載人航天的三大里程碑

　　遨游太空是人類自古以來就夢寐以求的美好愿望。載人航天是指人駕駛和乘坐載人航天器在太空中進行各種探測、研究、試驗、生產等開發活動的往返飛行。其目的在于突破地球大氣層的屏障和克服地球引力，把人類的活動范圍從陸地、海洋和大氣層擴展到外層空間，更廣泛和更深入地認識整個宇宙，并充分利用太空和載人航天器的特殊環境進行各種研究與試驗，開發太空極其豐富的資源。載人航天由載人航天系統實現。該系統由載人航天器、運載器、航天發射場、回收設施和航天測控與通信網絡組成。與無人的衛星和探測器相比，載人航天器的技術難度更大、設備更復雜，可靠性要求也更高。確保航天員順利進入太空并安全返回地面是載人航天的關鍵。

　　載人航天的發展，大致經歷了設法把人送上地球軌道并安全返回、發展載人航天的基本技術以及發展試驗性與永久性載人空間站三個階段。

　　在解決把人送上地球軌道并安全返回之前，美國與前蘇聯均于上世紀50年代末至60年代初發射了載有狗、猴、猩猩和其他生物的衛星和不載人飛船，用以驗證載人航天系統的安全性和可靠性，緊接著就發展了可以裝載1名航天員的載人飛船。

　　1957年10月4日，前蘇聯率先發射了世界上第一顆人造地球衛星，從而為人類進入太空展現了希望。隨后，前蘇聯于1958年8月便開始實施命名為“東方”號的載人飛船發展計劃。為了爭取時間，前蘇聯采取了邊設計、邊制造的方法，終于在1961年4月12日搶先把可以裝載1名航天員的“東方”1號飛船送上太空，航天員加加林以1小時48分鐘的時間繞地球飛行了1圈，成為世界上第一個實現載人航天的國家，從此開始了世界載人航天的新時代。

　　舉世聞名的“阿波羅”登月計劃是迄今為止人類規模最大的一項載人航天活動。從1961年5月開始實施，到1972年12月結束，前后歷時11年，耗資達255億美元。在計劃執行的高峰期，參加工程的有兩萬多家企業、200多所大學和80多個科研機構，總人數超過30萬人。這項載人航天計劃的目的是驗證新型飛船的性能、交會與對接能力，并實現載人登月飛行和對月球進行實地考察，同時也是為載人行星飛行和探測進行技術準備。為發射“阿波羅”號飛船，美國還專門研制了大型“土星”5號運載火箭，并發射了多種探測器收集月球資料，為登月作準備。

　　1969年7月16日，“土星”5號運載火箭將“阿波羅”11號飛船送上太空。美國的阿姆斯特朗作為“阿波羅”11號飛船的指令長與埃德溫·奧爾德林和邁克爾·科林斯共同完成了第一次載人登月飛行。7月21日，阿姆斯特朗打開飛船登月艙的艙門，順著梯子第一個踏上了人類為之夢想了千百年的月球。19分鐘以后，登月艙駕駛員奧爾德林也踏上了月球。

　　美國前后花費了18年的時間實現了人類第一次登月飛行，這一事件當時轟動了全球。“阿波羅”號飛船總共進行了17次發射，其中7次為載人登月飛行。“阿波羅”13號飛船因故障中途返回地面，實際上有6次進行了載人登月飛行，先后有12名航天員的足跡留在了月球上。

　　美國與前蘇聯經過第二階段的載人航天飛行，掌握了兩艘飛船在太空進行交會與對接的能力，考察了航天員出艙活動及設備的能力，并進行了一些科學試驗與研究工作，為后來發展載人空間站創造了條件。

　　人類的航天活動不滿足于在太空的短暫飛行，而是尋求能夠在太空長期生活與工作的基地，充分利用太空獨特的環境從事多種科學技術研究、試驗與生產等活動。因此，空間站的發展受到世界航天大國的高度重視。

