天舟六号背后的故事,“中国载人航天之父”任新民的抉择!
不知道你有没有感到好奇,为什么谈到被美国“卡脖子”的高科技领域,和航天领域似乎毫无关系?
2023年5月10日,长征七号遥七运载火箭,将天舟六号货运飞船,成功送入预定轨道。
长征七号运载火箭
天舟六号是目前世界上,运载能力最强的航天飞船之一,总重量13.5吨,相比天舟五号,天舟六号的载货量提高了大约14%,这意味着航天员所需的食物、水、实验设备等物资未来会更加充裕。
这次携带了约70公斤的新鲜水果,是天舟五号携带重量的两倍,这也直接证明了“长征”系列运载火箭的实力。
近几年中国在航天领域取得的成就举世瞩目,运载火箭的作用极其重要,长征”系列运载火箭实现第一个“100次发射”用了37年,“第二个“百发”用了不到8年,第三个“百发”用时仅4年多。
美国在这一领域想“卡脖子”,看上去心有余而力不足。
天舟六号
01 关键的抉择
时间回到20年前的2003年,这是人类航天史上非常特殊的一年。
2月1日,美国“哥伦比亚”号航天飞机在重返大气层期间失去联系,在得克萨斯州上空突然爆炸解体,7名航天员全部遇难。
同年10月15日,中国“航天英雄”杨利伟乘坐“神舟五号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,历时21小时23分圆满完成任务,安全返回地面。
中国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家。
2011年,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机完成最后一次任务,此后航天飞机退出历史舞台。
为什么中国没有选择发展航天飞机?而美国最终又为什么放弃了航天飞机?这是世界航天领域发展的一个十字路口,中国和美国走向了完全不同的方向。
2023年5月11,孩子们走进文昌航天发射场,用九个中国载人航天工程的里程碑事件,完成了一幅九宫格大型航天绘画。
在中国载人航天事业蓬勃发展的背后,曾经有着一段鲜为人知的故事,其中关键的转折点,就是选择那种方式将航天员送上太空。
早在上世纪60年代,美国就已经提出了航天飞机的构想,这与阿波罗登月计划有关。
1969年7月21日,阿波罗11号飞船,成功登陆月球,尼尔·阿姆斯特朗留下了那句名言,“这只是我一个人的一小步,但却是整个人类的一大步”。
此后美国再也没登上过月球,背后最重要的原因应该是成本太高。
登月计划从1961年到1972年,经历了约11年,耗资255亿美元。无论是运载火箭土星五号,还是阿波罗11号飞船都是一次性的,不能重复使用。
于是,美国人就萌生一个大胆的想法,能不能研制出一架可以重复使用的航天飞机?
既能像火箭一样垂直升空,遨游太空,还能像普通飞机一样在跑道上降落。
航天飞机并不是单指那个黑白色的巨型飞机,这个被称为轨道飞行器。
航天飞机是由轨道飞行器、助推火箭和外燃料箱,三部分组成,轨道飞行器机舱宽大,可以同时搭载3~7名航天员,计划可以重复使用100次,助推火箭能够重复使用20次,只有外燃料箱,会在进入轨道时分离,是一次性的。
如果只是从回收再利用的角度来看,航天飞机似乎是一个可以大幅度降低成本的方案。
航天飞机
所以到了上世纪80年代,随着美国与苏联竞争的白热化,两国都想在人类最顶尖的科技领域超越对方,包括法国、日本也相继开始研制航天飞机,但是由于技术难度太大,最后只有美国的航天飞机项目成功。
1981年,美国“哥伦比亚”号航天飞机完成试飞,后来又陆续建造了5架航天飞机,开始执行各种太空实验任务。
任新民作为我国导弹与航天技术的主要开拓者之一,是运载火箭技术的核心人物。
他曾经领导了中国第一颗人造卫星的发射,在中国航天界威望极高。
他认为应该“提早进行规划、论证和关键技术的预先研究,以保持我国航天技术的发展势头,这样才能在世界航天高技术领域占有一席之地”。
不久中国载人航天工程被国家正式提上了议事日程。
载人航天工程是一个探索宇宙的长期计划,经过详细的方案论证,最后集中在两个不同的选择上。
一个是航空工业部主张的航天飞机计划,代号“ 869”计划,另外一个是航天工业部的大型运载火箭计划,就是后来“921”载人航天计划的前身,简单来说,二者的分歧在于“造航天飞机还是造航天飞船?”
