中國航天史上的“一號”們

日前,在“航天放飛中國夢——慶祝新中國成立70週年中國航天成就展”現場,神十一艙返回艙實物、神舟降落傘實物、嫦娥四號任務1∶1著陸器、玉兔二號月球車、“鵲橋號”中繼星等幾十件珍貴科普展品亮相,吸引了很多人的目光。

自20世紀50年代創建以來,中國航天已經走過了60多年的發展歷程。回顧航天事業的發展,無論是研製導彈,還是發射衛星;無論是載人航天、北斗導航,還是探月工程,我們走出了一條有中國特色的航天發展之路。而在中國航天史中,出現過很多“一號”,比如“長征一號”“神舟一號”“嫦娥一號”“天舟一號”……

中國航天史上的“一號”們

▲“天舟一號”貨運飛船在長征七號火箭的頂端待發。

起飛前“爆炸”試驗,救了“長征一號”

“長征一號”火箭是從1965年開始提出方案,在我國中遠程導彈的基礎上,研製成功的三級火箭。它的第一次發射是在1970年4月24日,把“東方紅一號”衛星送入預定軌道,叩開了太空的大門。

1970年4月初,“長征一號”運載火箭轉入發射場進行測試。研製人員絞盡腦汁思考還有哪些細微問題沒有想到。此時火箭附近一個閃光燈引起火箭設計師韓厚健的注意,他想到,這個用於外彈道測量照相的閃光燈的閃亮,會不會產生電磁感應,引爆火箭上的上百個電爆管?

為確保萬無一失,同為火箭設計師的陳壽椿等人決定做個試驗。在中央電視臺攝製的電視紀錄片《撼天記》中,陳壽椿介紹了試驗的驚險歷程:“我們把炸彈的兩個雷管抽出來,放在門口一個鐵桶裡……放好以後,搞彈道的人啟動閃光燈閃一下,看看有沒有影響。‘叮’一閃,‘砰’一下炸了!沒想到這雷管有那麼大的威力……如果不做那個試驗,估計火箭一起飛,就會莫名其妙炸了掉下來。它飛行很正常,但是炸了,還不知道出了什麼事。”

通過試驗大家才知道,原來閃光燈的確會產生電磁感應,引爆電爆管。於是科研人員在發射前拆下了整個照相機和閃光燈。

4月24日晚,“長征一號”運載火箭成功將“東方紅一號”衛星送入太空,科研人員終於鬆了一口氣。後來的火箭上所有電爆管都由敏感型改為鈍感型,杜絕了後患。

“東方紅一號”衛星為何播送《東方紅》

1970年4月24日,我國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”發射成功,拉開了中國人探索宇宙奧秘、和平利用太空、造福人類的序幕。

1965年9月,中科院衛星設計院提出衛星要比各國的第一顆衛星先進一步,即發射一個連續信號。衛星總體組組長何正華認為,蘇聯第一顆人造衛星的呼叫信號是嘀嘀答答的電報碼,遙測信號是間斷的。中國要超過蘇聯,就必須發射一個連續的信號,且要有中國特色。於是他提出衛星播送陝北民歌《東方紅》樂曲,並將衛星命名“東方紅一號”的建議。

“東方紅一號”的發射時間定在1970年,成功的標誌即第一顆人造地球衛星的總體要求是:上得去,抓得住,聽得到,看得見。“上得去”就是首先要保證衛星飛上天;“抓得住”就是衛星上天后地面設備能對衛星實施測控;“聽得到”就是衛星要播送音樂且能夠被地面接收和聽到;“看得見”就是衛星在軌飛行時能讓地面上的人用肉眼直接看得見。

1970年4月“東方紅一號”衛星的成功發射使中國成為繼蘇聯、美國、法國和日本之後,第5個完全依靠自己的力量成功發射衛星的國家。該星不僅全部達到了設計要求,而且質量比前4個國家發射的第一顆衛星質量總和還要超出29.8千克(美國的第一顆衛星只有8.2千克)。

“神舟一號”曾面臨失控,最後10秒得到搶救

1999年11月20日,北京時間凌晨6點30分7秒,“神舟一號”飛船如期在酒泉航天發射場發射升空。

“神舟一號”的飛行並非一帆風順,科學家和工程師們始終緊繃著神經。修建發射場設施時遇到了很多困難;合練之後接近發射時,飛船測試中出現定向陀螺儀的問題,竟不得不拆開飛船的防熱大底來檢修故障;最後為了避開獅子座“流星雨”又進行了延期。整個發射可謂是幾經波折。

