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航天日︱“东方红一号”之前曾有个“曙光号”飞船计划
4月24日是中国航天日。
众所周知,中国载人航天事业走的是发射火箭运载宇宙飞船上天的技术路线,成就举世瞩目。如果稍微梳理一下世界航天史的话,我们会发现,美国、俄罗斯(前苏联)在上世纪五六十年代走的也是宇宙飞船的路子。但是,从上世纪六十年代起,欧美全都放弃了宇宙飞船的技术方案,改为研制并发射航天飞机。到了1980年代,美国的航天飞机成功上天,傲视全球,震动世界。
接下来就有问题了,中国载人航天工程正是在1980年代中期启动的,那时恰好是航天飞机大放异彩、最为风光的时候,中国为什么没有受影响上马搞航天飞机,而选择了“落伍”的宇宙飞船发展道路呢?
鲜为人知的“曙光号”飞船计划
在世界航天发展史上,前苏联拔得头筹。前苏联不仅于1957年10月4日率先发射了世界上第一颗人造地球卫星“伴侣一号”,掀开人类迈向太空的新篇章,而且于1961年4月12日成功发射世界上第一艘载人飞船,将人类历史上第一位航天员加加林送入了太空,开创了人类进入太空飞行的新纪元。
在那个时代激烈的太空争霸中,美国似乎处于下风,美国的第一颗人造卫星是在苏联之后的1958年2月1日发射成功的,其第一次载人航天飞行也是在苏联的加加林上天一个月后进行的,而且还没有成功。美国成功进行首次载人航天飞行是在1962年的2月20日,航天员约翰·格林被送上太空并停留近5小时。而在此之前,苏联人已经于1961年8月6日第二次飞上太空,航天员季托夫在太空中停留了25个多小时。
在美苏太空争霸的刺激下,新中国的决策层和科学家也将目光投向了浩瀚的太空。1958年5月,在毛泽东“我们也要搞人造卫星”的最高指示下,中国人造卫星计划在十分艰难的情况下上马了,历经艰难与波折,终于在1970年4月24日成功发射“东方红一号”人造卫星,震惊世界。
“东方红一号”人造卫星其实,在“东方红一号”成功发射之前,载人航天的前期准备工作就已经纳入中国科学家的研制之中。比如,在人造卫星计划停滞的1960年代初,探空火箭就被保留了下来,探空火箭的研制任务除了试验火箭本身的性能外,另外一项重要任务就是太空生物试验。在世界航天史上,载人航天总是从动物试飞开始的,美国、苏联都不例外,小狗、兔子和猴子都被送上天过。中国的探空火箭就曾在1966年7月把名为“小豹”的小公狗送上离地面70千米的高空,并成功返回。紧接着,又在当年把名为“姗姗”的小母狗送上高空,同样成功收回。
1966年春,国防科委召开了关于载人航天的论证会,周恩来总理在听取汇报之后指出:中国在加快人造卫星研制的同时,宇宙飞船的研制工作也应该逐步开展起来。就这样,中国载人航天计划在逆境中艰难起步。
尽管很快就受到“文革”的冲击,但载人航天事业在逆境中不断前进。科研人员参考美国和苏联的各式飞船,最后决定以美国第二代飞船“双子星座号”为蓝本,设计中国第一艘宇宙飞船。1967年9月,经中央专委研究决定,中国第一艘宇宙飞船定名为“曙光-1号”,钱学森为技术总负责人。1968年1月,钱学森主持召开“中国第一艘载人飞船总体方案设想论证会”,对“曙光-1号”飞船方案进行全面论证,形成飞船初步方案。
1970年4月24日,“东方红一号”人造卫星发射成功。在人造卫星事业取得突破的鼓舞下,国防科委向中央上报了实施载人飞船的方案,报告提出我国第一艘飞船计划于1973年年底发射升空。1970年7月14日,毛泽东圈阅了这个报告,这样,“曙光-1号”飞船的研制正式启动,代号“714”工程。
