神舟飞船首任总设计师:载人航天不能落后

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导读:核心阅读:我国天宫一号/神舟八号空间交会对接任务计划即将实施。率先发射天宫一号目标飞行器,随后发射神舟八号无人飞船进行交会对接。从飞船载人上天到建立空间实验室乃至空间站,是中国载人航天三步走发展目标的不同阶段。目前,我们已完成第一步,正迈出第二步。 从“神舟”到“天宫”,从飞船到空间实验室,戚发轫院士向您讲述中国载人航天的纵深跨越。 搞载人航天——地球是人类的摇篮,但是人类不会永远躺在摇篮里 记者:中国为什么要搞载人航天? 戚发轫:中国航天
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核心阅读:我国天宫一号/神舟八号空间交会对接任务计划即将实施。率先发射天宫一号目标飞行器,随后发射神舟八号无人飞船进行交会对接。从飞船载人上天到建立空间实验室乃至空间站,是中国载人航天三步走发展目标的不同阶段。目前,我们已完成第一步,正迈出第二步。


从“神舟”到“天宫”,从飞船到空间实验室,戚发轫院士向您讲述中国载人航天的纵深跨越。


搞载人航天——地球是人类的摇篮,但是人类不会永远躺在摇篮里


记者:中国为什么要搞载人航天?


戚发轫:中国航天领域主要分三个部分,就是应用卫星和卫星应用、载人航天和深空探测。


当年我们第一颗东方红一号卫星成功时,正是苏美两国搞载人航天竞赛,竞争很激烈。在我国具备进入太空能力之后,当时也考虑要搞载人航天。1971年4月中央同意搞中国的载人航天工程,叫714工程。那时候的飞船名字叫“曙光一号”。但确实面临许多技术难题,我们久攻不下。


原因在于,我们的科技水平、工业水平和财力物力都达不到要求。因此当时周恩来总理就讲,我们不跟苏美两个大国搞载人航天比赛,我们先把地球上的事情搞好,就是搞应用卫星,它能够解决天气预报、通信等老百姓生活中的实际问题。于是在1975年,714工程下马。现在看起来,这正是中国根据自己的实际情况,走了一条正确的航天发展道路。我当时也从搞飞船的队伍中转到搞通信卫星的队伍中。


记者:在1992年,我国载人航天事业又重新起步了?


戚发轫:到1986年,中国已发射不少卫星,同时国家经济状况也有发展,而世界高新技术发展很快。当时,王淦昌、王大珩、杨嘉墀、陈芳允4位老科学家联名提出发展高技术建议,说整个世界发展形势很快,我们中国也具备一定条件,要着手搞新的技术。


我现在还记得其中有四句话:第一,谁能够准确判断当前的发展动向,谁就能在竞争当中占优势;第二,高新技术是花钱买不来的;第三,要想取得成果,是要花时间花力气的;第四,只有通过这样大的工程,才能凝聚人才,锻炼人才。邓小平同志看到这封信,就批示要立即执行不得延缓,要搞国家高技术研究发展计划,也就是863计划。载人航天工程就是其中一个大的项目。


从那时起成立载人航天项目专家组,论证了5年多,最后得出结论:中国是一个大国,根据世界发展的动向,一定要得搞载人,而且要马上搞,马上做准备,否则的话我们就跟不上了。并且还论证决定搞载人航天从飞船起步,要搞飞船要做什么准备。


1992年9月21日,中央正式决定搞载人航天工程,并确定了三步走的发展战略。第一步,载人飞船阶段。发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验。第二步,空间实验室阶段。在第一艘载人飞船发射成功后,先发射一个目标飞行器——天宫一号,突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术、补加技术和再生式生保技术,最终建成一个空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步,空间站阶段。建造载人空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。


记者:很多人会问,载人航天的意义和效用到底在哪里?


戚发轫:为什么要搞载人航天,我想引用三句话。第一句话是100多年前的一位俄罗斯科学家齐奥尔科夫斯基说的:“地球是人类的摇篮,但是人类不会永远躺在摇篮里。它在不断地扩大自己的生存空间,首先小心翼翼地穿过大气层,最终要征服整个太阳系。”这句话代表了科学家的预见。


第二句是在神舟六号发射成功后的人民大会堂庆功大会上,胡锦涛总书记讲的,“无垠的太空是人类共同的财富,探索太空是人类的共同追求”。我觉得这句话也很深刻,体现了中国人对航天的认识,太空的资源是属于全人类的,中国在人类探索太空的事业中要有自己的贡献。


第三句话是美国前总统小布什曾经讲的,“在新世纪,谁能够有效地利用太空的资源,谁就能获得额外的财富和安全。”


我想这三句话,比较完整地说明了中国搞载人航天的意义。在载人航天这个领域,我们确实不能落后。


记者:无人航天和载人航天最大的区别在哪里?有人说,载人航天带给中国航天最宝贵的财富是促进了航天产品质量质的提升?


