中国航天史上的“一号”们

日前,在“航天放飞中国梦——庆祝新中国成立70周年中国航天成就展”现场,神十一舱返回舱实物、神舟降落伞实物、嫦娥四号任务1∶1着陆器、玉兔二号月球车、“鹊桥号”中继星等几十件珍贵科普展品亮相,吸引了很多人的目光。

自20世纪50年代创建以来,中国航天已经走过了60多年的发展历程。回顾航天事业的发展,无论是研制导弹,还是发射卫星;无论是载人航天、北斗导航,还是探月工程,我们走出了一条有中国特色的航天发展之路。而在中国航天史中,出现过很多“一号”,比如“长征一号”“神舟一号”“嫦娥一号”“天舟一号”……

中国航天史上的“一号”们

▲“天舟一号”货运飞船在长征七号火箭的顶端待发。

起飞前“爆炸”试验,救了“长征一号”

“长征一号”火箭是从1965年开始提出方案,在我国中远程导弹的基础上,研制成功的三级火箭。它的第一次发射是在1970年4月24日,把“东方红一号”卫星送入预定轨道,叩开了太空的大门。

1970年4月初,“长征一号”运载火箭转入发射场进行测试。研制人员绞尽脑汁思考还有哪些细微问题没有想到。此时火箭附近一个闪光灯引起火箭设计师韩厚健的注意,他想到,这个用于外弹道测量照相的闪光灯的闪亮,会不会产生电磁感应,引爆火箭上的上百个电爆管?

为确保万无一失,同为火箭设计师的陈寿椿等人决定做个试验。在中央电视台摄制的电视纪录片《撼天记》中,陈寿椿介绍了试验的惊险历程:“我们把炸弹的两个雷管抽出来,放在门口一个铁桶里……放好以后,搞弹道的人启动闪光灯闪一下,看看有没有影响。‘叮’一闪,‘砰’一下炸了!没想到这雷管有那么大的威力……如果不做那个试验,估计火箭一起飞,就会莫名其妙炸了掉下来。它飞行很正常,但是炸了,还不知道出了什么事。”

通过试验大家才知道,原来闪光灯的确会产生电磁感应,引爆电爆管。于是科研人员在发射前拆下了整个照相机和闪光灯。

4月24日晚,“长征一号”运载火箭成功将“东方红一号”卫星送入太空,科研人员终于松了一口气。后来的火箭上所有电爆管都由敏感型改为钝感型,杜绝了后患。

“东方红一号”卫星为何播送《东方红》

1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。

1965年9月,中科院卫星设计院提出卫星要比各国的第一颗卫星先进一步,即发射一个连续信号。卫星总体组组长何正华认为,苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是嘀嘀答答的电报码,遥测信号是间断的。中国要超过苏联,就必须发射一个连续的信号,且要有中国特色。于是他提出卫星播送陕北民歌《东方红》乐曲,并将卫星命名“东方红一号”的建议。

“东方红一号”的发射时间定在1970年,成功的标志即第一颗人造地球卫星的总体要求是:上得去,抓得住,听得到,看得见。“上得去”就是首先要保证卫星飞上天;“抓得住”就是卫星上天后地面设备能对卫星实施测控;“听得到”就是卫星要播送音乐且能够被地面接收和听到;“看得见”就是卫星在轨飞行时能让地面上的人用肉眼直接看得见。

1970年4月“东方红一号”卫星的成功发射使中国成为继苏联、美国、法国和日本之后,第5个完全依靠自己的力量成功发射卫星的国家。该星不仅全部达到了设计要求,而且质量比前4个国家发射的第一颗卫星质量总和还要超出29.8千克(美国的第一颗卫星只有8.2千克)。

“神舟一号”曾面临失控,最后10秒得到抢救

1999年11月20日,北京时间凌晨6点30分7秒,“神舟一号”飞船如期在酒泉航天发射场发射升空。

“神舟一号”的飞行并非一帆风顺,科学家和工程师们始终紧绷着神经。修建发射场设施时遇到了很多困难;合练之后接近发射时,飞船测试中出现定向陀螺仪的问题,竟不得不拆开飞船的防热大底来检修故障;最后为了避开狮子座“流星雨”又进行了延期。整个发射可谓是几经波折。