“曙光-1号”飞船研制任务全面启动,1970年11月召开了“曙光-1号”飞船方案论证会,在钱学森的主持下,两百多名专家出席会议,形成了《“曙光号”飞船总体方案》。次年4月,又在北京召开了由400多名专家参加的讨论会,主题仍是“714”工程。紧接着,空军“宇航员训练筹备组”正式成立,选拔航天员的任务也秘密地迅速启动。当时,航天员被称作宇航员,直到1992年统一改成航天员。1000多名在全国各地的飞行员奉召参加“体检”,经过严格筛选,只有19人成为中国首批航天员候选人。
就在中国载人航天事业紧锣密鼓进行的时候,1971年9月,林彪事件发生,“714”工程被暂停,“载人航天的事先暂停一下,先处理好地球上的事,地球以外的事往后放一放。”就这样,“曙光号”飞船被搁浅。
863计划与载人航天事业的重启
尽管“曙光号”飞船在1971年9月被搁浅,但因选拔训练航天员而成立的航天医学工程研究所却在钱学森的力挺下而得以保住,这为日后重启载人航天任务打下了基础。特别是,中国的火箭发射任务在“文革”中受到了特殊保护,研制任务取得长足进展。1980年5月,中国向太平洋海域发射第一枚远程运载火箭,取得成功。1982年10月,中国首次成功进行了潜艇水下发射火箭试验。1984年4月,“长征3号”运载火箭把我国第一颗试验通信卫星送入地球同步转移轨道。这些成功表明,我国运载火箭技术是过硬的,发射宇宙飞船的技术条件已经成熟。
要谈载人航天事业的重启,就不得不谈著名的863计划。而863计划的诞生,又与当时的国际大背景密切相关。上世纪80年代初,美国总统里根为在美苏争霸中赢得主导权,抛出了一个所谓的“星球大战”计划,直指以航空航天技术为代表的高技术领域。紧接着,欧洲国家抱团,提出了所谓的“尤里卡”计划。邻国日本也跃跃欲试,出台了十年科技振兴计划。一时间,世界主要国家在高技术领域的竞争日趋激烈。
面对国际上高技术的发展和激烈竞争,中国怎么办?有识之士不再被动等待,他们要行动了。1986年3月,王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位著名科学家(四人都于1999年被授予“两弹一星”元勋)联名上书邓小平,提出了“关于跟踪世界战略性高技术发展”的重要建议。邓小平同志旋即于3月5日做出批示:“这个建议十分重要……此事宜速作决断,不可拖延。”
于是,一个代号为“863”计划的国家高技术研究发展计划应运而生。可以说,正是“863”计划的横空出世,改变了中国科技发展的徘徊状态,使中国科技发展一下子找到了明确的方向和目标。也可以这么说,“863”计划的出台,是那个时代中国科技发展进程中的一场及时雨。这场雨虽然来得有些晚,但也浇灌了中国科技界干渴的土壤,让中国科技界迅速恢复元气和肥力。
当时的863计划涉及七大领域,其中第二个主题鲜明是“大型运载火箭及天地往返运输系统、载人空间站系统及其应用”。这两个系统工程既有联系又有区别,各有各的使命。其中,“大型运载火箭及天地往返运输系统”代号863-204,主要是要解决用什么工具往返于天地之间的问题;“载人空间站系统及其应用”代号863-205,目标明确,就是建设空间站,开展空间科学研究。这样,载人航天工程正式重启。
然而,一场激烈的争论也随之而来。
搞航天飞机还是搞宇宙飞船?
载人航天重启振奋人心,一阵热闹喧哗之后,在具体的方案论证上,技术路线之争开始产生。争论聚焦在代号863-204 的“大型运载火箭及天地往返运输系统”这个主题项目上。主要问题是,这个“天地往返运输系统”到底该怎么搞?也就是说,我们要用什么工具往返于天地之间呢?