任新民
随着论证的深入,需要考虑因素是多元且复杂的,需要考虑到包括,当时的国家经济体量,技术水平的现状,以及投入研发与制造的经费等诸多因素。
航天飞机代表当时最先进的技术,但是对中国来说,难度大,成本高、时间周期长。
相反,因为新中国建立之初,我国就集中精力优先发展“两弹一星”工程,所以航天工业是远远领先于航空工业的。
在1970年,“两弹一星”工程完成之后,大型运载火箭方案,技术难度较小、成本低、见效较快。
在经过多次讨论和深思熟虑之后,任新民及所有航天科研人员放弃了“航天飞机”,最终选择了“航天造飞船”。
02 点错科技树
1986年,美国“挑战者”号航天飞机在发射升空73秒后,发生了爆炸,7宇航员丧生,耗资12亿美元的航天飞机瞬间化为乌有,航天飞机的安全性出现了严重的问题。
2003年2月1日,美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回地球的过程中爆发,1500℃的高温气体带走了7位宇航员的生命,美国总共建造了5架航天飞机,其中2架发生了爆炸。
除了安全问题之外,航天飞机并没有像预先构想的那样,能够降低发生成本。
重复使用意味着航天飞机需要更复杂的结构,一架飞机超过250万个零件、370公里长的线缆、27000块防热瓦。
美国宇航局NASA对整个航天飞机计划的预算是430亿美元,然而最终耗资近5倍预算,大约共花费1960亿美元。
其中每架的造价约高达120亿美元,是航天飞船的60倍,单次发射费用高达约4.5亿美元,简直是烧钱的无底洞,原因是因为每次发生之前都要进行检修和维护。
航天飞机
虽然航天飞机最终退出了历史舞台,但如果从整个人类航天事业来看,航天飞机的贡献是巨大的,共飞行135次,把16个国家的355名航天员送往太空,运送货物1750吨,进行了2000多项科学实验,在发射卫星、太空维修、国际空间站的建设等方面,积累的大量的经验。
这正是由于美国在航天领域点错了科技树,所以美国也没有能力“卡脖子”,因为这两个方法走的科技路线完全不同。
曾经有一种说法,在上世纪80年代,美国宇航局NASA提出了“自由空间站计划”,邀请15个国家共同参与,这就是今天国际空间站的前身,但是美国把中国拒之门外,这种说法流传很广,但却不是事实。
03 气急败坏
2017年,中国航天科技集团五院,天宫二号的总设计师朱枞鹏在参加央视节目,当被问到这个传闻的时候,他给出了否定的回答。
我国不仅没有被拒绝过,而且压根就没有申请过,因为中国的载人航天事业一直坚持独立自主的发展战略。
早在上世纪80年代就提出了“三步走”计划,最终的目标是独立建造属于中国人自己的空间站。不过当面对中国国航天事业的蓬勃发展,美国也有气急败坏的时候。
中国航天
1999年,美国共和党人炮制了著名的《考克斯报告》。
考克斯是当时美国众议院的政策委员会主席,他竟然在国会上发表一份长达800多页的报告,编造了华裔科学家李文和,是如何从美国窃取航天的核心技术的“故事”。
