新華社甘肅酒泉９月２９日電(記者 孫彥新、徐壯志、李惠子)一本厚厚的“太空對接故事”放在手頭，一張和藹可掬的笑臉，５４歲的中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平帶著溫和、自信與從容，于天宮一號即將發(fā)射之際，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心接受新華社記者采訪。
這次天宮一號交會(huì)對接技術(shù)的特點(diǎn)是什么，面臨哪些風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，中國載人航天未來遠(yuǎn)景如何？５年前接替王永志出任總設(shè)計(jì)師的周建平娓娓道來。
跨越：中國航天的最大特色就是少花錢、多辦事、效率高
“中國空間交會(huì)對接技術(shù)的方案，充分體現(xiàn)了中國載人航天工程一貫的優(yōu)勢和特色?！敝芙ㄆ秸f，“美國和俄羅斯當(dāng)年一次試驗(yàn)只解決一個(gè)問題，而我們這次飛行試驗(yàn)除主要任務(wù)交會(huì)對接外，還可達(dá)到３個(gè)目標(biāo)。”
相比美、俄每次都需要發(fā)射兩艘飛船進(jìn)行一次對接，我國一個(gè)目標(biāo)飛行器與３艘飛船先后對接的“１＋Ｎ”模式，減少了２次發(fā)射，顯著降低了成本。
除此之外，這種模式還一并解決了其他３個(gè)問題：一是縮短了空間實(shí)驗(yàn)室的研制進(jìn)程，天宮一號各項(xiàng)性能指標(biāo)瞄準(zhǔn)空間實(shí)驗(yàn)室研制，空間實(shí)驗(yàn)室將主要基于目標(biāo)飛行器技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行研制生產(chǎn)。二是對空間站關(guān)鍵技術(shù)提前進(jìn)行了驗(yàn)證和積累，天宮一號將試驗(yàn)空間站必需的再生式環(huán)控生保技術(shù)中的關(guān)鍵單項(xiàng)技術(shù)，如控制技術(shù)、電源技術(shù)、推進(jìn)劑貯箱技術(shù)等進(jìn)行一定改進(jìn)完善后，可直接用于我國未來的空間站上。三是將在目標(biāo)飛行器上開展多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
４０多年前，美、俄就掌握了交會(huì)對接技術(shù)；１３年前，由１６個(gè)國家參與的國際空間站第一個(gè)艙段也升入太空。作為后來者，中國的差距尚大。周建平說：“我們唯有三步并作兩步，少花錢、多辦事、高效率，才能實(shí)現(xiàn)跨越與追趕。”
挑戰(zhàn)：兩個(gè)高速飛行的航天器交會(huì)對接困難重重
航天器空間交會(huì)對接飛行的科技理論基礎(chǔ)主要是軌道動(dòng)力學(xué)和控制理論，但在工程上實(shí)現(xiàn)絕非易事。國外的成熟技術(shù)從來不賣給中國，我們只能從零開始。
周建平說，這給從未涉足這一領(lǐng)域的中國航天人提出了三大挑戰(zhàn)。
第一個(gè)挑戰(zhàn)是測量。由天鏈一號衛(wèi)星、國內(nèi)外１６個(gè)陸基測控站以及３艘遠(yuǎn)望號測量船組成的測控通信網(wǎng)，具備了對飛船和天宮一號的準(zhǔn)確測定軌和軌道預(yù)報(bào)能力。
當(dāng)兩個(gè)航天器相距只有數(shù)十公里時(shí)，測控網(wǎng)無法對他們的相對位置提供更精確支持，需要航天器之間互相配合，逐步接近。雖然采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的微波雷達(dá)、激光雷達(dá)、圖像測量等技術(shù)，但地面無法完全模擬太空環(huán)境，所以能否有效成功還要通過這次試驗(yàn)來驗(yàn)證。