　　空間站又稱為軌道站或航天站，是一種可供多名航天員巡訪、居住和工作的大型載人航天器，是人在太空開展航天活動的重要基礎設施，如同一艘太空中的“航天母艦”。空間站在長期運行期間，航天員的替換和物資設備的補充可以由載人飛船、貨運飛船或航天飛機運送。

　　1971年4月19日，前蘇聯成功發射了世界上第一個試驗性載人空間站———“禮炮”1號空間站。這標志著人類的航天活動已經從規模小、飛行時間短的載人飛船進入到規模較大、飛行時間較長的空間應用探索與試驗階段。

　　美國的“阿波羅”登月計劃結束后，也將載人空間站計劃列入了重要的發展目標。20世紀80年代初，航天飛機研制成功并投入使用，為美國建造大型的永久性載人空間站提供了技術保障。1987年美國邀請歐洲航天局、日本和加拿大參加研制永久性載人空間站計劃。1993年，俄羅斯的加入不僅擴大了空間站的規模，而且使該項目成為幾乎包括所有航天大國在內的國際性計劃，因此后來就直接稱為國際空間站計劃。國際空間站是一個結構十分復雜、規模極其龐大和功能非常廣泛的大型空間設施，將由各參加國提供不同的艙段掛靠在桁架上組成。該計劃總投資約500億美元。1998年11月俄羅斯首先用“質子”號運載火箭將國際空間站的第一個部件———多功能艙發射入軌，此后將用航天飛機和大型運載火箭把其他部件運送入軌，并在軌道上組裝。國際空間站的建造標志著載人航天活動又進入了一個新的發展階段。

　　加加林首次飛天的地方--拜科努爾航天發射場

　　拜科努爾航天發射場地處北緯46度、東經63度的中亞半沙漠地區。拜科努爾航天發射場，就規模及其在開發宇宙空間中所發揮的巨大作用而言，在世界航天發射場中占據極其特殊的地位。這里曾經成功發射了世界上第一顆人造地球衛星、第一艘載人宇宙飛船。前蘇聯航天員加加林就是從這里走進太空，開始人類的首次太空之旅。

　　時光荏苒，歷史記錄了拜科努爾半個世紀無與倫比的輝煌。前蘇聯解體后，拜科努爾歸屬俄羅斯。由于拜科努爾位于哈薩克斯坦境內，因此兩國于1994年簽署協議，俄向哈租賃該地20年。

　　拜科努爾航天發射場位于哈薩克斯坦西南部克孜勒奧爾達州，西距咸海45公里，北離拜科努爾鎮288公里，正南24公里是丘拉坦城。這里海拔90米，一年內的氣溫變化從-40℃到50℃，晝夜溫差較大，經常刮風，但降雨量很少。前蘇聯選擇拜科努爾建發射場主要是因為它遠離人口稠密區和工業發達的城市。

　　拜科努爾航天發射場總面積6717平方公里，南北75公里，東西90公里，居民有6萬人。它建于1955年，1957年10月4日從這里發射了世界上第一顆人造地球衛星“斯普特尼克-1”號，開辟了人類航天的新紀元。1961年4月12日，世界上第一艘載人宇宙飛船“東方”號從這里起航，把航天員尤里·加加林送入地球軌道，使他成為人類第一名飛進太空的使者。

　　在20世紀60年代后期，這里曾被定為未能實現的蘇聯載人登月飛船的發射場。運送登月飛船的N-1火箭的巨大燃料箱，至今還躺在城北70公里處，被當作室內停車場使用。1971年4月，前蘇聯在這里第一次把“禮炮”1號航天站送進地球軌道，6月又從這里發射“聯盟”11號載人飛船。飛船和航天站首次實現對接，使“禮炮1”號成為第一個載人航天站。1975年7月15日從這里發射的“聯盟”19號載人飛船，成功地與美國發射的“阿波羅”飛船實現對接，這也使拜科努爾航天發射場與肯尼迪航天中心通過太空軌道連接起來了。