可是这份报告不但没有任何可靠的证据,而且通篇还用了大量的“也许”“可能”“似乎”这样的词汇。
其目的是为了遏制中国在航天领域的快速发展,考克斯用这种泼脏水的手段,企图禁止一切使用美国零件和技术的国家,使用中国的运载火箭发射卫星,这种“霸王条款”和美国标榜的“自由市场竞争”形成了强烈的反差。
04 高瞻远瞩
《考克斯报告》并没有得逞,因为早在多年前,中国载人航天工程就制定了“三步走计划”,美国在航天领域根本没有能力“卡脖子”。
因为所有的核心零部件都是由我国自主研发生产的,这得益于老一辈科学家们的高瞻远瞩,其实从中国航天事业起步,美国就没法“卡脖子”。
中国航天事业的奠基人、“中国航天之父”钱学森-钱老是家喻户晓的“神级人物”,乃至让今天叱咤风云的“硅谷钢铁侠”埃隆.马斯克都敬佩不已。
2021年12月11日,钱学森诞辰110周年,马斯克在SpaceX的官网上表达了对他老人家的敬意。
作为美国宇航局NASA的前身,喷气推进实验室(JPL)的核心创始人,钱学森在整个人类航天史上都是一颗耀眼的巨星。
另外我国还有4位极其重要的科学家,被后世称为“航天四老”,分别是“中国载人航天之父”任新民、“中国洲际导弹之父”屠守锷、“中国潜射导弹之父”黄纬禄、中国海防导弹之父”梁守槃。
所以中国航天事业在起步阶段,就有这样超一流的科学家阵容。
航天四老
对任新民来说,钱学森是他的伯乐,1955年,被美国软禁多年的钱学森终于回到了祖国。
1956 年初,中央发出“向科学进军”的号召,全力发展火箭、核武器等新兴科技,“两弹一星”工程拉开序幕。
归国不久的钱学森着手组建我国导弹的专门研究机构—国防部第五研究院,首先他来到东北考察重工业发展情况,随后前往哈尔滨军事工程学院挖掘人才。
陈赓大将作为“哈军工”第一任校长,在建校之处,就把任新民请到学校担任火箭研究室主任,主攻固体火箭发动机的研制。
在“哈军工”钱学森与任新民一见如故,因为他们有着相似的经历,结下了“亦师亦友”的深厚情谊,和钱学森一样,任新民有着强烈的爱国情怀。 1945年,任新民获得了美国密歇根大学的博士学位,1948年,在美国布法罗大学任教。
虽然美国有着有优越的科研和生活条件,但他一刻也没有忘记“学有所成、报效祖国”的初衷。
1949年8月,他突破重重阻碍回到中国,也正是因为1956年,钱学森的“哈军工”之行,开启了任新民的“航天人生”。
他几乎参加和领导了中国所有的火箭、卫星和战略导弹的研制工作,攻克了一个又一个的难关,担任过“东风一号”、“东风二号”、“东风三号”等导弹的总设计师。
“中国载人航天之父”任新民
1965年,他开始负责“长征”一号运载火箭的研制。
1970年4月24日,成功地将“东方红一号”送上太空,因此任新民又被称为“中国航天总总师”。
2023年是我国载人空间站工程发展的新起点,是天宫二号的总设计师朱枞鹏,之前提到的“三步走计划”中的第三步。
可以说这是中国载人航天工程发展的总纲领,任新民正是“三步走”战略的制定者,那什么是“三步走”战略呢?