当时,国际上有先例的“天地往返运输系统”有两种方案:一是飞船;二是航天飞机。如前文所述,无论是前苏联还是美国,他们的第一次载人航天之旅,走的都是发射宇宙飞船的技术路线,宇宙飞船方案也臻于成熟,这是没有异议的。但是,美国自六十年代末实现载人登月之后,就放弃了宇宙飞船的研制,转而着重发展航天飞机;苏联也从六十年代起开始研制航天飞机,欧洲也跟风要研制航天飞机,日本甚至都把“希望号”航天飞机的名字都起好了。到了1980年代,各国航天飞机的研制与发射竞争激烈。这一次,美国人一雪前耻,远远走在了苏联人的前面。
1981年4月,美国“哥伦比亚号”航天飞机首飞成功,而苏联的“暴风雪”号航天飞机也于1988年11月首飞成功。整个1980年代,那绝对是航天飞机最耀眼、最光辉的时代。而中国的航天事业,恰在此时起步。那么,我们该走什么样技术路线呢?在航天飞机大放异彩的时代背景下,“天地往返运输系统”走航天飞机之路的呼声极高。力主航天飞机的意见也很有道理:从飞船到航天飞机是一种技术上的进步;飞船是一次性运载工具,而航天飞机具有重复多次发射等优越性。
正是在这种背景下,竞标“天地往返运输系统”的六种方案中,有五种方案是航天飞机,只有一种方案主张搞宇宙飞船。这种一边倒的意见显然也影响到了决策。1989年8月,航空航天部高技术研究组致函国家 航天领导小组办公室,认为“航天飞机方案”大大优于“飞船方案”,指出:“载人飞船作为天地往返运输手段已经处于衰退阶段,航天飞机可重复使用,代表了国际航天发展潮流,中国的载人航天应当有一个高起点。搞飞船做一个扔一个,不但不能争光,还会给国家抹黑。”
中国要走航天飞机的技术路线,似乎就要尘埃落定了。然而,很快峰回路转,钱学森再次在历史发展的关键时刻,起到一言九鼎的作用。
钱学森建议宇宙飞船方案
国家航天领导小组在向中央报告航天飞机方案的同时,也呈送了一份给已退居二线的时任中国科协主席的钱学森。钱学森只在报告上写了“应将飞船案也报中央。”就是钱学森的这九个字,迅速改变了几乎已经板上钉钉的航天飞机技术路线。
钱学森钱学森是学飞机出身的,他的硕士、博士学位都是研究飞机的,“卡门-钱近似”公式就是著名的飞机理论,在空气动力学领域具有重要地位。作为学飞机出身的专家,钱学森当然清楚航天飞机更先进、可以重复发射等优点,但钱学森也很了解中国国情。航天飞机高度复杂,是由200多万件零件组成的高度复杂的航天器,非当时的中国科技条件所能企及,而且研制航天飞机需要巨额资金。钱学森认为,作为一个发展中国家,中国搞载人航天,还是应该走飞船之路。飞船是一种经济性好、技术难度不大而且很成熟的运输器,中国已经掌握了返回式卫星的回收技术,完全可以用于飞船回收,因此搞飞船是符合中国国情的。
在钱学森的建议下,航空航天部组织了“航天飞机与飞船的比较论证会”,经过思想的碰撞和务实的分析,专家们逐渐取得一致意见,中国是载人航天工程,要从飞船起步!
1990年5月,863-204专家委员会最终确定了“投资小,风险也小,把握较大”的飞船方案。1992年1月,中央专委专门研究我国载人航天重大专项,会议决定:“从政治、经济、科技、军事等诸多方面考虑,立即发展我国载人航天史必要的。我国发展载人航天,要从载人飞船起步。”1992年9月,中央政治局常委会会议讨论同意了中央专委《关于开展我国载人飞船工程研制的请示》,正式批准实施我国载人航天工程。中国载人航天工程正式进入工程研制阶段,直至今日之辉煌。
必须深刻认识到,钱学森的眼光是深邃锐利的,党中央决策搞载人飞船而不是航天飞机,是完全正确的。下面让我们来看看曾经风光一时的航天飞机的下场。
美国每架航天飞机的设计寿命应是20年、100次发射,但美国的5架投入使用的航天飞机总共才发射了100多次,每次发射的成本也被实践证明远远高于设计之初。此外,机毁人亡事件的一再发生更是令人惊慌错愕不已,美国有14名航天员在航天飞机失事中丧生。
俄罗斯制造了3架航天飞机,然而仅飞起过一次,因为飞行成本太高,到了九十年代根本就飞不起来了。
欧洲抱团搞的小型航天飞机,研制方案一变再变,进度一拖再拖,经费一再增加,最后只好下马。
20世纪末,俄罗斯和欧洲,在技术、安全和经济等多重压力下,航天飞机计划纷纷下马。
进入21世纪,曾经不可一世的美国航天飞机也逐渐偃旗息鼓。2004年,美国总统布什发表演讲,宣布航天飞机在2010年停飞。2010年9月,美国航天飞机进行了最后一次飞行。之后,美国的“航天飞机时代”正式结束。笔者对当时万人空巷观看航天飞机落幕表演的电视画面,至今记忆犹新。
回过头来再看中国。在坚定搞宇宙飞船的正确技术路线下,中国的“神舟”系列载人飞船接连成功,令世界称赞;而在此基础上的“天宫”空间站、“天舟”货运飞船也相继成功,更是惊艳世界。
中国航天,已后来居上。
(本文作者系上海交通大学科学史与科学文化研究院副研究员)
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