中國(guó)“問(wèn)天”之路

清　林

航天員能否出倉(cāng)是決定能否建成空間站的關(guān)鍵，據(jù)推斷，中國(guó)將在2015年左右建成一個(gè)永久性的空間站。在人類探索太空的偉大進(jìn)程中，中國(guó)人已走進(jìn)了這個(gè)隊(duì)伍的前列。

9月27日下午16時(shí)41分，在廣袤的太空，一個(gè)黃皮膚的中國(guó)人開(kāi)啟了神舟七號(hào)載人航天飛船的軌道艙艙門(mén)，出現(xiàn)在廣袤的太空中。在他的頭頂正上方，人類共同生活的美麗地球飛馳而行。

為邁開(kāi)這堅(jiān)實(shí)的一步，中國(guó)人進(jìn)行了16年艱苦卓絕的努力。這一步預(yù)示著，中國(guó)已正式邁步向太空進(jìn)發(fā)。下一步，中國(guó)將建立自己的空間站。再下一步，中國(guó)將藉自己的空間站出發(fā)，向月球、火星，乃至更遙遠(yuǎn)的太空目標(biāo)進(jìn)發(fā)。中國(guó)由此也具備了分享唾手可得的太空資源和能源的資格。

中國(guó)人的身影

在電視畫(huà)面上，在半個(gè)身子伸出艙門(mén)的時(shí)候，這個(gè)名叫翟志剛、出生于黑龍江農(nóng)村的中國(guó)人停頓了下來(lái)，他一手扶著艙門(mén)，使自己在失重的太空里穩(wěn)定下來(lái)，而后，他面向安裝在飛船外面的攝像機(jī)揮手致意，向全國(guó)人民問(wèn)好，向全世界人民問(wèn)好。翟志剛洪亮的聲音立即通過(guò)電波傳遍世界各地，瞬間永留青史。

接著，翟志剛身穿由中國(guó)自己歷時(shí)3年半研發(fā)的價(jià)值3000萬(wàn)、名為“飛天”的白色航天服鉆出艙門(mén)，開(kāi)始中國(guó)人歷史性的太空行走，并完成了最重要的工作：在艙外取回兩塊試驗(yàn)品——一個(gè)固體潤(rùn)滑劑，一枚太陽(yáng)電池，遞給在艙口接應(yīng)的同伴劉伯明。之后，難抑興奮的翟志剛接過(guò)同伴遞過(guò)的五星紅旗，在太空中興奮地?fù)]舞。

17時(shí)，順利完成各項(xiàng)太空行走程序的翟志剛返回飛船，歷時(shí)20分鐘左右的太空行走圓滿成功。設(shè)在地面的飛行控制中心接著對(duì)3位航天員進(jìn)行醫(yī)學(xué)檢查結(jié)果確認(rèn)，飛船運(yùn)行正常，航天員工作正常、身體狀況良好。就在翟志剛在出倉(cāng)活動(dòng)的不長(zhǎng)的時(shí)間里，他已在太空行走了9165公里。此時(shí)，距離人類第一次太空行走，已過(guò)去了43年。

1965年，人類的身影第一次出現(xiàn)在太空：當(dāng)年3月，蘇聯(lián)航天員列昂諾夫由“上升二號(hào)”飛船出艙行走，創(chuàng)造了人類歷史上的第一次太空行走。同年6月，迫不及待的美國(guó)人緊接著進(jìn)行了人類第二次太空行走：航天員懷特在乘“雙子星座”4號(hào)飛船飛行時(shí)實(shí)現(xiàn)出艙行走。過(guò)去的43年里，人類已開(kāi)展了300多次宇航員太空行走。