另一件大事是在飞船接近返回时突然不执行北京航天指挥控制中心发出的数据注入指令,如不采取措施,飞船将因失控而偏离轨道,返回就会失败。事情开始于第13圈飞行,第一次是渭南测控站向飞船注入返回控制指令没有成功,随后青岛测控站第二次尝试仍然没有成功。“神舟一号”很快飞临日本海上空,位于太平洋上的“远望二号”测量船第三次向飞船注入返回控制指令,仍然没有成功!

很快,“神舟一号”飞船进入第14圈,即最后一圈,给飞船注入返回指令也只剩“远望三号”测量船的最后一次机会,注入指令的时间只有47秒,如不采取措施,飞船将因失控而偏离轨道,导致返回失败。

当时飞控大厅内,气氛陡然凝固。北京飞控中心副主任李剑接到命令,被要求迅速拿出应急方案。短短30分钟内,他与同事仔细分析测控计划,快速完成故障分析、测控条件计算,提出故障排除方案,并进行数据注入仿真验证。最终,他在距离飞船返回程序启动仅剩最后10秒时成功注入应急数据,使飞船按预定计划顺利返回着陆场。这是真实版的“最后一秒拯救世界”。

“嫦娥一号”在月球背面看到了什么

2007年10月24日18时05分,中国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”从西昌卫星发射中心腾空而起,在经过近20天的飞行后,于11月7日准确进入环月工作轨道。11月26日,“中国首次月球探测工程第一幅月面图像”公布。12月11日,“嫦娥一号”卫星搭载的CCD相机对月球背面进行了成像探测,并获取了月球背面部分区域的影像数据。这些月球背面部分区域影像数据具有重要的意义,其中包括月球背面一个典型的辐射线撞击坑和“万户”撞击坑。同时,这也表明“嫦娥一号”卫星的飞行、有效载荷的管理、地面测控与通信、数据接收与处理等,一切工作正常。

“嫦娥一号”获取的数据,再次证实了人类此前对月球背面的基本认知。月球背面与正面在地貌上的主要不同在于,月球背面月陆(也称高地)分布面积广,缺乏大型的月海盆地,只有三个较小的月海(东海、莫斯科海和智海)位于月球背面,而90%的月海分布在月球正面。由于月陆比月海的年龄要老,月陆表面撞击形成的月坑的密度比月海要大,所以在月球背面月坑较多。月球正面月海带周围围绕着许多山脉,如阿尔卑斯山、亚平宁山等,而月球背面几乎没有明显的山脉。

“天舟一号”有何特殊之处

2017年4月20日,我国首艘货运飞船——“天舟一号”在海南文昌航天发射场发射成功。“天舟一号”的个头比“天宫二号”和“神舟”飞船都要大。“天舟一号”为全密封货运飞船,采用两舱结构,由货物舱和推进舱组成。飞船全长10.6米,物资运输能力约6.5吨,推进剂补加能力约2吨,具备独立飞行3个月的能力。

“天舟一号”载货比达0.48,跻身世界前列。载货比是指货物重量占整个飞船总重量的比例,是考核货运飞船的一个主要指标,载货比数值越高,说明飞船运载货物的效率越高。0.48这个数值也超越了欧洲、日本等地区和国家的现役货运飞船,使“天舟一号”的运载能力跻身世界前列。

就像汽车在地面行驶需要加油一样,“太空加油”对于未来我国空间站长期在轨是最关键的技术之一。“天舟一号”货运飞船重要的任务之一就是进行推进剂在轨补加,俗称“太空加油”。当年4月27日,“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室成功完成首次推进剂在轨补加试验,标志着“天舟一号”飞行任务取得圆满成功。中国人凭借自己的努力,突破了国外技术壁垒,填补了我国航天领域的空白,使我国成为世界上第三个独立掌握这一关键技术的国家。

(资料来源|读者报 作者|姜宁 祁登峰 肖婷婷 金兑 )


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