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标 题: 中国载人飞船工程概述
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Dec 16 18:07:37 2003), 站内信件
邸乃庸
(中国载人航天工程办公室)
1 中国为什么要搞载人航天工程
□□现代航天事业自1957年第一颗人造卫星上天至今只有短短的几十年时间,在这几
十年中,航天技术为人类社会的快速发展提供了强大的动力,使这几十年的发展程度超越
了过去几百年的发展。而载人航天已经逐渐显示出更为强劲的发展趋势,其意义越来越明
显,世界大国都在倾力加入这个行列。
1.1 国家地位需要
载人航天技术属于世界上综合性较强的科学技术带动工程,是一个国家科学技术发展
程度的集中反映和具体体现,它对当今世界的政治、经济和科学技术等诸多方面具有重大
影响,已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。所以,在载人航天领域占有一席之地
,对提高我国的国际威望和国际地位具有重要意义。
1.2 民族振兴需要
20世纪60年代在我国相当困难的时期,中央下决心自力更生地发展了导弹、原子弹和
人造卫星,从而掌握了世界尖端科学技术和尖端武器技术,使我们在世界上有了自己的位
置。它所造成的影响决不仅仅限于导弹、原子弹和卫星本身,而是深入到国家力量、国家
地位、国家经济实力和民族凝聚力,在政治、经济、军事和科学技术等领域表明国家整体
的形象和力量。如果我们当时没有掌握这些世界先进技术,现在我们就会被人看不起,从
而受强国欺辱。载人航天作为具有重大历史意义的科学技术领域,对人类的进步将产生不
可估量的影响,未来太空资源的开发,必然是谁先开发、谁先获取、谁就受益,这无疑将
影响到民族未来的振兴和发展。如果我们不发展载人航天,待载人航天取得重大成果时,
想从技术强国那里取得这种技术,那是根本不可能的。
1.3 经济发展需要
现在人类使用的能源85%依靠煤和石油等非再生资源,纯属消耗性消费,地球上的有
限资源总有一天会枯竭,载人航天能为解决这个人类面临的最主要问题奠定基础。
航天事业发展的前期着重于高远位置资源的利用,通信卫星、资源卫星、气象卫星、
海洋卫星和导航卫星等均是利用高远位置资源有效地为人类社会服务。但是在微重力等其
他太空资源的利用上考虑得不多,而载人航天主要的是利用微重力资源以及其他资源进行
科学和技术实验,改善地面生产工艺,提供在地面重力环境中难以生产或不可能生产的产
品,为人类创造新的财富。
1.4 科学技术发展需要
利用太空微重力、高真空、超净(洁净)、超静(安静)、深冷及太阳能资源,可进
行微重力科学、材料加工、生命科学、生物技术和空间环境等领域的科学技术实验及应用
,使人类更深入地了解被重力掩盖了的、人类从未获得的物理现象本质,推动科学技术的
进一步发展,从而为人类社会的发展提供新的动力。
1.5 军事技术发展需要
过去军事家一致认为,谁取得了制海权、制空权,谁就在军事上取得了主动,就能控
制世界。现在,军事家们一致认为,太空活动在军事上具有特殊重要作用,决定主动权的
关键领域是太空,谁控制了太空,谁就取得了军事上的主动权。如今,"天军"已经作为一
个新军种出现在大国的军队编制中。
1.6 探索未知领域需要
人类世世代代生存在重力环境中,人类的一切活动都离不开重力,一切定理、定律都
是在这种环境中发现、发明的。失重环境是人类从未涉足过的陌生环境,失重环境会产生
什么,会给人类带来什么,是始终在重力环境中活动的人类无法获知的。而天体物理、空
间天文的探索,将为人类揭示宇宙奥秘,获知人类发展的特殊信息,最终解开迄今人类的
许多未知之谜提供依据。
2 中国载人飞船工程的由来
1986年3月,在4位老专家的建议下,邓小平同志批示国务院迅速组织制订我国高技术
研究发展计划。
1986年11月,中央下发了《高技术研究发展计划(863计划)纲要》,其中共列7个发
展领域,而第2个便是航天技术领域,并规定了研究的两个主题项目,一是大型运载火箭及
天地往返运输系统,二是空间站系统及其应用。
1987年4月,原国防科工委组织了863国家高技术航天领域专家委员会,就我国载人航
天的发展开展了论证工作,建议我国载人航天发展的目标为:力争在20世纪末建成初步配
