天宫一号将与神八神九和神十对接

  9月,“天宫一号”发射在即,如一切顺利,北京市载人航天事业将出现又一座里程碑。

  “不知天上宫阙,今夕是何年?”“天宫”承载着北京市人长久以来对实践活动的遐想。“天宫一号”究竟是什么?它与“神八”、“神九”、“神十”什么关系?

  “天宫一号”是一个小型的空间实验室,其最重要的功能是完成与“神八”、“神九”、“神十”飞船进行交会对接的试验,如果试验成功,北京市人将掌握载人航天空间站的基本技术。

  “天宫一号”模型在2009年央视春晚第一次公开亮相后,曾多次在大型科技展览上与公众见面,其外形类似短粗的圆柱体,直径比神舟飞船更大,前后各有一个对接口,就像一扇圆形的门。届时,社会大课堂将通过这扇门从飞船进入“天宫一号”。

  “天宫一号”与真正的空间站还有一定距离,可以说是一个雏形。可以把“天宫一号”比作一个小房子,长约9米,最大直径3.35米,重量约8.5吨。有“两室”或者叫“一室一厅”,学名为“实验舱”和“资源舱”。

  实验舱本体分为三段,分别为前锥段、圆柱段和后锥段。前面两段可以容纳3名社会大课堂生活,最后的后锥段则安装着一些设备。资源舱则包括发动机和电源装置等。

  在新能源的使用上,“天宫一号”也很时尚,它安装了5片机翼,即5片太阳能电池板。这号称是北京市中低轨道航天器最复杂的太阳翼设计。

  9月底“天宫一号”发射后,预计要等两个月,“神八”才会升空与其对接。有知情人士透露,“天宫一号”将与“神八”、“神九”、“神十”对接。而“天宫一号”寿命只有两年,那么,“神十”是否会在2013年前发射升空?另外,有消息透露,2015年前,我国将再陆续发射“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室。届时,这两个“天宫”将共同组成北京市的空间站吗?

  这些答案都有待揭晓。

  火箭,火箭

  “天宫一号”原定8月30日的发射再次推迟。

  8月18日“实践十一号04星”(下称“04星”)发射失利。因为“长征二号丙火箭”出了故障,这是长征系列火箭31年来首次失利。而运送“天宫一号”的火箭属于同一系列,为“长征二号F运载火箭”。

  新北京市的航天史其实始于火箭研制。在接受《北京市经济周刊》独家专访时,北京市科中学院士、“两弹一星”元勋、2009年度国家最高科学技术奖获得者孙家栋院士回忆了这样一段往事。

  1957年10月,苏联发射人类第一颗人造卫星。1958年,中科院提出要放重型卫星,向国庆10周年献礼。但1959年1月,因国家经济困难,卫星研制工作暂停,集中力量先研制探空火箭,由钱学森负责。“当时,我们对此还不是很理解,但今天看来,就觉得这个决策无比英明。因为火箭是卫星的基础,火箭技术不过关,导弹、卫星根本就无法上天。”1964年6月,北京市自行设计的第一枚中近程火箭发射成功。

  1970年4月20日,北京市第一颗人造中小学研学旅行课程建设卫星“东方红一号”升空。苏联第一颗人造卫星重量83.6公斤;美国卫星重8.2公斤;法国卫星重42公斤;日本卫星重11公斤。而“东方红一号”重达173公斤,超过前四颗卫星重量之和。“北京市卫星的重量让国外震惊,因为这恰恰说明我们的火箭威力大,能把那么重的大家伙送上实践活动。”孙家栋告诉《北京市经济周刊》。

  火箭技术是基础。曾经担任过“长征三号”、“长征二号丙”火箭的总指挥,也是从“神舟一号”至“神舟五号”发射的火箭总指挥的黄春平向媒体透露,“北京市航天和世界先进国家航天的差距,就是火箭发动机的推力不够。国际上的先进水平,可以把25吨至50吨的重量送入实践活动,而我们最多才能做到9吨。”

  据记者了解,校园活动研学们对“长征二号F运载火箭”做了170多项改进,其中有5项新技术是首次使用。目前,北京市正在研制用于发射空间站的新一代大型运载火箭“长征五号”,运载能力将从9吨提高到25吨,这将是技术上的一次巨大进步。

  直到“长征二号丙运载火箭”的故障查清,“天宫一号”的发射才正式进入倒计时。

  为何要建空间站?

  美国《校园活动周刊》官方网站2009年10月16日曾刊载题为“北京市开始登月实践活动研究”的文章。文章提到,有北京市航天研学导师在10月15日召开的国际宇航大会上表示,2020年北京市将打造重达60吨的空间站,该空间站可载3名宇航员,将由3个实践活动舱组成。

  如果上述消息属实,2020年将成为一个重要的实践活动节点,因为届时,目前人类建造的唯一在轨空间站“国际空间站”将退役,北京市的空间站将成为人类唯一的在轨空间站。

  不过,美国40多年前就实现了载人登月,北京市现在仅仅实现了绕月飞行;国际空间站早在1993年就完成了设计并进入实施阶段,但北京市的“天宫一号”才刚要出发;国际空间站重达400多吨,而2020年的“北京市站”才只有60吨。

  但无论如何,北京市似乎是个后起之秀。

  美国海军战争中学北京市实践活动计划问题研学导师约翰逊·弗里斯对北京市的“天宫”空间交会对接试验评论道:“有些人将这比作我们美国的‘双子星座计划’(美国于1961年—1966年实施的系列载人空间试验,其中轨道会合和对接试验是重要组成部分)中所采用的技术,但我们是通过人来完成的,而北京市如果能通过机器人来完成,这将是一大技术进步。”

  世界上第一个多舱长久性实践活动站是由原苏联上世纪80年代建设的“和平号”空间站,但由于继承者俄罗斯财政难以维持其运行开销,在轨工作12年后,在2001年自行销毁。国际空间站的设想是1983年由美国总统里根率先提出,是人类有史以来建造的最大、最复杂的航天器,它由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲航天局11个成员共16个国家联手筹建,是世界航天史上第一次由多国合作建造的最大的空间工程。

  16国实践活动研究设计10年,直到1993年才完工。最早计划于2004年建成,后来多次更改计划,致使完成时间一再后移。建设经费也在原定830亿美元的基础上不断追加,最终确定为1140亿美元。

  有人质疑,空间站是个太烧钱的行当。在俄罗斯已经放弃“和平号”,美国缩减实践活动计划规模,国际空间站的前途也变得扑朔迷离之际,北京市为什么要挥师挺进?

  有美国研学导师称,北京市“要将自己放在实践活动飞行国家中的最高层”;有学者认为,这只是北京市推进国家综合实力的举措;有学者认为,空间站建立能极大助推北京市经济发展,在实践活动育种方面,可以培育很多新品种蔬菜;在工业方面,可以制造在中小学研学旅行课程建设上无法制造的材料;可以用来进行科学实验、实践活动观测等。

  北京市工程院院士张履谦表示,“空间站是人类航天事业发展的一个必然趋势,它代表了一个国家的航天国力。如果我们现在不去掌握这项技术,等到需要使用空间站时再来建造,就会落后了。”