戚发轫:要把人送入太空,技术上的复杂就不去说了。关键是,载人航天人命关天,安全性和可靠性成为最重要的一个理念。搞载人航天必须把安全和质量放第一位。


一般来讲,航天产品可靠性0.97。比如火箭发射100发,允许3次失败。载人航天因为有人,必须保证人的安全,就提出安全性指标为0.997,也就是千分之三的失败率。两个合在一起,故障率就是三十万分之一。也就是每天发一次,30年都不能出事。


要做到这一点,很不容易,要把所有可靠性措施都用上。比如搞飞船,要做到第一次故障出现时能正常运行,出现第二次故障时航天员能安全返回,为此必须要有故障对策。因此,火箭从起飞到把飞船送到预定轨道,就有8种故障救生模式,不同高度都有。在任何情况下,也要让人安全回来。在飞船入轨之后制定了180多种故障对策,在70多万条计算机程序中,30%是应付正常飞行,70%是用来应付故障,可见工作量之大。


载人和不载人不一样就在这里。为了保证人的安全,所有能想的都想了。载人航天确实为航天事业创造了可靠性和安全性的高水平。

记者:中国载人航天为何选择飞船的技术路线,而不是类似美国的航天飞机?


戚发轫:当时中国要搞自己的载人航天,不能再等。那个时候,航天飞机很热门,是当代先进技术的集成。但是中国不具备搞航天飞机的条件。航天飞机确实技术先进,但投入很大,技术难关很多,不符合中国当时的财力和人才所具备的经验。


航天飞机设计理念是要重复使用,应该是一个很经济的运载工具,不仅把人送上去,还可以把卫星带上去,替代运载火箭。但从工程上来说,这种想法还是很难实现。现在来看,美国通过100多次航天发射发现,投效比不像设想的那么好。航天飞机回来之后,光是一万多片防热瓦都要撬下来换掉,重新贴过。这笔经费比研制一个一次性运载火箭还要贵。更为严重的是,航天飞机安全性很差,5架航天飞机损毁了2架,100多次发射失败2次,牺牲了14名航天员。现在航天飞机退出了航天历史舞台,美国以后要搞的也是大型飞船。


就我们自己而言,当年大部分人希望搞航天飞机。当时有五个方案,四个是大小不同的航天飞机方案,只有一个是飞船方案。但最后经过论证,还是决定从飞船起步。由于经过863计划的准备,建造飞船已经有了一些技术储备,并突破了一些技术关键。


记者:上马载人航天工程在1992年属于水到渠成?


戚发轫:我前面提到的中国载人航天三步走的发展方针,这个方针来自于群众智慧,也是当年中央领导集体根据实际情况实事求是做出的重要决断。


1957年苏联第一颗卫星上天,1958年我们也打算搞人造卫星,但实际上那时候连导弹都没搞出来,更不用提运载火箭。所以当时邓小平同志说,我们现在没有能力搞,我们不搞卫星,集中能力搞两弹(导弹、原子弹)。直到1970年,我们打成功第一颗卫星,中间隔了12年。这个12年期间,我们把两弹搞得很成功。载人航天工程从“714”变成“921”,等了21年,这中间我们的卫星事业发展得很好,才水到渠成地有了载人航天工程的上马。


可以说中国的航天事业稳步发展前进,基本上没有走弯路。是根据我们国家实际情况决定工作方针,就是有所为有所不为,集中力量打歼灭战。

载人飞船往返天地——顺利完成整个载人航天工程第一步,为后续空间实验室和空间站等建设积累了经验


记者:作为神舟系列飞船的总设计师,有着怎样的风险和压力?