　　繼“禮炮”1號之后，有6座“禮炮”號航天站從這里發射成功。1986年2月2 0日，蘇聯第三代航天站“和平”號又從這里進入軌道，它有6個對接口，可以對接多個航天器。為接送去航天站工作的航天員，從這里發射了眾多的“聯盟”號、“聯盟”T號和“聯盟”TM號載人飛船。此外，從這里還發射了數十艘“進步”號貨運飛船，為航天站運送補給品。

　　1988年11月，蘇聯第一架不載人的“暴風雪”號航天飛機也是從這里發射升空，繞地球兩圈后，又準確地在發射臺附近的著陸場著陸。

　　目前，拜科努爾航天發射場的主要任務是進行航天運載技術的試驗，發射載人宇宙飛船、太空軌道站、星際站及其他航天飛行器。該場有9個發射綜合體，1 5個啟動裝置，11個裝配航天器、運載火箭和助推裝置的車間和試驗庫，3個加油站。此外還有現代信息計算測量中心、醫療保健中心、熱電廠、燃氣渦輪發電站、氧氣—氮氣廠、飛機場，470公里的鐵路線以及包括公路、供暖、供熱、供電在內總長1281公里的供應線。從1957年至2000年4月，“拜科努爾”航天發射場共發射運載火箭1140次，航天器1157次。

　　阿波羅”登月從這里開始——肯尼迪航天中心

　　肯尼迪航天中心即美國俗稱的東部靶場,成立于1962年7月，是美國宇航局(NASA)進行航天器測試發射最重要的場所，特別是載人航天器方面，在美國居獨一無二的地位。美國當年為選擇航天發射場曾成立了一個專門委員會，提出好幾個供選擇的地址，幾經遴選最后才選中肯尼迪角。

　　肯尼迪航天中心位于北緯28度46分、西經80度的佛羅里達半島，緯度較低，處在大西洋與巴納納河之間。這里地質結構緊密，大部分地區近乎平坦的沙土地，最高海拔3.7米。該地區生長著棕櫚樹、芒果樹、仙人掌等各種植物，屬熱帶海洋性氣候，年平均溫度最低17℃，最高27℃。冬天陽光照射時間在60%以上，雨季時間不長，從整個氣候來講，這里較適合于空間發射。1947年美國將這里辟為導彈試驗場，負責美國陸海空軍各種導彈的試驗發射任務，后又改為航天中心，擔負美國宇航局的各種航天發射任務。

　　肯尼迪航天中心規模宏大，包括梅里特島區共占地560平方公里，具有各種空間研究、實驗設施，火箭和航天器裝配、測試、發射設施、航天員訓練的技術設施，足以保障各種空間發射活動的順利開展，生活、商業和娛樂設施也很齊全。

　　肯尼迪航天中心共有23個發射臺，規模最大的即是著名的39號發射臺，它包括A、B兩處發射臺，平臺長40米，寬35米，重2700噸。名垂青史的“阿波羅”登月飛船就是從這里發射，踏上造訪月宮的太空之旅的，故此這里又叫“月球港”。后來這里又承擔了航天飛機的發射任務。此外，這里還有可貯藏330萬升液氫的白色球形罐，350萬升液氧貯存罐，400大氣壓的氮氣貯存罐。肯尼迪航天中心南部有一個深水港，即卡納維拉爾港，可供跟蹤測量船和各種海軍艦只使用。它們可直接駛向大西洋各個測量站。巴納納河貫穿肯尼迪航天中心南北，可提供各處物資的內河運輸。陸上有公路和鐵路運輸網。最發達的是空中運輸，共設有四個機場，即帕特里克軍用機場，泰越斯維爾機場，麥科奧蘭多航空站，墨爾本機場。同時還有一條滑行跑道，長4000米，可供各種巨型飛機起降和航天飛機降落用。除此之外，中心還有若干直升機場。