第二個(gè)挑戰(zhàn)是控制。首先是控制精度，正所謂“失之毫厘，謬以千里”，飛船必須在兩個(gè)飛行器相接觸前，將與目標(biāo)飛行器的橫向偏差控制到若干厘米的范圍。其次，送入太空的每一公斤甚至每一克重量，都是精打細(xì)算、十分珍貴的。如何消耗最少的推進(jìn)劑完成交會(huì)對接，也是對控制策略和方法的重大考驗(yàn)。如果消耗過多推進(jìn)劑，就會(huì)影響航天器壽命，甚至導(dǎo)致失敗。我國自行研制的９自由度地面仿真模擬設(shè)施，被國外同行認(rèn)為是世界上最先進(jìn)的交會(huì)對接地面實(shí)驗(yàn)設(shè)備。然而，美、俄在交會(huì)對接實(shí)驗(yàn)初期的大量失敗表明，地面和太空完全是兩回事。
第三個(gè)挑戰(zhàn)是對接。經(jīng)過復(fù)雜的測量和控制過程后，兩個(gè)航天器終于越挨越近了，這是最緊張的時(shí)候。航天器上的捕獲機(jī)構(gòu)像鉤子一樣，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)飛行器的捕獲。此后，緩沖、拉緊、鎖緊這一系列動(dòng)作必須一氣呵成。稍有閃失，每秒７．７公里高速飛行的航天器就可能會(huì)釀成重大事故。
當(dāng)然，我們采取了很多措施來防范問題的發(fā)生。
風(fēng)險(xiǎn)：交會(huì)對接任務(wù)是載人航天工程實(shí)施以來最大的一次
對于１９７７年考入大學(xué)就與航天結(jié)下不解之緣的周建平來說，風(fēng)險(xiǎn)，始終是他頭腦中思考的問題。
“如果我具體知道哪里有風(fēng)險(xiǎn)，知道哪個(gè)環(huán)節(jié)、哪項(xiàng)技術(shù)最容易出問題，還同意火箭發(fā)射升空，這是絕對不能容許的?！?/p>
周建平說，我們認(rèn)識(shí)到并承認(rèn)交會(huì)對接任務(wù)是載人航天工程實(shí)施以來風(fēng)險(xiǎn)最大的一次。“由于我們從沒搞過、沒有經(jīng)驗(yàn)，由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致我們還有認(rèn)識(shí)不到位的地方，這才是最大的風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>
針對這樣的風(fēng)險(xiǎn)，科技人員采取了諸多手段提高系統(tǒng)可靠性?！笆紫龋谠O(shè)計(jì)上采取備份手段，東方不亮西方亮；采取余裕度設(shè)計(jì)手段，有個(gè)比較大的包容量，能夠包住可能出現(xiàn)的偏差?！?/p>
“其次，我們反復(fù)研究飛行程序和策略，一旦出現(xiàn)想到的和想不到的各種意外情況，也要有手段來應(yīng)對，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)飛行任務(wù)，或進(jìn)入安全模式和保護(hù)狀態(tài)。”
“第三，充分發(fā)揮工程全系統(tǒng)的能力，例如當(dāng)發(fā)生火箭入軌偏差較大的問題時(shí)，用天宮一號的動(dòng)力來彌補(bǔ)；當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)遇到突發(fā)情況，用其他系統(tǒng)的能力來幫忙?！?/p>
歷史上的航天事故，絕大多數(shù)都發(fā)生在事先沒有想到的那一點(diǎn)。周建平說：“我們的指導(dǎo)思想就是在全力以赴保證設(shè)計(jì)正確，保證地面試驗(yàn)驗(yàn)證真實(shí)、充分，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分考慮想到及沒想到的各種意外，做足應(yīng)急預(yù)案?！?/p>
