宿豫中学 王柏甫
仰望星空,中国先人对这个未知世界充满遐想和好奇。“嫦娥奔月”是中国很古老的神话传说,它表达了中国先人敢于揭开这一神秘世界面纱的欲望,也为我们描绘了一幅古代中国人登天飞行的梦想。14世纪未,中国明代的刀户开创了人类空间探索的先河,是第一个人类为探索空间飞行勇于献身的人。万有引力定律的问世,为我们描绘了宇宙中天体之间的运动规律和运动图景,为我们探索宇宙提供了理论支撑,也使人类登天的梦想才成为可能。
一、中国航天技术的发展历程
航天科技是当今世界最具代表性和综合性的高科技群体,并成为衡量一个国家科技、国防力量的重要标志。新中国成立五十多年来,依靠独立自主,自力更生,艰苦奋斗,经过逐步发展正向世界第三航天大国迈进。
一九五六年,中国第一个导弹技术研究机构——国防部第五研究院成立。1958年4月,中国第一个运载火箭发射场开始兴建。一九六五年,中国第一颗人造卫星计划开始实施,尽管在特殊的时期经历了比平时更多的艰辛和困难,但经过五年多的努力拼搏,终于研制完成,星箭齐备,整装待发。一九七零年四月二十四日,长征一号运载火箭首次发射,成功地把中国第一颗人造地球卫星东方红一号送入预定轨道,揭开了中国航天活动的序幕。一九七五年十一月二十六日,长征二号火箭发射成功,把中国第一颗返回式卫星送上了天,使中国成为世界上继美国和苏联之后第三个掌握航天器返回技术的国家。1984年4月8日,中国第一颗地球静止轨道试验通信卫星发射成功。一九八五年十月,中国长征火箭开始走向国际市场,并在一九九零年四月成功地实施了第一次国际商业发射服务,把美国休斯公司制造的亚洲一号通信卫星送上太空。1991年1月22日下午18时23分,中国第一枚120公里高空低纬度探空火箭--“织女三号”在中国科学院海南探空发射场发射试验成功。1994年2月22日,中国第一座海事卫星地面站通过验收。它的建成填补了中国高科技的一项空白。
中国航天事业从无到有,从小到大,经过四十多年的艰苦历程,已建成了具有相当规模、专业齐全、完整配套的航天研究、设计、试验、研制、生产、发射和测控体系,制成长征型系统火箭,先后发射七十余颗人造卫星。航天科技工业成为实施科教兴国战略、推进现代化建设的一支重要力量。
二、中国载人航天技术日臻成熟
载人航天技术,是当今世界衡量一个国家综合实力的重要标志,也是人类探索太空、开发太空资源的新疆域。我国载人航天计划1992年开始启动。1999年神舟一号横空出世,揭开了中国载人航天技术发展新的一页;2001年,神舟二号成功发射;2002年神舟三号、四号在全载人的状态下连续发射成功,2003年10月15日,浩瀚太空迎来了第一位中国的访客——航天员杨利伟乘坐我国自行研制的神舟五号飞船成功进入太空,实现了中华民族千年飞天梦想,完成了我国在攀登世界科技高峰征程上的一次伟大壮举。2005年10月12日,中国航天员费俊龙、聂海胜乘坐神舟六号载人飞船再次飞上了太空,并且在天空遨游了五天,完成了很多重要的实验后,安全返回地面。杨利伟、费俊龙、聂海胜这三位航天英雄的名字将永垂史册。
神舟五号、神舟六号载人航天飞船的成功,标志着中国人从此成为世界上第三个独立掌握载人航天技术并能开展有人参与的空间实验的国家,显示了中华民族的伟大创造和卓越创新能力,这是中华民族的骄傲。
三、“嫦娥一号”圆了中国千年梦