套的试验性载人飞船工程。
1992年1月,中央专委决定由原国防科工委负责,组织进行载人飞船工程的技术和经
济可行性论证。
从1992年1月起,在原国防科工委组织下,开始进行载人飞船工程技术经济可行性论
证,同年7月完成论证,提交了《载人飞船工程技术、经济可行性论证报告》。
1992年9月21日,中央批准中国载人航天工程的第一步-- 载人飞船工程开始实施。
3 载人飞船工程指导思想
(1) 在确保安全可靠的前提下,从总体上体现中国特色和技术进步。载人飞船工程是
一项庞大而复杂的系统工程,必须把安全性和可靠性放在首位,并要贯穿到论证、设计、
研制、生产和试验的全过程。
(2) 力求总体优化。既要使载人飞船工程及其主要系统的总体技术指标与性能体现中
国特色与技术进步,又不片面追求单项技术的先进。
(3) 坚持独立自主、自力更生的方针,同时积极地搞好技术引进、国际测控联网和国
际救援等国际合作。特别要注意吸取和借鉴国外的经验教训,力求少走或不走弯路。
(4) 在确定技术方案时,要充分采用成熟技术及其延伸技术,对于那些无法回避的不
成熟技术和新技术,要对其难度、研制周期和涉及面大小及对整个工程的作用等进行实事
求是的论证。
(5) 要贯彻大力协同、勤俭节约的原则。在载人飞船工程的设施、设备建设中,要充
分考虑全行业乃至全国的设施、设备情况,避免重复建设、重复设置。非搞不可的,要进
行技术经济可行性论证。
(6) 注意兼顾后续任务。在确定载人飞船工程及其各系统技术方案时,以及技术基础
建设、技术改造与更新项目时,要为今后发展留有余地。
4 载人飞船工程的实施
载人飞船工程实施专项管理,由中央专委直接领导,原国防科工委(现总装备部)全
面负责工程的组织实施,并设立了专项工程管理办公室-- 中国载人航天工程办公室。
载人飞船工程由航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、发射场、测控通信和着陆
场7个系统构成。工程总体设在总装备部中国载人航天工程办公室,飞船应用系统由中国科
学院有关单位负责研制,载人飞船系统和运载火箭系统由航天科技集团公司有关单位负责
研制,航天员系统、发射场系统、测控通信系统和着陆场系统由总装备部有关单位负责研
制。
上述部门共100多个研究院、所及基地、工厂直接承担了研制建设任务,全国其他领
域和部门的3000多个单位承担了协作配套任务。
载人飞船工程研制分方案阶段、初样阶段、正样(试样)与无人飞行试验阶段和载人
飞行试验阶段共4个阶段进行。在方案阶段确定了工程各系统研制方案,完成了产品模样的
设计、生产与试验,开展了工程地面设施的建设和技术改造;在初样阶段完成了火箭、飞
船和其他产品的方案设计和试验,开展了航天员的选拔培训,完成了测控通信主要设备的
生产、安装和调试,大部分基本建设和技术改造项目基本完成;正样(试样)与无人飞行
试验阶段完成了参试产品的正样生产,进行了4次无人飞行试验;载人飞行试验阶段进行一
次载人飞行。至此,中国载人航天工程的第一步-- 载人飞船工程全部完成。
5 载人飞船工程技术方案和特色
5.1 工程总体方案
(1) 建立航天员选拔培训中心,补充完善航天员选拔、培训和医务监督、医务保障的
基础设施,从空军现役战斗机飞行员中选拔首批航天员,对航天员进行培训,研制舱内航
天服和医监医保等船载设备。
(2) 以对地观测、空间生命科学与生物技术实验、空间材料科学与材料加工实验为飞
船应用重点研制实验设备,并组建有效载荷应用中心。
(3) 载人飞船额定乘员3人,自主飞行7天,由轨道舱、返回舱和推进舱3个舱构成,
轨道舱置前,返回舱居中,推进舱在后,设置两对太阳电池翼,以普通圆顶降落伞回收,
轨道舱可以留轨利用,并能作为交会对接试验的目标飞行器。
(4) 以长征-2E运载火箭为基础进行改进。它为两级半运载火箭,使用四氧化二氮、
偏二甲肼推进剂。其改进集中于提高可靠性和安全性,形成适于发射载人飞船的高可靠性
、高安全性运载火箭。
(5) 在总装备部酒泉卫星发射中心建立载人航天发射场,充分利用中心的条件和测试
发射队伍,建立一个相对集中的测试、发射区,采用"垂直总装、垂直测试、垂直转运"和
远距离测试发射方案。
(6) 在原有卫星测控通信网的基础上,增加S波段统一系统测控通信设备,建设北京