“航天人，就是要勇于面對風(fēng)險(xiǎn)，但絕不盲目冒險(xiǎn)?！敝芙ㄆ秸f。
夢想：中國的空間站愿為全世界科學(xué)家提供平臺(tái)
從神舟一號到神舟七號，從天宮一號到神舟八號、九號、十號，周建平說：“這一切，都在為建設(shè)中國自己的空間站做準(zhǔn)備?！?/p>
下過鄉(xiāng)、當(dāng)過礦工的周建平，或許并沒想到這一生竟然擁抱太空。然而，作為中國載人航天工程的總設(shè)計(jì)師，他個(gè)人最大的愿望是：“建造一個(gè)讓全世界華人自豪和驕傲的中國空間站，造福人類?！?/p>
周建平說：“國家已經(jīng)批準(zhǔn)立項(xiàng)建設(shè)空間站，我們正在進(jìn)行方案論證?！苯粫?huì)對接，是建造空間站必須掌握的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，邁出這一步，空間站指日可待。
空間站可以提供地球上不具備的科學(xué)研究平臺(tái)，其微重力、高真空等條件對材料學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)具有特殊意義，其高位置的優(yōu)勢對地球科學(xué)、外太空探索極有意義，可以獲得很多意想不到的收獲。
“歷史上中華民族為人類文明的發(fā)展進(jìn)步做出了很多卓越貢獻(xiàn)，今天的中國作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，應(yīng)該為人類探索太空和科學(xué)進(jìn)步做出新的更多貢獻(xiàn)。”周建平說，“中國的空間站，不僅是中國的國家級太空實(shí)驗(yàn)室，也會(huì)敞開大門為世界各國科學(xué)家提供平臺(tái)，為世界科學(xué)進(jìn)步、為人類文明發(fā)展做出貢獻(xiàn)?！?/p>
背景資料：從神舟一號到天宮一號
新華社北京９月２９日電(記者 鞏琳萌)從神舟一號到天宮一號，一圈數(shù)字輪回的背后，是中國載人航天工程一個(gè)戰(zhàn)略階段的跨越。短短１２年間，中國，正在以令世界驚詫的“中國速度”飛向太空。
神舟一號：“冒險(xiǎn)”上天
發(fā)射：１９９９年１１月２０日６時(shí)３０分
返回：１９９９年１１月２１日３時(shí)４１分
“神舟一號是一艘初樣產(chǎn)品。”飛船系統(tǒng)原總設(shè)計(jì)師戚發(fā)軔回憶說，“讓初樣產(chǎn)品上天是要冒一定風(fēng)險(xiǎn)的?！?/p>
很多人并不知道，這艘載人航天工程的“急先鋒”，竟是由地面試驗(yàn)的電性能測試飛船臨時(shí)改裝而成的。戚發(fā)軔說，那是長征２號Ｆ型火箭的首次研制型飛行試驗(yàn)，主要目的是考核運(yùn)載火箭的性能和可靠性。利用這一機(jī)會(huì)，工程總體決定發(fā)射一艘不載人的試驗(yàn)飛船，借以驗(yàn)證飛船關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性以及整個(gè)大系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)性。
為了確?！吧系萌?、回得來”，神舟一號設(shè)計(jì)采用了最小配置方案，與飛船上天及返回不相關(guān)或不關(guān)鍵的分系統(tǒng)都不在考核之列。
戚發(fā)軔曾用“度時(shí)如年”形容自己在神舟一號發(fā)射后的忐忑不安，“直到返回艙落地，我的心也才落了地?！?/p>
作為中國自主研制的第一艘飛船，神舟一號考核了飛船重要的５項(xiàng)技術(shù)：艙段連接和分離技術(shù)、調(diào)姿和制動(dòng)技術(shù)、升力控制技術(shù)、防熱技術(shù)和回收著陸技術(shù)。