　　肯尼迪航天中心除發射各種應用衛星外，還承擔有載人飛船的發射任務。19 61年5月到1963年5月的6艘“水星”號載人飛船，1965年3月到1966年11月的10艘“雙子星座”號載人飛船都是從這里發射的。特別是1969年7月16日，舉世矚目的“阿波羅”11號載人登月飛船也是從這里出發，踏上了奔月的拓荒之旅。此后，“阿波羅”載人登月飛船又6次從這里升空奔向月球。1973年5月到1975年7月又從這里進行了“天空實驗室”的4次發射。1975年7月與蘇聯“聯盟”號載人飛船對接的“阿波羅”載人飛船也是從這里發射的。1981年4月12日，美國第一架航天飛機“哥倫比亞”號從這里騰空而起，此后，共有5架航天飛機在這里進行了數十次發射活動，把人類的載人航天活動推向了一個新的高峰。

　　充滿風險和挑戰的事業

　　40多年來，世界載人航天的發展取得了輝煌的業績，不僅促進了科學技術與經濟的發展和社會的進步，而且為人類未來進一步探索與征服宇宙奠定了基礎。然而，人類通往太空的道路并不平坦，充滿了風險與挑戰，運載火箭、載人飛船、航天飛機的結構十分復雜，零部件多達數萬個，一個零部件不合格或發生故障，就可能造成事故。在載人航天的歷史中，航天員們曾用他們的鮮血和生命譜寫了一曲曲悲壯感人的樂章。40多年來，已先后有22名航天員在人類探索與征服宇宙的道路上獻出了寶貴的生命。

　　然而，失敗并沒有使人們氣餒，鮮血的付出也沒有動搖人類征服太空的決心。人們在吸取了一次次故障和一樁樁血的教訓后，不斷改進與“升級”航天器的結構，使它們更科學、更安全、更可靠，確保航天員的安全和航天任務的順利完成。

　　浩瀚的宇宙像一個巨大的寶庫在吸引著人類的注意力。那里蘊藏著豐富的資源：高真空、微重力等環境可使人們辦成在地球上辦不到或難以辦到的事情，例如可以利用這些特殊環境制造各種藥品和工業產品；取之不盡的太陽能，可以幫助人類擺脫地球上能源的危機；月球、火星等有望成為人類的新家園。于是，從20世紀末開始，大規模開發太空資源、開創空間產業、實現太空居住等造福人類之舉，已逐漸成為航天活動的主旋律。

　　人類實現“主旋律”的關鍵是必須解決可以方便地來往于天地之間的良好運輸工具，建立可供發展空間生產的大型實驗室或工廠以及建造人類進入月球和火星等的“中間基地”。為了在未來的太空中占有一席之地，世界上許多國家不僅制定了雄偉的“重返月球”和“登上火星”的計劃，而且一些國家也在這些方面開展了許多研究、試驗與探測。

　　1991年，美國與俄羅斯就共同制定了一個在2012年遠征火星的計劃。1997年美國向火星發射了“火星探路者”探測器，對火星進行考察，此后又相繼發射了兩個“火星漫游者”探測器繼續對火星實施進一步的考察，今后還將發射若干個探測器對火星的氣候、地質條件進行考察，以便為載人探測作準備。

　　美國、俄羅斯、日本等國家和歐洲航天局也相繼提出了載人登月或月球探測計劃。1994年5月31日至6月3日，美國、俄羅斯、日本、歐洲的科學家在瑞士召開會議。會議一致同意第一階段對月球的研究是先發射一些月球衛星、月球探測器，然后將一些機器人長期停留在月球上進行考察。預計在2015年—2020年實現人類再次登上月球，并在那里建立月球基地。迄今為止，美國和俄羅斯已發射了多個月球探測器，日本已準備發射“月球—A”探測器，并正在設計“月亮女神”探測器。歐洲航天局計劃近期發射月球探測器。印度也計劃在2008年發射月球探測器。

　　可以預見，載人航天事業一定會越來越興旺，一定會給人類文明、社會的進步和世界經濟的繁榮作出更大的貢獻。

　　(原載：解放軍報2003年10月15日第11版作者：凌玉仁陸榮軍柴永忠）