Astronomy 版 (精华区)

发信人: reise (旅行), 信区: Astronomy
标  题: 中国大飞跃 
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年12月09日21:22:39 星期二), 站内信件

　　中国成功将航天员送入太空，成为太空领域新的超级力量。

　　中国第一艘载人飞船“神舟”五号，搭乘1名航天员杨利伟于今年10月15日上
午9点整成功发射。这艘9米长的飞船配备了两对太阳能帆板和四台主引擎，设计搭
载3人。这次载人 
航天飞行的成功，意味着中国成为继俄罗斯和美国之后，第三个将载人飞船送入太
空的国家。

　　“神舟”五号载人飞船的发射地点，位于中国西北边陲戈壁滩上的酒泉卫星发
射中心，它长9.2米，总重7790千克。今年10月15日上午9点整，中国通过发射“长
征”2号F型火箭将“神舟5号”送入地球轨道。此前，4艘更早的“神舟”号飞船已
经完成了地球轨道飞行。与这些无人飞船不同，“神舟”五号搭乘了1名年轻的中
国军方航天员，成功完成了载人航天飞行，使中国成为第三个将人类送入太空的国
家。太空时代以来，尽管已经有来自36个国家的航天员进入过太空地球轨道，但他
们乘坐的都是美国或俄罗斯的航天飞机。中国在自己的载人航天发展计划中，学习
并采用了由俄罗斯和美国首先开发的一些技术。“神舟”五号的很多特征都为太空
专家所熟悉。乍一看，它就像是比俄罗斯“联盟”号(Soyuz)飞船稍大的翻版。但
是，中国航天局自行研制了其中一些关键系统，而且“神舟”五号在某些方面的技
术要优于“联盟”号。

　　“神舟”五号的首次载人飞行具有深远的外交意义。除了提高中国的国际威望
之外，中国希望这项计划能促进本国航空航天、计算机和电子工业的进步。首次行
动的成功，使中国将有可能在地球轨道建立自己的空间站。不出十年，中国在太空
领域的作为可能远远超过俄罗斯和欧洲航天局。而且，如果中国成为继美国之后最
重要的太空力量，那么，全新的“太空竞赛”也许就近在咫尺了。

　　“神舟”五号的秘密

　　中国的太空雄心要追溯到1970年，当时，长征号运载火箭将中国首颗人造卫星
送入地球轨道。这颗直径1米的卫星在绕地球运行时，播放着爱国歌曲“东方红”
。1990年代初期，江泽民主席批准了中国载人航天工程启动，这项决策引发了声势
浩大的研制高潮，很多方面不亚于美国NASA在1960年代开展的“阿波罗”登月计划
。在酒泉，这个中国3个导弹卫星发射中心之中最老、最大的发射中心，一座新的
火箭组装大楼和发射台按时建成，并且已经于1999年首次完成了无人“神舟”号飞
船的飞行。尽管监督计划实施的中国空间技术研究院，在诸如航天员的训练等很多
方面采取保密措施，关中国媒体还是刊登了载人飞船的许多技术细节。

　　“神舟”号包括三个舱。航天员将呆在咖啡杯形状的返回舱中(按照NASA的说
法，叫做返回舱)。这里有座椅(起飞时航天员可以水平躺在上面)、控制板等等。
与返回舱前端相连的是筒型加压的轨道舱，这里为航天员提供额外的工作空间。返
回舱后端是圆柱形的推进舱，火箭引擎和电力系统就安装在这里，它还配备了一对
总面积为24平方米的太阳能帆板。

　　运载火箭的正式名称是“长征”二号F型火箭，还有一个富于诗意的名字叫“
神箭”。它是“长征”二号E型(由中国军用导弹发展而来的液体运载火箭)的升级
，具有运载载人飞船的可靠性。与同系列运载较重负荷的其他运载火箭类似，它在
原先4个主引擎的基础上，又增加了4个捆绑式火箭助推器。所有的火箭都使用液体
四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂，而不是NASA航天飞机的主引擎所使用的液氢燃
料，它虽然更有效但也更麻烦。“神箭”的发射推力为60.4万千克力，介于“联盟
”号的标准助推器(41.1万千克力)和“土星”1B型运载火箭(74万千克力)之间，后
者运载过几艘“阿波罗”航天飞机进入地球轨道。