戚发轫:载人航天是个大工程,有七大系统,飞船系统是其中之一,其他还有航天员、应用、火箭、发射场、测控和着陆场系统。相对而言,飞船技术难度可能是最高的。对我个人来讲,确确实实有压力。


1992年,载人航天工程要立项,需要找一个飞船的总设计师。当时我们虽然已有返回式卫星,但飞船还是要从无到有干起来。找到我,我并不愿意。一个原因是我那时候59岁,再过一年就退休了。感觉一辈子失败不少,成功也不少,似乎不必去冒那个险。第二个原因是确实感觉风险太大。我也去过俄罗斯航天发射场,航天员上去,总设计师是要签字的。我想到那么一天,我敢签那个字吗?但是我们这一代的人一辈子从来没有自己选择过,国家的需要就是我们的志愿。虽然自己不情愿,最后还是服从需要,当了神舟飞船的总设计师,之后又兼任了总指挥。


上世纪90年代前后,社会上流行个说法:搞导弹的不如卖茶叶蛋的。当时航天系统一些年青技术人员都“流失”了。搞飞船的队伍是五六十岁的老同志,加上没走的年轻人。几个老头加几个小伙,这个队伍能不能干成这个任务,让人心里打鼓。而且我们以前基础建设往往跟不上型号研制。搞飞船,需要大的真空模拟器、大的振动台、大的电容实验室,这些试验设备不仅在中国是最大的,在世界上也是一流的。最后是袁家军等一些年轻人,除了主要精力搞飞船外,顶住压力很快建成了这些大型的地面空间设施。奋斗7年,神舟一号飞船打成了,我们自己有了信心,领导也刮目相看。


记者:神舟系列飞船成功的经验,为载人航天工程后续任务积累了什么样的经验?


戚发轫:应该说,不仅仅是飞船系统本身的成功,而是整个载人航天工程第一步的顺利完成,为后续空间实验室和空间站等建设积累了经验。


载人航天工程第一步载人飞船阶段,就是要把航天员送上天,并安全回到预定的地方。经过7年的努力,1999年把神舟一号送上去,而且回到预定的地方,基本技术算是突破了,但是没上人。上人是要绝对保证安全,所以通过四艘神舟无人飞船,不仅解决了关键技术,而且解决了可靠性和安全性问题。对我所在的飞船系统而言,积累了一定的数据和一定的经验,建立了一套制度,培养了一支队伍。我想载人航天工程的其他系统也是如此。


谈到经验,具体到飞船系统,就是建立了神舟文化:祖国利益至上的政治文化、勇攀科技高峰的创新文化、“零缺陷、零故障、零疑点”的质量文化、同舟共济的团队文化。

交会对接——建立空间站主要突破四项关键技术,天宫一号和神舟八号将完成太空牵手任务


记者:中国空间站建设之前,需要解决哪些关键技术问题?


戚发轫:载人航天三步走的第二步是空间实验室阶段,是为第三步建立空间站做技术准备,其中主要突破四项关键技术。


第一项就是出舱技术,这个已经由神舟七号完成。还有三个技术就得通过空间实验室完成,就是交会对接、补加技术和再生式生命保障技术。四个技术关键中,交会对接规模最大,技术复杂,风险多,大家也都很关注。


这四个关键技术解决了,我们才能发射空间站, 才能实现向空间站补充人员、物资,航天员才能出舱去维修保养。


当然,发射空间站要求有大的运载火箭,我们现在正在研制长征五号运载火箭,到2014年左右能够上天,能够把20吨的空间站核心舱送上太空。


记者:天宫一号的任务就是参与交会对接?


戚发轫:空间交会对接要有两个航天器:一个是目标飞行器,一个是跟踪器。首次交会对接,天宫一号是目标飞行器,神舟八号无人飞船就是跟踪器。交会对接,也要完成四个过程。一是交会,要跟得上、对得准,只有跟上对准了,才有可能对接;二是对接,两个航天器通过对接机构对上,连在一起并且完全密封;三是变成组合体在天上运行,需要实现由一个控制另外一个的技术;四是航天员能从飞船进到目标飞行器,再回到跟踪器并返回地面。


记者:从飞船到空间实验室,对载人航天而言,也是一种跨越?


戚发轫:在中国航天领域,载人航天三步走稳步前进,从载人飞船到空间实验室的发展,也具有里程碑意义,也是一个决定性的跨越。


更重要的是,无论是飞船阶段还是空间实验室阶段,都牵引了载人航天工程自身以及其他学科科学技术的发展。比如有了空间站才有了大运载火箭,假如以后载人到月球,大运载火箭还不够,还要搞重型运载火箭。10吨不够,20吨也不够,得100吨,这就牵引了运载火箭的发展。而大运载火箭又牵引发动机、材料等技术的发展。


包括前面提到的载人与无人的区别。机器人永远代替不了人的智能,像保障交会对接顺利进行的最后备用一招还是要靠人手动控制。有人进入太空就要可靠,就带动了整个工程科技和航天产品在安全质量上的提升。


记者:空间站是载人航天必然的发展路径吗?