在中國載人航天工程僅僅立項(xiàng)７年后，中國人就攻克了世界載人航天領(lǐng)域的核心技術(shù)難題，在幾年內(nèi)走完了發(fā)達(dá)國家三四十年所走過的路。
神舟二號：第一艘正樣無人飛船
發(fā)射：２００１年１月１０日１時(shí)０分３秒
返回：２００１年１月１６日１９時(shí)２２分
與神舟一號相比，神舟二號才是我國第一艘正樣無人飛船，技術(shù)狀態(tài)和載人飛船基本一致。它的發(fā)射完全是按照載人飛船的環(huán)境和條件進(jìn)行的，凡是與航天員生命保障有關(guān)的設(shè)備，基本上都采用了真實(shí)件。
據(jù)時(shí)任飛船系統(tǒng)總指揮的袁家軍介紹，在彌補(bǔ)神舟一號設(shè)計(jì)不足方面的基礎(chǔ)上，神舟二號對工程總體和各系統(tǒng)從發(fā)射到運(yùn)行、返回、留軌的全過程進(jìn)行了全面考核，并且進(jìn)一步檢驗(yàn)了總體技術(shù)方案和各系統(tǒng)技術(shù)方案的正確性和匹配性。
神舟二號無人飛行試驗(yàn)還實(shí)現(xiàn)了留軌技術(shù)，并進(jìn)行了一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)?！帮w船的有效載荷包括空間遙感、空間天文、材料、生命科學(xué)等１０種共近百件設(shè)備?！痹臆娊榻B說，“軌道艙按計(jì)劃留軌運(yùn)行了約半年時(shí)間，獲取了大量有用的信息?！?/p>
神舟三號：搭載“模擬人”
發(fā)射：２００２年３月２５日２２時(shí)１５分
返回：２００２年４月１日４時(shí)５１分
“模擬人”，是神舟三號飛船的新“乘客”。神舟三號搭載了人體代謝模擬裝置、“模擬人”生理信號裝置以及形體假人，能夠定量模擬航天員呼吸和血液循環(huán)系統(tǒng)中的心律、血壓、耗氧以及產(chǎn)生熱量等多種太空生活的重要生理活動(dòng)參數(shù)，為將來航天員進(jìn)入太空提供可靠的數(shù)據(jù)。
神舟三號還具備了航天員逃逸和應(yīng)急救生功能，飛船改進(jìn)和完善了傘系統(tǒng)，火箭增加了控制系統(tǒng)冗余等與航天員安全性相關(guān)的措施和功能。
神舟四號：創(chuàng)造低溫發(fā)射紀(jì)錄
發(fā)射：２００２年１２月３０日０時(shí)４０分
返回：２００３年１月５日１９時(shí)１８分
僅僅在神舟三號成功發(fā)射９個(gè)月后，太空的大門再次被中國人的飛船叩響。
農(nóng)歷壬午年的這個(gè)隆冬，神舟四號在經(jīng)受了零下２９攝氏度低溫的考驗(yàn)后成功發(fā)射，突破了我國低溫發(fā)射的歷史紀(jì)錄。
“經(jīng)過幾年的研制和改進(jìn)，前三次無人飛行試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的有害氣體超標(biāo)等問題，在神舟四號上都得到了徹底解決?！憋w船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師楊宏說。
與神舟三號相比，神舟四號的生命保障系統(tǒng)及相關(guān)試驗(yàn)條件更為完備。太空輻射是對航天員安全的最大威脅，神舟四號為航天員的太空臥室裝配了絕對防輻射的設(shè)施。飛船安裝了自動(dòng)和手動(dòng)兩套應(yīng)急救生裝置，無論是在宇宙航行中或是在返回時(shí)發(fā)生意外，船上的救生系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，萬一自動(dòng)裝置出現(xiàn)故障，船上的手動(dòng)系統(tǒng)完全可以“抵擋”，航天員絕不會(huì)坐以待斃。飛船的返回艙也非常神奇，它返回地面后，即便不能馬上被發(fā)現(xiàn)，艙內(nèi)為航天員配備的救生物品，也足以保證航天員在陸上生存４８個(gè)小時(shí)、海上生存２４個(gè)小時(shí)。