　　“神舟”五号的飞行路径与前四艘无人飞船相同。在起飞之后，火箭朝东飞行
，经过位于青岛(这里有新建的测控站)的中国海岸线，然后以最大5倍于重力的加
速度飞越黄海。飞船一过日本九州岛南部，就联络上大型测控船，并很快达到大约
每秒8公里的轨道速度。“神舟”五号轨道倾角大约为42度，相对于国际空间站的
52度轨道倾角，更靠近赤道。

　　2001年1月10日，“神舟”二号无人飞船在夜晚发射。两截式“长征”2F火箭
底部有四个捆绑式助推器，为火箭增加了推力。

　　为返回地球，“神舟”首先要抛弃轨道舱。接着，推进舱将启动一台小型减速
引擎，以便将载人飞船的速度降低到大约每秒200米。这时，地球重力可以将飞船
拉到高层大气层，而空气阻力使它的速度进一步降低。由于预定着陆场位于酒泉卫
星发射中心东部约500公里处的内蒙古四子王旗，飞船还在半个世界之外的南大西
洋上空时，引擎就开始制动了。减速之后，轨道舱和返回舱分离，轨道舱在大气中
焚毁，而返回舱底部配备防热大底，它可以抵挡返回大气层时的高温，保护航天员
不受伤害。

　　“神舟“五号的着陆程序沿用了“联盟”号和“阿波罗”号飞船的模式。经过
较大负加速度的减速之后，返回舱在低层大气中自由落下，在距离地面30公里高处
张开漏斗形减速伞，接着打开更大的主降落伞，然后抛弃沉重的防热大底。通过触
发返回舱底部的一组制动火箭，减缓它在大草原的落地撞击。着陆场守候在的搜索
救援队立即奔向着陆点，接回航天员。

　　“联盟”号的翻版

　　第一艘测试用无人飞船“神舟”一号于1999年11月20日发射，在轨道中飞行了
不到一天的时间。在此后的三次飞行中(分别于2001年1月10日、2002年3月25日和
2002年12月30日发射)，每次飞船都在轨道上运行了一周时间，以便测试更多、更
为精密的硬件设备。据报道，“神舟”二号还搭载了猴子、狗和兔子以测试飞船的
生命支持系统。据称，“神舟”四号已经具备了载人能力，具有搭载3个人所需的
全部装备。事实上，据报道，飞行员在返回舱内参加了倒数计秒，仅仅在起飞前数
小时才离开飞船。

　　由于“神舟”在外观上与“联盟”号类似，许多观察家得出结论，认为中国的
载人飞船是一架复制品，只不过做了少量改动。英国《简氏航空指南》( Jane's 
Space Directory)的编辑David Baker认为：“‘神舟’在相当程度上就是一艘‘
联盟’号，可以说它是现货供应的。”但是，《中国航天计划：从概念到未来能力
》的作者Brian Harvey批判了这种观点。在谈到低技术太空船和广泛模仿别国设计
问题时，Harvey说，“对于中国的太空计划，存在很多误解。它很大程度上反映了
西方传统偏见，认为中国不可能掌握这种技术。我认为，应该去看看这些年来中国
实施他们计划的方式，缓慢、耐心、谨慎、有纪律性地推进，仔细挑选技术方案，
他们的确借鉴了别国技术，但只是在很有限的范围内。”

　　大多数中立派专家都同意这种观点。有些报告表明，尽管中国曾经想购买一架
功能齐全的“联盟”号飞船以供研究，但俄罗斯的开价太高，这项交易只得作罢。
中国购买的航天飞船是精简版，缺少很多关键系统。另外，中国至少获得过一架在
太空时代初期坠落在其境内的无人“联盟”系列飞船。

　　“神舟”五号的三舱设计是一种合理安排，这种设计40多年前由美国和苏联的
研究小组独立开发的。“神舟”五号不像现在的“联盟”号，更像早期“联盟”号
和“阿波罗”号的设计。它的返回舱与“联盟”有几分相似，其他舱则与俄罗斯和
美国的设计完全不同。它的轨道舱有四台主引擎，而“阿波罗”号的轨道舱只有一
台，“联盟”号有一台主引擎和一台备用引擎。而且，“神舟”的大型太阳能帆板
产生的电能是俄罗斯系统的好几倍。另外，与“联盟”号不同的是，中国的轨道舱
自带了太阳能帆板，并有独立的飞行控制系统。在返回舱将航天员送回地球之后，
轨道舱仍然可以作为无人控制微型实验室，在太空独立运行。