第一步,发射载人航天飞船,建成初步的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验,实现航天员的天地往返。
从1999年11月开始,经过神舟一号、二号、三号、四号试验飞船成功发射之后,2003年,“航天英雄”杨利伟乘坐神舟五号飞船完成了中国第一个载人航天飞行任务,标志着第一步已经完成。
第二步计划是,全面突破发展空间站的核心技术,解决多名宇航员中长期生存,出舱行走、空间实验、空间交会对接等核心技术难题,天宫二号、神舟十一号、天舟一号已经圆满完成任务。
第三步,是建立大规模、长期载人驻留的空间站,实现从天地往返任务,逐步过度到建立永久性的空间站。
“国际空间站”本来预计在2020年退役,先是延期到2024年,最后美国宇航局NASA又宣布将延期至2028年退役。
2021年7月,本来俄罗斯成功发射“科学”号多功能实验舱,完成了与国际空间站的对接,不过因为俄乌冲突的原因,俄罗斯已经宣布将在2025年退出国际空间站项目。
如果不出意外,很可能2028年以后,人类唯一的空间站就是中国空间站。
中国空间站
05 付久天,问苍穹
除了“三步走”战略之外,任新民还提出了“轨道舱留轨利用”的方案,这是中国航天飞船的独创。
俄罗斯和美国飞船的轨道舱和返回舱分离后,一般是废弃不用的,神舟系列飞船由返回舱、推进舱、轨道舱构成。
当返回舱回到地面之后,推进舱和轨道舱的组合体依然可以在太空飞行,就可以用来当做一颗对地观察卫星或太空实验室,继续留在轨道上工作半年左右,提高经济效益,降低成本。
1984年4月8日,“长征三号”运载火箭携带中国第一颗试验通信卫星刺入云霄。
这一年的中央电视台五一联欢节目,是第一次通过中国自主研发的通信卫星,将电视信号转播到全国。
1986年2月1日,我国长征三号火箭将东方红二号卫星送入预定轨道,从此我国的卫星通信进入了实用阶段,告别了租用外国卫星看电视、听广播的历史。
在刚刚完成发射任务之后,任新民急忙返回北京,撰写了《关于发展我国卫星通信事业的建议》。
他胸有成竹地表示,“虽然目前中国的通信卫星技术,与发达的国家相比还有不小的差距,但是要通过研制的实践,就可以提高技术水平,只要努力登攀,总会赶上的。
中国的运载火箭不仅能发射自己研制的通信卫星,也能发射外国制造的通信卫星,还可以承揽国际商业发射服务。
聂荣臻元帅曾经说过,“尖端技术靠买是买不来的,买来了也掌握不了。”任新民对这个观点非常认同,坚持自信、自立、自强是他一生始终不渝的信念。
中国航天
1990年4月,任新民作为总设计师,用长征三号运载火箭,成功地将美国休斯公司研发的“亚洲一号”通信卫星送入了地球同步轨道,圆满实现了国际商业发射的任务。
这是中国运载火箭在这一领域的零突破,打破了美国在这一领域的垄断地位,这才有了共和党人的《考克斯报告》,这是美国无法遏制中国航天发展,气急败坏的一种表现。
中国载人航天事业,今天取得如此辉煌成就的背后,是老一辈航天人,艰苦奋斗、百折不挠的光辉历史,他们从筚路蓝缕中走来。
1956到2023年,从“两弹一星”,到“载人航天”,再到“月球探测”“火星探测”,中国航天人都在一次次创造奇迹,赴九天,问苍穹。
1967年1月,在“两弹一星”工程期间,任新民带领同事寻找导弹的弹体和发动机残骸,在沙漠中行走了五天五夜。
因为昼夜温差很大,晚上的沙漠异常寒冷,他学当地的办法,让大家用柴火把沙子烧热,然后把自己埋到热沙中睡觉。
长时间户外考察研究,把他皮肤晒得黝黑,平时穿着最多的就是蓝色工作服,生活极为朴素。
后来在主持卫星发射期间,虽然当时已经是80岁高龄了,但老人家仍然不畏艰险,遇到问题总是带头往冲锋,曾经亲自爬上了数十米高的发射塔架,现场研究问题。
任新民是爱国科学家的典范,他以坚韧不屈的开拓精神,和对科学技术的执著追求,推动了中国导弹技术和航天技术的艰难起步、创新发展,他的故事和经历,激励着一代代中国航天人在迈向深邃、浩瀚的宇宙。
1999年,他获得了“两弹一星”功勋奖章,2006年,获得“中国航天事业五十年最高荣誉奖”,他说“他的一生只干了航天这一件事”。
钱学森与航天四老
2017年2月12日,任老在北京与世长辞,享年102岁。
2019年4月,中国“航天之父”钱学森与“航天四老”任新民、屠守锷、黄纬禄、梁守槃的铜像雕塑群,在中国航天集团第二研究院大楼前落成,他们昂首阔步、意气风发,承载的是后人对中国航天先驱们的敬意和缅怀。
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