指挥控制中心,形成北京、东风、西安3个指挥控制中心,5个固定测控站,4个活动测控站
及4艘远望号测量船构成的载人航天测控通信网。
(7) 建设一个主着陆场和一个副着陆场,主着陆场与副着陆场的不利气象相关性很小
,主着陆场设在内蒙古自治区中部大草原,副着陆场设在酒泉卫星发射中心南面,并在上
升段陆上及海上设置若干应急救生区。
5.2 技术特色
5.2.1 高可靠性
运载火箭和载人飞船设置了多种冗余、容错及系统重构措施,将航天器的可靠性提高
到世界最高水平。
5.2.2 高安全性
从航天员进舱至返回着陆的各个阶段,都采取了许多保障航天员安全的措施,工程的
安全性达到世界最高水平。
5.2.3 载人和运货双重功能
载人飞船在载人的同时,能够携带大量有效载荷,兼有载人和运货双重功能。
5.2.4 具备在太空进行科学实验能力
载人飞船上试验条件完善,具有有效载荷公用系统,可以支持各种对地观测和空间科
学实验项目。
5.2.5 飞船轨道舱具备在太空运行半年的能力
载人飞船任务完成后,轨道舱具有留轨继续运行半年的能力,可以支持有效载荷继续
进行飞行试验。
5.2.6 采用先进的测试发射模式
采用"垂直总装、垂直测试、船箭组合体整体垂直转运"及远距离测试发射控制模式;
强化技术区工作,简化发射区工作,具有在发射工位3天即可发射的能力。
5.2.7 建立统一S波段测控通信网
在原有测控通信网的基础上,建立统一S波段测控通信网,并将测控通信覆盖率提高
一倍;建立北京航天指挥控制中心,对飞行任务进行统一指挥控制。
5.2.8 独特的海上应急救生
利用载人飞船的机动能力,将上升段海上长达上万千米的应急救生区域,缩短为3个
区域共2000km。
5.2.9 具备地、空、天立体搜索手段
载人飞船返回舱和地面搜索救援系统,具备地面车辆、空中飞机和通过卫星进行搜索
的若干手段,能够及时发现并确定返回舱落点位置。
5.2.10 以拟人装置模拟人的新陈代谢
在无人飞船飞行试验期间,以能够模拟人新陈代谢的拟人装置,作为飞船座舱环境控
制和生命保障系统的考核载荷,验证座舱环境的保障情况。
5.2.11 形体假人
以模拟人形体的假人获取无人飞行试验中与航天员有关的力学数据,为评估在全部飞
行过程中的航天员力学生存环境提供依据。
5.2.12 高水平科学实验
研制了一批高水平或世界先进水平的对地遥感、太空科学和技术实验设备,获得了众
多重要试验成果。
5.2.13 较强的后续支持能力
载人飞船人货同运的能力,为我国载人航天第二步的实施创造了条件;载人飞船轨道
舱留轨独自运行可作为交会对接飞行试验的目标飞行器;发射场的主要设施适应5m直径大
型运载火箭的测试发射,适应后续发展的基本要求;发射场垂直总装测试厂房设立2个工位
,为交会对接及其以后的载人航天发展创造了宽松条件。
6 载人飞船工程飞行试验
6.1 逃逸救生飞行试验
1998年在酒泉卫星发射中心进行了零高度逃逸救生飞行试验,飞行试验获得圆满 成
功,考核并验证了逃逸救生设计的正确性,运载火箭与载人飞船接口关系的正确性。
6.2 无人飞行试验
自1999年~2003年初,共进行了以下4次无人飞行试验:
1999年11月20日~21日,进行了第1次无人飞行试验,飞行1天,主要是考核运载火箭
工作性能和飞船的返回性能。
2001年1月10日~16日,进行了第2次无人飞行试验,飞行7天,对载人飞船工程各系
统进行全面考核。
2002年3月25日~4月1日,进行了第3次无人飞行试验,飞行7天,再次对载人飞船工
程各系统进行全面考核。
2002年12月30日~2003年1月6日,进行了第4次无人飞行试验,飞行7天,又一次对载
人飞船工程各系统进行全面考核。
这些飞行试验验证了载人飞船工程各系统设计的正确性、相互间的协调性,并使各个
系统获得了宝贵的飞行试验实践经验,为首次载人飞行的成功奠定了良好的基础。
6.3 首次载人飞行试验
载人飞船工程首次载人飞行试验,乘员1人,飞行1天。2003年10月15日9h整 ,从酒
泉卫星发射中心的载人航天发射场起飞,环绕地球飞行14圈,10月16日6h23min,安全着陆
在位于内蒙古自治区中部的主着陆场,飞行试验获得圆满成功。 ■
收稿日期:2003-11-07
国际太空2003.12
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