　　中国完全仿制的一个例子是宇航服，在飞行期间万一座舱出现空气泄露，它可
以保护航天员。3名航天员返回地球时，死于意外的座舱泄压事故，于是1972年俄
罗斯采用了这种称作“Sokol”的救生服，它的设计更为复杂，可用于太空行走。
中国需要具有类似功能的宇航服，因此，在获得“Sokol”的设计样本之后，他们
进行了全盘仿制，从缝纫到色彩设计。

　　中国政府没有隐瞒这些技术引用。新华社2002年的某期《嘹望》杂志刊登了一
篇关于中国空间计划的文章，其中写道：“中国和俄罗斯在1996年签署空间合作协
议之后，两国在对接系统安装、试验太空船、飞行控制、维生系统，以及载人航天
的其他领域展开了卓有成效的合作。俄罗斯空间技术的开发经验，对于中国具有非
常重要的启迪意义。”

　　中国在提到对接系统时尤其坦诚。尽管多年来，俄罗斯和美国各自使用不同的
对接系统来连接轨道中的太空船，“神舟”的照片显示，中国选择了俄罗斯的
APAS-89系统。它有一个直径为80厘米的加压通道，四周布满了倾斜的金属瓣，能
使两个采用相同设计的太空舱互相对接。APAS-89最初是为俄罗斯和平号空间站开
发，后来用于对接NASA的航天飞机和国际空间站(ISS)。尽管中国的主要兴趣在于
将太空船与自己的小型空间站对接，但是采用APAS-89系统意味着“神舟”号还可
以与航天飞机和国际空间站进行对接。

　　“长征”号的征程

　　“长征”运载火箭的发展也反映出中国的策略，它源于以前科研及商业用途的
火箭，但已进行了相当的改进。据“长征”2F运载火箭的总设计师刘竹生称，它的
可靠性达到97%，也就是说，每100次发射只可能出现三次失败。(未经改进的长征
运载火箭的可靠性为91%。)而且，万一发射出现事故，“神舟”可以与火箭助推器
分离。刘竹生去年1月在接受新华社记者采访时，介绍了一种新的故障诊断系统，
用来监视助推器的状态，而且在必要时，可以启动备用装置或者启动逃逸系统。他
说，逃逸系统可以保证航天员逃生的成功率为99.7%。

　　1960年代初期，NASA牵引火箭计划中为发射“水星”号开发了逃逸系统，后来
又被“阿波罗”号和“联盟”号太空飞船的设计者们所采用，“神州”五号的逃逸
系统也是以此为基础。“神舟”号前端逃逸塔上安装了一组固体推进剂火箭，万一
发生事故，可以使飞船脱离助推器，然后，借助降落伞着陆。从起飞前15分钟到起
飞后160秒(此时飞船已经到达距离地面110公里的高空)，固体推进剂火箭都处在准
备状态。

　　在接受人民日报社采访时，运载火箭系统总指挥黄春平向记者展示了助推器的
模型。它的有效载荷整流罩上有4个栅格翼，环绕着“神舟”号，用来保持“神舟
”号逃离助推器时的稳定。他解释说：“这是逃逸系统中最困难的部分，我们曾经
咨询俄罗斯专家，但是他们要价100 0万美元，最终是依靠自己的力量解决了。”
这以后的大多数“神舟”系统，都是沿用这种模式:研究前人工作，然后独立设计
实际飞行器。

　　航天员是“Astronauts”还是“Taikonauts”？

　　中国的确在训练航天员上接受过俄罗斯的帮助。作为两国1996年合作协议的一
部分，两名中国军方飞行员(吴杰和李金龙)在位于莫斯科外卫星城的加加林航天员
训练中心接受训练。据报道，他们负责中国侯选飞行员的训练计划。后来，中国又
挑选了另外12名飞行员，组成中国第一支航天员小组。去年1月，香港报纸提名成
龙为首次载人飞行的首选人。

