它提供0.5千瓦以上的电力。轨道舱尾部有4组小的推进发动机,每组4个,为飞船提供辅助推力和轨道舱分离后继续保持轨道运动的能力;轨道舱一侧靠近返回舱部分有一个圆形的舱门,为航天员进出轨道舱提供了通道;舱门的上面有轨道舱的观察窗。

轨道舱还有一些其它设施,但从官方公布的资料中还不能知道其具体作用。西方的报道对这些装置进行过推测。如轨道舱顶部安装的复杂的装置,也就是附加段,包括一个半环型装置,据推测是用来安装方形的仪器装置。而三个相互垂直并可伸出的0.4米的探针不知是什么用途。可能是导航系统的一部分或对接系统的一部分。因为美国的阿波罗飞船上曾有类似的装置用来进行对接。神舟飞船轨道舱前端可能装有俄罗斯式的对接系统。但这些装置可能只是一种试验型,在将来执行与太空站对接的任务时肯定会被新型对接系统所替换。神舟飞船与联盟飞船的轨道舱尺寸神舟长2.8米直径2.2米联盟长2.98米直径2.17米

飞船中部的返回舱采用了与联盟号一样的钟形。但比联盟号的返回舱大13%。神州号返回舱着陆时先放出一个引导伞,引导伞工作16秒后,返回舱的下降速度由180米/秒减至80米/秒,然后由引导伞拉出一具减速伞,再由减速伞带出主伞。主伞先开一个小口,然后满满地全部撑开,这使返回舱的下降速度可由80米/秒减到40米/秒,再减至15米/秒。当飞船距地面1米高时,废船底部的一个高度探测仪会及时发出信号,飞船上的缓冲发动机点火,给飞船一个向上抬的力,飞船的落地速度便减到了1~2米/秒,实现软着陆。飞船着陆后伞上的切割器会及时切断伞绳,保证返回舱不被因风吹张满的降落伞拖走。

神舟号飞船上的降落伞是世界上最大的,足有1200平方米,从伞顶拎起,加上伞绳,整个降落伞几乎80米长。降落伞用特殊的纺织材料制成,薄如蝉翼却非常结实。它的缝制也很特别,由1900多块小布像鱼鳞一样连接而成,每块布的四边都有横竖两个方向的加强型编织袋缝牢,使它能抗住剧烈的撕扯力。做伞的布料还经过防灼处理,可以耐住400摄氏度的高温。整个伞铺在地上有小半个足球场大小,可叠起来却只有一个小提包大,重量仅有90多公斤。伞绳的材料也不可小看,它的直径只有2.5毫米、比鞋带还细,可是一根细绳就能承重300千克!神舟飞船返回舱3吨多重,近百根伞绳拉住它是不成问题的。

据推测底部的缓冲发动机数目有可能与联盟号不同。头两艘神州飞船只能载三人,而不是发射前预计的4人。在靠近返回舱尾部的地方,有4组反作用力发动机,每组2个,非常靠近飞船重心的位置,加上其在飞船每边两对,喷口方向相反的布局,决定了这4组发动机基本上只能提供飞船旋转和水平或垂直的机动能力,这种设计在双子星飞船曾经使用过。

外电曾有报道说俄罗斯给中国提供过一个返回舱。并有报道说中国将用仿造的联盟号返回舱作为过渡,以后再用自行研制的4人的返回舱。后者符合最初的设计概念,并与火箭扩大直径后的整流罩尺寸相配。

神舟飞船与联盟飞船的返回舱尺寸

神舟长2.00米直径2.40米(不包括防热层)

联盟长1.90米直径2.17米

神舟号的设备舱两侧各有一对太阳翼,除去三角部分,太阳翼的面积为2.0x7.5米。与前面轨道舱的电池翼加起来,产生的电力将三倍于联盟号,平均1.5千瓦以上,差不多相当于富康ax新浪潮汽车的电源所提供功率。这几块电池翼除了所提供的电力增大之外,与联盟号最大的区别在于,它可以绕连接点转动,这样不管飞船怎样运动,它始终可以保持最佳方向获得最大电力,免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动,这样可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。设备舱散热套上的螺纹与早期的联盟7k-ok设计相同。

神舟飞船与联盟飞船的设备舱尺寸

神舟长3.05米直径2.50米底部直径2.80米

联盟长2.60米直径2.17米底部直径2.72米

设备舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成,它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙(图中蓝色部分)内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器,说它们小是和主推进器比,与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。

从现在的资料来看神舟飞船使用了国外很多已经成熟的技术。在中国的航天发展史上,这种套用的例子不少,但这并不是什么抄袭,而仅仅是一种对先前设计的肯定和尊重,在此基础上再不停的钻研创新。这样不但可以缩短产品开发的周期,加快我们的技术进步,更重要的是,在航天产品的研制和实验中可以尽量的保证产品和人员的安全。

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载人航天的到来:钢铁的炼成

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我们已经知道航天员的选拔和训练是非常严格的,那么中国第一批航天员,是怎样进行选拔和训练的?随着神舟4号飞船的成功发射,中国航天史上的第一次载人飞行已指日可待,人们越来越想了解中国航天员的“身世”。

什么样的人才能当上中国第一批航天员?同美国和苏联初期挑选航天员一样,中国的航天员很有可能也是从战斗机飞行员中挑选出来的,从各方得来的消息似乎已经证实了这种推测。事实上中国早在曙光计划的实施中,已经开始考虑航天员选拔和训练。根据国外网站的资料,在1971到1972中国从空军中选拔了几名飞行员组成了中国的第一支航天员训练小组。

1979年,上海《文汇报》曾刊登过一幅中国航天员的照片,不久,另一份上海出版的杂志《科学画报》也发表了更为详尽的中国训练航天员的照片,向外界展示了模拟训练舱,航天服甚至太空食品。在当时引起了