但此前，掌握這一尖端技術(shù)的國(guó)家僅限于美國(guó)和俄羅斯。中國(guó)的首次太空行走包含了兩項(xiàng)實(shí)——測(cè)試固體潤(rùn)滑劑和太陽(yáng)電池片在太空杯腐蝕的情況。這是為下一步建立空間站做準(zhǔn)備，因?yàn)榭臻g站至少要存在5—10年，這需要先測(cè)試一下暴露在太空的東西會(huì)不會(huì)腐蝕。中國(guó)邁向太空第一步雖然比美俄晚了43年，但中國(guó)人自己邁向太空的這一步卻是堅(jiān)實(shí)的。

高難度動(dòng)作

太空行走不過(guò)是人們的一種通俗的說(shuō)法，科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)該是“出艙活動(dòng)”，是指航天員離開(kāi)飛船、航天飛機(jī)、空間站等航天器，進(jìn)入宇宙空間(包括月球、火星及其他天體上)進(jìn)行活動(dòng)的過(guò)程，由于處在失重狀態(tài)下，航天員的身體飄浮在空中，移動(dòng)身體一般是用手，而不是用腳。

實(shí)際上，太空行走并不如人們想象的那么浪漫，短短20分鐘的出艙活動(dòng)，就包含了九個(gè)步驟：進(jìn)入軌道艙、穿艙外航天服、泄壓開(kāi)門(mén)、出艙、活動(dòng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、回艙、復(fù)壓、脫艙外航天服。

首先，為了在艙外活動(dòng)20分鐘，早在14個(gè)小時(shí)前，兩名航天員就開(kāi)始忙碌了，他們花去14個(gè)多小時(shí)才能組裝好出倉(cāng)所穿的重達(dá)120公斤的兩套航天服。在飛船發(fā)射時(shí)，出艙--穿的航天服打包固定在軌道艙壁上，因此，航天員首先要啟封、組合再把凈化器、氧瓶、電池、無(wú)線電遙測(cè)裝置等可更換部件裝上航天服。在“鉆”進(jìn)服裝后，還要對(duì)服裝進(jìn)行尺寸調(diào)整、氣密性檢查和全性能測(cè)試，一切正常，這才算“穿好”了艙外航天服。

整個(gè)過(guò)程共分為21個(gè)操作單元，僅“解開(kāi)艙外航天服包裝物”就包含了12個(gè)大步驟，每個(gè)步驟又分為10多個(gè)動(dòng)作。兩名航天員需要互相配合，一人操作時(shí)，另一人讀操作手冊(cè)并進(jìn)行確認(rèn)，以確保所有操作萬(wàn)無(wú)一失。

其次，要開(kāi)啟飛船通往太空的軌道艙門(mén)也需要忙碌10多個(gè)小時(shí)，首先是解鎖，然后拉著艙門(mén)的手柄把門(mén)開(kāi)到60度。等到艙內(nèi)外壓力平衡，才能把艙門(mén)完全打開(kāi)。出艙就航天員還要給艙門(mén)罩上一個(gè)保護(hù)罩，以防止在出艙過(guò)程中發(fā)生剮蹭。

神七航天員要穿著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)有40千帕余壓的艙外航天服，又在失重使得手腳難找到發(fā)力點(diǎn)的情況下，完成上述動(dòng)作，每做一個(gè)動(dòng)作都非常困難。

此外，出倉(cāng)進(jìn)行太空行走，更是危險(xiǎn)重重的旅程。在沒(méi)有重力的狀態(tài)下“行走”，航天員身上有兩條安全系繩與母船相聯(lián)，太空活動(dòng)進(jìn)行每一步操作之前，都要先在軌道艙壁的把手上固定好安全系繩的掛鉤，一根固定好了，另一根才能改變位置。在太空行走過(guò)程中，掛鉤要嚴(yán)格地交替換位，否則，航天員就可能脫離母船，成為“太空飛人”。

太空“三步走”

根據(jù)1992年中國(guó)政府確定的載人航天三步走發(fā)展戰(zhàn)略：第一步，發(fā)射載人飛船；第二步，突破空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)，發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題；第三步，建造較大規(guī)模的、長(zhǎng)期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)室及空間站。“神七”擔(dān)負(fù)著“三步走”戰(zhàn)略第二步的歷史使命，為未來(lái)建立空間站奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