　　中国航天员都是受过大学教育的年轻喷气机飞行员，拥有超过1000小时的飞行
经验。和“联盟”号一样，“神舟”的座舱空间很有限，因此对身材有要求：航天
员都要低于170厘米，体重不超过65公斤。对于中国航天员的称呼仍然争论不休：
一位中国太空爱好者发明了“taikonaut”这个词，源自“太空”的汉语拼音“tai
 kong”，而中国官方和报纸更喜欢用“航天员”。

　　2002年4月1日，“神舟”三号的返回舱在内蒙古着陆，搜救队员赶往现场。这
艘无人飞船在地球轨道上停留了一周。

　　在“神舟”任务的准备过程中，中国大力改善了用于航天研究和训练的设施。
北京西北郊唐家岭的航天城里新建成了航天员训练中心，拥有压力舱、飞行模拟器
、离心机和着陆冲击塔，并配有航天员教室和医疗设施。这里的空间技术研制试验
中心配备了飞船设备厅、航天环境模拟器(包括世界第五大真空室)和振动测试设备
。“神舟”五号的指挥控制中心也坐落在这里。

　　除此之外，中国还拥有4艘用来跟踪火箭和飞船的远洋船。这些“远望”号测
量船部署在太平洋上来监测军方的导弹发射试验，在印度洋上来指挥卫星进入同步
轨道。这次，它们被派遣到南大西洋、印度洋和南太平洋，以支援“神舟”五号的
飞行。俄罗斯曾经使用过类似的舰队，但是由于预算制约，不得不在1990年代将其
舍弃。中国没有购买俄罗斯的测量船，而是自己建造。

　　“神舟”五号返回地球经过南大西洋上空时，需要执行一些关键的地面控制，
因此中国在2000年与非洲纳米比亚签订了协议，在斯瓦科普蒙德附近建造了一个陆
地测控站。工程于2001年初动工，年底完成。5名工作人员常驻于此，在执行任务
期间，职员人数将增加到20名。该测控站位于“神舟”返回轨道的正下方，由于飞
船与国际空间站的轨道倾角不同，纳米比亚基地不能跟踪从国际空间站返回的飞行
。这些安排表明：尽管“神舟”与空间站的对接系统相吻合，但中国近期还没有兴
趣访问它。

　　中国的目标

　　1999年“神舟”号无人试验飞船首航成功，大大激发了中国人的民族自豪感。
《人民日报》赞美其为“航天史上的里程碑，震撼世界！”但是考虑到“神舟”计
划的花费巨大，据官方称，当时已经用了人民币190亿元(23亿美元)，中国所期望
的当然不仅仅是给人“感觉良好”的大字标题。政府希望借助载人航天计划的成功
，提高中国的国际地位以及高科技输出的声誉，赋予中国更强大的外交和商业能力
。而且，中国将航天技术视为迅速追上西方国家和日本技术水平的关键。国务院新
闻办公室在2000年发行的白皮书中称，航天事业是“国家整体发展战略的重要组成
部分”。《现代兵器》杂志(军事技术研究所月刊)2000年第6期刊登的一篇文章指
出：载人航天计划“将提高我国计算机、航天材料、制造技术、电子设备、系统集
成和测试等领域的水平。”文章还提到：飞船导航、推进、维生及其他子系统的开
发经验，可以应用到“具有军事和民用双重用途的项目”。

　　中国计划依靠相对薄弱的技术基础，构建一支不寻常的独立航天力量。与美国
广泛发展航空技术的各个领域不同，中国集中于那些能够与其他国家竞争，取得优
势的领域。在《中国日报》2000年4月的一篇文章中，中国国家航天局局长栾恩杰
解释说：“国家的财力有限，工业基础和技术基础还很薄弱，我们不具备在航天各
个领域全面赶超世界先进水平的实力。”