這一切跡象表明，中國航天員離飛天的日子，近了。
神舟五號：圓中國人飛天夢
發(fā)射：２００３年１０月１５日９時(shí)００分
返回：２００３年１０月１６日６時(shí)２３分
深秋的內(nèi)蒙古草原，寒風(fēng)凌冽。當(dāng)中國航天員楊利偉從神舟五號的返回艙探出頭來，把面罩往上一推，微笑著向迎接他回家的人群揮手致意時(shí)，現(xiàn)場一下子變成了一個(gè)亢奮的漩渦中心。
繼蘇／俄、美之后，中國成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立開展載人航天活動(dòng)的國家。在載人飛行之前，美國人曾進(jìn)行８次不載人飛行試驗(yàn)，蘇聯(lián)人進(jìn)行了５次；而中國進(jìn)行了４次不載人飛行試驗(yàn)之后，就成功將航天員送上太空。
神舟五號搭載的，不僅僅是一名航天員，更是一個(gè)國家的自豪。
楊利偉走出返回艙時(shí)說的第一句話簡短而有力——“我為祖國感到驕傲！”
神舟六號：真正嘗試太空生活
發(fā)射：２００５年１０月１２日９時(shí)００分
返回：２００５年１０月１７日４時(shí)３３分
這大概是中國人翻得最“遠(yuǎn)”的筋斗——
２００５年１０月１３日，航天員費(fèi)俊龍?jiān)谔罩杏么蟾牛撤昼?，連翻了４個(gè)筋斗；以神舟六號每秒７．８公里的速度，費(fèi)俊龍的一個(gè)筋斗“翻”了大約３５１公里。
與此同時(shí)，他的同伴、剛剛在太空中度過４１歲生日的航天員聶海勝，正微笑著為他拍照留念。
在近５天５夜的太空飛行中，兩名航天員配合進(jìn)行了穿越軌道艙與返回艙、工效學(xué)評價(jià)、醫(yī)學(xué)試驗(yàn)、軌道艙飛船設(shè)備操作等一系列空間科學(xué)試驗(yàn)；不僅驗(yàn)證了我國“多人多天”的太空飛行能力，而且標(biāo)志著中國人開始真正嘗試太空生活。
正如費(fèi)俊龍的筋頭和聶海勝的笑容，中國載人航天，也越來越從容。
神舟七號：第一次太空行走
發(fā)射：２００８年９月２５日２１時(shí)１０分
返回：２００８年９月２８日１７時(shí)３７分
２００８年９月２７日，在發(fā)射升空４３個(gè)小時(shí)后，神舟七號接到開艙指令，航天員翟志剛開始中國人第一次艙外活動(dòng)。
就像一個(gè)從水中慢慢上浮的潛水員，翟志剛頭先腳后，出現(xiàn)在太空之中。他向全國人民報(bào)告：“我已出艙，感覺良好?！?/p>
在軌道艙內(nèi)協(xié)助出艙的航天員劉伯明露出身來，遞給他一面五星紅旗。在太空中，身著中國自主研制的“飛天”艙外航天服的翟志剛向鏡頭徐徐揮舞五星紅旗。
持續(xù)１９分３５秒的艙外活動(dòng)，標(biāo)志著中國成為世界上第三個(gè)掌握空間出艙活動(dòng)技術(shù)的國家。
翟志剛留在太空中的一小步，標(biāo)志中國航天邁出了一大步。
天宮一號：一個(gè)新起點(diǎn)
發(fā)射：２０１１年９月２９日２１時(shí)１６分至２１時(shí)３１分之間發(fā)射
又是一個(gè)金秋。中國人成功漫步太空三年后，又向新的目標(biāo)發(fā)起了沖擊：發(fā)射天宮一號目標(biāo)飛行器，隨后發(fā)射神舟八號飛船，實(shí)施無人自動(dòng)交會(huì)對接試驗(yàn)。天宮一號和神舟八號，將組成我國航天史上最為復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)。
天宮，這是一個(gè)具有濃郁中國特色、寄托國人無限憧憬的名稱。
從屢屢叩問“天宮”到而今發(fā)射天宮。這或許預(yù)示著，我們，將不再是浩瀚太空中的匆匆過客？
我們期待著。