而要建立空間站，必須解決兩個(gè)難題：首先，需要解決載人飛船和空間飛行器的交會(huì)對(duì)接問(wèn)題，其次是航天員出艙進(jìn)行在軌組裝和在軌維修。從1992年到今年，中國(guó)在16年時(shí)間里研制發(fā)射了從神一到神六系列航天飛船，實(shí)現(xiàn)了載人飛船上天的第一步發(fā)展戰(zhàn)略。

而此次的神七發(fā)射，具有承前啟后的重要意義。固體潤(rùn)滑劑和太陽(yáng)電池片測(cè)試太空腐蝕的實(shí)驗(yàn)，為打造適應(yīng)太空環(huán)境的空間站做好了準(zhǔn)備；航天員出倉(cāng)進(jìn)行太空行走，為在太空中對(duì)空間站進(jìn)行在軌組裝和維修打下了基礎(chǔ)；而9月27日晚19時(shí)多發(fā)射的伴飛小衛(wèi)星，本身能夠?qū)崿F(xiàn)極其精確的變軌和自動(dòng)控制，其潛在意義是，為以后在太空上的兩個(gè)飛行器實(shí)現(xiàn)對(duì)接獲取數(shù)據(jù)，這是建設(shè)空間站最重要的一步——空間站是對(duì)接而成的。

通過(guò)神七的實(shí)驗(yàn)，中國(guó)之后發(fā)射的神八到神十飛船，將實(shí)現(xiàn)第二步發(fā)展戰(zhàn)略：先發(fā)射神八和神九兩個(gè)不載人的飛船，根據(jù)神七獲得的交會(huì)對(duì)接實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行無(wú)人飛船的交會(huì)對(duì)接實(shí)驗(yàn)，解決交會(huì)對(duì)接技術(shù)。之后，發(fā)射載人的神十飛船，并發(fā)射一個(gè)目標(biāo)飛行器——相當(dāng)于一個(gè)無(wú)人的載人航天器，與神十實(shí)現(xiàn)對(duì)接，航天員可以進(jìn)到里面進(jìn)行試驗(yàn)，飛行器并可提供航天員生活居住，建成一個(gè)太空實(shí)驗(yàn)室。之后，正式建立空間站。

專家透露，中國(guó)的神八到神十將在兩年內(nèi)升空，而且將連續(xù)發(fā)射，發(fā)射間隔時(shí)間為一個(gè)月，根據(jù)這個(gè)進(jìn)度，中國(guó)將在2010年左右建成太空實(shí)驗(yàn)室。此外，中國(guó)正在研制的50噸大推力運(yùn)載火箭“長(zhǎng)征五號(hào)”有望于2014年發(fā)射，從而具備了將空間站、登月艙和登月

車等送入太空的能力，由此推斷，中國(guó)將在2015年左右建成一個(gè)永久性的空間站。

依據(jù)現(xiàn)有的運(yùn)載能力，空間站的建造只能是一個(gè)艙段一個(gè)艙段地發(fā)射升空，然后由航天員出倉(cāng)進(jìn)行組裝，如蘇聯(lián)的和平號(hào)空間站、美國(guó)的天空實(shí)驗(yàn)室、登月工程，以及多國(guó)建造和運(yùn)營(yíng)的國(guó)際空間站。因此，航天員能否出倉(cāng)是決定能否建成空間站的關(guān)鍵。

此外，航天器還必須進(jìn)行必要的維修，確保飛行安全和完成任務(wù)、完成在太空抓取和釋放衛(wèi)星等飛行任務(wù)，以及當(dāng)在太空運(yùn)行的載人航天器出現(xiàn)嚴(yán)重故障，居于其內(nèi)的航天員需要轉(zhuǎn)移或正在執(zhí)行出艙任務(wù)的航天員因?yàn)槟撤N原因無(wú)法自己回到航天器時(shí)，唯一有效的措施也只有航天員出倉(cāng)實(shí)施自救或互救。