2007年10月24日下午18时05分,嫦娥一号成功发射,带着13亿中国人的梦想,开始了为期一年的探月之旅。卫星被送入既定轨道绕月飞行后,将通过八大科学仪器,不断探测到月球的相关数据,通过相关技术传回地面,由科学家对数据进行分析、处理,完成绘制月球三维地图、进行月表化学元素含量和物质类型分析、探测月壤厚度、探测月球与地球间的环境及月球周边的环境共四大目标任务。人类探索、开发和利用月球包括探月、登月、住月三部曲。我国的探月工程将分为“绕、落、回”三步,整个计划在2020年前后完成,其中第一步为“绕”,即发射中国第一颗月球探测卫星,突破至地外天体的飞行技术,实现首次绕月飞行, “嫦娥一号”的发射意味着第一步基本完成;第二步为“落”,即发射月球软着陆器,并携带月球巡视勘察器(俗称月球车),在着陆器落区附近进行就位探测,这一阶段将主要突破在地外天体上实施软着陆技术和自动巡视勘测技术;第三步为“回”,即发射月球采样返回器,软着陆在月球表面特定区域,并进行分析采样,然后将月球样品带回地球,在地面上对样品进行详细研究,这一步将主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术。
中国此番首次探月,与美国、前苏联不同,跨越了较简单的掠月探测、硬着陆探测,直接采用绕月探测方式,起点高、难度大,摆在中国航天人面前的主要有以下七个方面的难题。
难题一是设计飞行路线。中国已发射的卫星与地面距离最远没有超过八万公里,而“嫦娥一号”要抵达三十八万公里之遥的月球附近,经历从受地球引力为主到以月球引力为主的转变过程,最后与绕地球运动的月球在太空相会,并且既不能撞在月球上,也不能从旁边飞过去,而要在接近月球时准确、及时地“踩刹车”,进入环月飞行轨道。
难题二是与地球联系。无线电信号经过三十八万公里的传播会有很大衰减,用同样大小功率发射信号,“嫦娥一号”发射信号到达地球时,其强度不到地球静止轨道卫星发射信号的百分之一,在奔月途中和绕月过程中,加之地球自转的影响,地面站如何更好地接收“嫦娥一号”发射回的信号?这是必须解决的难题。
难题三是实现高精度测量与控制。“嫦娥一号”在奔月途中和绕月飞行时,地面对其测量与控制要有非常高的精度,否则会“失之毫厘,谬以千里”
难题四是确定方向。航天器在太空飞行,必须选定一定的天体作为参照物来确定空间方向,月球既没有可供参考的红外辐射,飞到月球附近的“嫦娥一号”又远离地球,无法再以地球作为参照物。
难题五是控制温度。“嫦娥一号”在空间飞行时,处在真空环境中并经受不同太阳光和月面反射光的照射,因而热环境变化剧烈,必须有一个高效可靠的热控系统,来保证携带的各种探测仪器处于合适的工作温度范围内。
难题六是保持轨道。月球重力场分布不均匀,质量密集地方月球引力加大,会把月球探测器拉向月球“怀抱”,这将使绕月飞行的“嫦娥一号”轨道在引力场作用下迅速变化。
难题七是进行姿态控制。“嫦娥一号”运行时需要“一心多用”,即它的探测设备要对准月球、太阳能电池帆板对准太阳、发射和接受天线则必须瞄向地球,也就是同时要对准月、日、地三个天体,解决三体定向问题;此外,“嫦娥一号”还要采用正飞和侧飞两种飞行姿态,更提高了姿态控制难度。
但这些困难难不倒中国的航天人,他们发扬自力更生、艰苦奋斗的优良传统,勇于探索,敢于创新,终于使“嫦娥一号”顺利升空,并非常圆满地按照中国航天人预设的路线开始她的旅程。
航天事业的辉煌,见证了一个民族走向繁荣的开始,一个写有了“飞天”传说的浪漫国度,一个诞生了四大发明的文明古国,一个曾饱经沧桑的东方大国,以更加自信的姿态屹立于国际舞台。从“两弹一星”到载人航天飞行、到嫦娥奔月走过了不平凡历程,印下了中国航天高端科技事业经历的坎坷与辉煌,载录着一个民族在历史大跨越中的自强、自信与自豪,见证了一个伟大的民族自强不息艰苦奋斗的坚韧不拨的民族精神。愿“嫦娥一号”一路走好。 |