　　尽管还远远不能挑战美国在航天领域的地位，中国有着更切合实际的目标。如
果说新的太空竞赛已经开始，那么中国将处于第二位。自1990年代以来，俄罗斯的
空间计划已经淡出，目前仅仅依靠向西方客户大量出售来维持其空间能力。中国的
GNP总值(译注：GNP是一年当中由本国国民在国内外新生产的商品与服务的附加价
值总和。)和国家预算是俄罗斯的五倍，要做到经费投入超过在太空竞赛上美国的
前任主要对手，并不是什么难事。但是中国不打算太过嚣张。中国过去十年在“神
舟”项目上花费了23亿美元，这仅略微超过NASA每年用于航天飞机费用的一半。中
国航天计划的萌芽开始让欧洲航天局(ESA)黯然失色，他们在发射无人商业卫星领
域处于世界领先水平，但从来没有将航天员送入地球轨道。ESA各成员国政客们觉
醒了，开始追加航天研究预算。航天专家兼作家Harvey认为：在未来五年内，中国
将可以挑战欧洲的年发射率(大约每年发射10次)。他还指出：“欧洲的发射主要用
于商业和科研，而中国将主要集中在包括气象和侦察卫星等应用和载人计划方面。
”2001年，已退休的欧洲航天局科学计划前主任Roger-Maurice Bonnet称，欧洲政
府必须做出政治决策，投入更多经费来维持欧洲在航天研究领域世界第二的地位(
仅次于美国)。他警告说：否则，中国将在10年内超过欧洲。

　　许多航天专家都认为中国有追赶欧洲和俄罗斯的想法是完全可能的。Joan 
Johnson-Freese说：“中国当然有推动其航天计划的政治决心。”他曾为亚太安全
研究中心的专家，目前在美国海军军事学院工作。“(中国)认识到美国和前苏联在
1960年代竞相发展航天技术，给提高国家在国内外声望方面带来了各种好处，也正
是由于技术、工业、经济的利益促使欧洲随后进入了太空。”

　　中国航天官员已经为首次载人“神舟”行动安排好后续计划，足以见证其决心
。中国航天科技集团公司总经理张庆伟今年1月份告诉《人民日报》的记者：“轨
道舱可留在轨道上数个月，继续进行空间科学探测和技术试验，为今后我国载人航
天工程建设实施第二步---飞船和空间飞行器交会对接的突破奠定基础。”观察家
们普遍将这句话理解为：在不久的将来，“神舟”号载人飞船将与“神舟”五号留
在太空的无人轨道舱汇合并对接。

　　一旦具备这种能力，中国将会进行“神舟”与小型空间站实验室的对接。前面
提到《嘹望》杂志2002年的那篇文章描述了这一发展计划：“载人航天获得成功之
后，中国将立即发射一座试验舱，可供航天员短期停留。”其他报道描述试验舱为
：“允许人类短期停留的实验室”。接下来，将会把一个可供长期停留的空间站送
入地球轨道。去年1月，一些未透露姓名的官员向新华社记者提供了更多背景资料
：“中国下一步将努力在载人飞船和航天器的对接技术上实现突破，并发射空间实
验室。在这之后，还将建立一个长期载人空间站，解决与大范围空间科学试验和应
用技术相关的问题，并为人类和平开发外空间做出贡献。”

　　专门研究俄罗斯和中国技术的英国航天顾问Phillip S. Clark预计，在未来两
年之内，中国可能要发射一座12至14吨重的小型实验室。他还预测，在2006或
2007年，中国将会把更大的空间站送入轨道，它相当于1970年代和1980年代俄罗斯
发射的“礼炮”号空间站。最后，他相信，中国将开始研究轨道组装与130吨重的
俄罗斯“和平”号结构类似的空间站。

　　此外，中国已经加速布署通信、气象、导航以及航天研究用无人卫星。中国官
方也在讨论到2010年时，实现小型遥控飞行器的登月计划。有些西方媒体曾报道，
中国还想将航天员送上月球，但这来自非官方消息，也可能因为翻译有误。一次载
人登月飞行要比“神舟”计划昂贵许多倍，但回报却不见得高很多。

　　根据Harvey等航天专家的观点，将航天员送入地球轨道已经足以让世界对中国
刮目相看。“这会让人产生中国已经成为太空超级力量的感觉，”他说。“如果中
国发射自己的‘礼炮’号空间站，全世界尤其是亚洲地区将为之震惊。”中国航天
计划的目标与美国、俄罗斯或欧洲存在明显不同。从已经建好的硬件设备和基础设
施来判断，在可以预见的将来，中国显然打算走一条自己的道路来发展航天事业。

 

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