因此，掌握了航天員出倉(cāng)技術(shù)，才有能力建設(shè)永久性空間站，而中國(guó)的空間站一旦建成，就意味著中國(guó)和美、俄一樣具備了通過(guò)空間站發(fā)射飛往月球及火星的航天器、乃至更遙遠(yuǎn)的目標(biāo)的能力。

美國(guó)已規(guī)劃了一份新的“太空探索路線圖”——新太空探索計(jì)劃，據(jù)此，美國(guó)在地球低軌道的目標(biāo)主要是建設(shè)國(guó)際空間站。美國(guó)將利用這個(gè)空間站重返月球，進(jìn)而探測(cè)火星以及更遙遠(yuǎn)的目標(biāo)。美國(guó)計(jì)劃最早在2015年，最遲在2020年重返月球；條件成熟后，還將實(shí)施宇航員登陸火星。而俄羅斯也打算恢復(fù)停止多年的探月活動(dòng)。此外，日本、歐洲、印度也制定了同樣雄心勃勃的計(jì)劃，向更廣袤的太空進(jìn)軍。

航天深入生活

今天，從大的方面看，衛(wèi)星系統(tǒng)、載人飛行器以及新的空間探測(cè)器等航天產(chǎn)品體系及其地面應(yīng)用系統(tǒng)，為我們織就了天地一體化的信息應(yīng)用環(huán)境。航天作為高科技前沿，帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的繁榮。從小的方面講，例如太空育種試驗(yàn)，就讓航天技術(shù)直接與我們的生活掛鉤，這些新品種不僅產(chǎn)量高，而且味道和營(yíng)養(yǎng)更好，已經(jīng)有很多人品嘗到了美味的“太空制造”。

而科學(xué)家仍然相信，只要努力尋找，可以在太空中找到第二個(gè)適宜人類居住的星球。更為現(xiàn)實(shí)的是，太空中蘊(yùn)藏著豐富的能源和資源，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，這已是唾手可得的財(cái)富。比如有“超黃金”之稱的氦3，只要核聚變技術(shù)發(fā)展成熟，100噸氦3提供的能源夠全世界用一年，而氦3在月球上的儲(chǔ)量高達(dá)300萬(wàn)噸。

航天技術(shù)的發(fā)展已使月球資源開(kāi)采近在咫尺。據(jù)報(bào)道，俄羅斯的一家大型能源公司已提出，他們準(zhǔn)備10年內(nèi)在月球上建立基地，大規(guī)模開(kāi)采氦3。科學(xué)家也已證實(shí)，向太空要能源不僅在理論與技術(shù)上，在實(shí)施上也是完全可行的：通過(guò)建立太空發(fā)電站，將太陽(yáng)能電池板的直流電轉(zhuǎn)化為微波，然后通過(guò)“輸電天線”，用無(wú)線輸電方式將微波送向地球。地球表面再用“受電天線”接受來(lái)自太空的輸電微波，并將微波轉(zhuǎn)化為直流電。

由于接受太空太陽(yáng)能不受黑夜、大氣層、云層、陰雨天的影響，全天候進(jìn)行，因此，發(fā)電量將是地球太陽(yáng)能發(fā)電效率的10倍以上。不僅如此，太空太陽(yáng)能發(fā)電還具有高度的靈活性與機(jī)動(dòng)性。21世紀(jì)，在太空建成太陽(yáng)能發(fā)電站將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

在能源已日趨短缺的今日，這也是吸引各國(guó)投入巨資孜孜以求進(jìn)行太空探索的原因之一。在這個(gè)人類偉大的進(jìn)程中，中國(guó)人已走進(jìn)了這個(gè)隊(duì)伍的前列。