另一件大事是在飛船接近返回時突然不執行北京航天指揮控制中心發出的數據注入指令,如不採取措施,飛船將因失控而偏離軌道,返回就會失敗。事情開始於第13圈飛行,第一次是渭南測控站向飛船注入返回控制指令沒有成功,隨後青島測控站第二次嘗試仍然沒有成功。“神舟一號”很快飛臨日本海上空,位於太平洋上的“遠望二號”測量船第三次向飛船注入返回控制指令,仍然沒有成功!

很快,“神舟一號”飛船進入第14圈,即最後一圈,給飛船注入返回指令也只剩“遠望三號”測量船的最後一次機會,注入指令的時間只有47秒,如不採取措施,飛船將因失控而偏離軌道,導致返回失敗。

當時飛控大廳內,氣氛陡然凝固。北京飛控中心副主任李劍接到命令,被要求迅速拿出應急方案。短短30分鐘內,他與同事仔細分析測控計劃,快速完成故障分析、測控條件計算,提出故障排除方案,並進行數據注入仿真驗證。最終,他在距離飛船返回程序啟動僅剩最後10秒時成功注入應急數據,使飛船按預定計劃順利返回著陸場。這是真實版的“最後一秒拯救世界”。

“嫦娥一號”在月球背面看到了什麼

2007年10月24日18時05分,中國首顆月球探測衛星“嫦娥一號”從西昌衛星發射中心騰空而起,在經過近20天的飛行後,於11月7日準確進入環月工作軌道。11月26日,“中國首次月球探測工程第一幅月面圖像”公佈。12月11日,“嫦娥一號”衛星搭載的CCD相機對月球背面進行了成像探測,並獲取了月球背面部分區域的影像數據。這些月球背面部分區域影像數據具有重要的意義,其中包括月球背面一個典型的輻射線撞擊坑和“萬戶”撞擊坑。同時,這也表明“嫦娥一號”衛星的飛行、有效載荷的管理、地面測控與通信、數據接收與處理等,一切工作正常。

“嫦娥一號”獲取的數據,再次證實了人類此前對月球背面的基本認知。月球背面與正面在地貌上的主要不同在於,月球背面月陸(也稱高地)分佈面積廣,缺乏大型的月海盆地,只有三個較小的月海(東海、莫斯科海和智海)位於月球背面,而90%的月海分佈在月球正面。由於月陸比月海的年齡要老,月陸表面撞擊形成的月坑的密度比月海要大,所以在月球背面月坑較多。月球正面月海帶周圍圍繞著許多山脈,如阿爾卑斯山、亞平寧山等,而月球背面幾乎沒有明顯的山脈。

“天舟一號”有何特殊之處

2017年4月20日,我國首艘貨運飛船——“天舟一號”在海南文昌航天發射場發射成功。“天舟一號”的個頭比“天宮二號”和“神舟”飛船都要大。“天舟一號”為全密封貨運飛船,採用兩艙結構,由貨物艙和推進艙組成。飛船全長10.6米,物資運輸能力約6.5噸,推進劑補加能力約2噸,具備獨立飛行3個月的能力。

“天舟一號”載貨比達0.48,躋身世界前列。載貨比是指貨物重量佔整個飛船總重量的比例,是考核貨運飛船的一個主要指標,載貨比數值越高,說明飛船運載貨物的效率越高。0.48這個數值也超越了歐洲、日本等地區和國家的現役貨運飛船,使“天舟一號”的運載能力躋身世界前列。

就像汽車在地面行駛需要加油一樣,“太空加油”對於未來我國空間站長期在軌是最關鍵的技術之一。“天舟一號”貨運飛船重要的任務之一就是進行推進劑在軌補加,俗稱“太空加油”。當年4月27日,“天舟一號”貨運飛船與“天宮二號”空間實驗室成功完成首次推進劑在軌補加試驗,標誌著“天舟一號”飛行任務取得圓滿成功。中國人憑藉自己的努力,突破了國外技術壁壘,填補了我國航天領域的空白,使我國成為世界上第三個獨立掌握這一關鍵技術的國家。

(資料來源|讀者報 作者|姜寧 祁登峰 肖婷婷 金兌 )


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