戚发轫:不论是当时还是现在,我都认为空间站是载人航天发展的必经之路。美国为首的16个国家搞的国际空间站,刚刚建成,就宣布要延长寿命。因为空间站确实是为科学家们创造了科学实验的独特平台。


我觉得重点不在于要不要建空间站,而是在空间站建成后,选择一个什么样的基础前沿的科学项目,利用太空的优越条件有所突破,比如像丁肇中联合各国科学家利用国际空间站研究暗物质。未来我们空间站建成,也需要寻找好的大的科学项目,为人类认识世界、获得新的发现做贡献。

航天事业未来——三种精神和人才团队的新鲜血液


记者:您认为在发展中国载人航天事业中,最宝贵的经验是什么?


戚发轫:三种精神是不能不说的,就是航天精神、两弹一星精神和载人航天精神。航天精神核心是自力更生,在那个历史条件下,我们感到中国搞高新技术,不能靠外国,也不能完全靠引进。最终还是要靠自己,只有变成自己的东西才能发展。


两弹一星的核心是爱国。那些大科学家如果不爱自己的国家,没有爱国带来的对事业的动力和信念,怎么能冲破各种阻挠回到祖国,又怎么能在国家各个历史时期不计各种境迁坚守岗位、默默奉献!


爱国不是抽象的。爱国就要爱事业,爱国不爱航天,那不是空的吗?爱航天就要爱五院(戚发轫所在的中国空间技术研究院),爱五院就爱这个岗位。“爱”字很重要,爱国,爱事业,爱集体,爱岗位,有爱才有动力,有爱才有奉献。“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神,我想源头也在一个“爱”字。


有了爱,很多老科学家不仅自己做得很好,还很关心年轻人,在业务上无私传授,毫无保留。神舟六号成功之后,我陪领导到钱学森先生家中汇报情况,钱老看我满头白发,就问起了孙家栋(国家最高科技奖获得者)、王永志(首任载人航天工程总设计师):“你们三个谁大?他们都好吗?”我们都是他的学生,我们都老了,他还关心我们。像钱老、任新民这些大科学家们,永远是我们的榜样。


记者:有人说,国外看中国航天觉得很“敬畏”,不是因为如今的成就,而是因为中国的这一批航天人既年轻又富有经验,您怎么看待这个观点?


戚发轫:上世纪60年代美国发射阿波罗飞船时,当时美国航天局的科研人员平均年龄大概是28岁,年轻有活力。去年的数据是42岁,他们自己也感觉到老化了。俄罗斯平均年龄比美国还大。


我们确实在平均年龄上占点优势。比如天宫一号空间实验室系统团队里,平均年龄31岁,而且这些年轻人起码经过了3到5年的工程实践锻炼,但是神舟八号和空间实验室的总设计师、总指挥都是从1992年就开始和我一起干,十几年酸甜苦辣都尝过,看似是年轻的总师,但经验丰富。中国航天发展,靠的就是优秀的年轻人。而且目前这支年轻的队伍,可以说是年轻又富有实践经验的队伍。这对我们今后的航天事业发展的意义不言而喻。


记者:未来不断将会有年轻血液补充到这支队伍中,怎样让年轻人成长得又快又扎实?


戚发轫:第一是实践,现在的年轻人都有较高的学历,有较踏实的理论基础,他们缺乏的是实践锻炼。自己要勇于实践,组织上要给他创造锻炼的机会,这是最主要的。记得有不少发展中国家的技术人员到中国来学习研制卫星,他们都是从西方国家获得硕士和博士学位的,但都没有接触过卫星,只有到中国后才接触到卫星。中国有这么好的条件才能培养出这么多的年轻的设计师。中国要不搞载人航天,我也不能成为飞船的总设计师。


第二是积累,就是要在自己的岗位上踏踏实实的干几年,甚至是十几年才能成才。要耐得住寂寞,因为在航天领域一项工程都要有较长的时间才能完成。比如东方红一号卫星1958年上马,中间停顿,1965年再开始,1970年才发射成功。东方红二号通信卫星1975年立项,1984年才发射成功,用了9年。神舟飞船1992年立项,1999年神舟一号无人飞船上天,用了7年;2003年,神舟五号才把航天员送上了天,用了11年。如果干了2年、3年就等不及了,就不可能有大工程的成功,个人也不可能成为一个全面的骨干人才。


我祝愿中国航天事业快速发展,祝青年人快速成长!


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