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神舟:载人航天的故事-第17部分

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需要,人类只有进入太空,才能对太空进行真正的了解。  
                  
 中国航天事业回顾:导弹系列(图)
 中国的航天事业经过短短几十年艰苦卓绝的奋斗,取得了一定的成就,在卫星和运载火箭方面已经获得相当的技术和经验。虽然中国还处于发展中国家之列,但在航天领域中从综合能力来讲,仅仅排在美国、俄罗斯之后居第三位。可应该看到中国与美俄的差距还是有很大的差距,尤其在载人航天方面。1999年神舟1号飞船的成功发射,正式揭开了中国在载人航天技术方面的探索历程。中国的航天系统正在一步步走向完整与严密,中国的载人航天工程正在腾飞。
中国航天事业回顾
载人航天的成功不是空中楼阁,必须要有雄厚的航天技术和经验基础。今天,中国已经开始发展载人计划,这说明经过几十年的奋斗,在一大批杰出专家、技术人员的努力,以及国家的极大重视之下,相应的运载火箭技术、卫星发射返回技术、导弹控制导航技术都达到了一个相当成熟和稳定的阶段,没有这些中国是不可能实现载人航天的。
与其它航天大国相比,中国发展航天技术难度要大得多,可以说是白手起家,没有任何技术基础。1949年建国以前中国没有任何对航天技术的探讨和研究,新中国的成立虽然结束了几十年的战乱情况。但在国际上还没有任何地位,加之当时的国际形势并不乐观,美苏之间的冷战升级,使得中南海内的决策者意识到,要想拥有独立的主权,在国际事务中以一个大国身份出现,必须在军事发展中掌握某种决定性的力量。对当时的情况在聂荣臻的回忆录中曾有过这么一段描述“抗美援朝战争期间,由于我们的武器不如美国,使我们在战场上吃了很多亏”。在这种情况之下中国的航天事业开始了艰难的起步。
导弹系列
中国航天发展的早期,主要是为国防建设研制各类导弹,导弹技术的研发为中国航天技术的整体发展奠定了坚实的基础。导弹的发射、飞行过程实际上就是火箭技术的一部分,特别是弹道导弹,起飞后直接冲出了大气层,在太空飞行的部分如果没有雄厚的航天技术基础是难以实现的。
弹道导弹和巡航导弹
弹道导弹是沿火箭发动机动力上升,按预定弹道飞行,然后沿自由抛物体弹道飞行的导弹。整个弹道可分为主动段和被动段。一般大型的洲际导弹用三级或两级固体火箭发动机来推进。发动机将导弹垂直推上天空,约10秒钟后,发动机控制导弹朝向目标方向飞行。导弹在火箭发动机的推动下,穿越大气层。发动机推进剂燃烧完后,火箭依仗最后一级发动机赋予它的推力靠惯性继续向上爬升,然后按抛物线弹道下滑。进入大气层后的弹头可通过各种导航方式,直到最终精确命中目标。二战末期德国的V…2导弹就是一种弹道式导弹
巡航式导弹依靠喷气发动机的推力和弹翼的气动升力以巡航状态在大气层内飞行。这种像飞机一样飞行的导弹早期被称作飞航式导弹。它可以从地面、空中、水面或水下发射,攻击固定目标或活动目标。其战斗部为普通装药或核装药,即可作战术武器,也可作战略武器。经常听到的战斧式导弹就是美国发展的一种巡航式导弹。
中国政府制定的第一个五年计划于1953年开始,经过5年的努力,初步建立了一系列工业部门,科学技术事业也有了一定的基础。这期间包括火箭专家钱学森在内的大批优秀科学家纷纷从海外回国,也为发展国防尖端技术创造了重要条件。
1955年11月底,刚刚回国的钱学森去东北重工业基地参观,第一站到达哈尔滨军事工程学院。院长陈赓大将见到钱学森问的第一句话就是“中国人搞导弹行不行?”钱学森反问道:“外国人能干的,中国人为什么不能干?”
钱学森像
中国航天之父——钱学森
钱学森(1911~),中国现代杰出科学家,世界著名火箭专家。因其对中国航天事业所做出的杰出贡献,被誉为“中国航天之父”。
1934年,钱学森在上海交大机械工程系毕业,当年就考取了清华大学公费留学生,并选择了飞机设计专业,到大洋彼岸去实现自己科学救国的理想。1935年赴美至1955年回国,钱学森在美20年,以卓著的研究成果,被他的导师、世界气体力学冯·卡门赞为“美国火箭技术领域最伟大的天才、最出色的火箭专家”。钱学森与F·J·马林纳合作的《远程火箭的评论与初步分析》,奠定了地地导弹和探空火箭的理论基础;他与导师冯·卡门提出的高超音速流动理论,为空气动力学的发展奠定了基础;以他和冯·卡门命名的卡门…钱学森公式被用于高亚音速飞机的气动设计;他还提出了用火箭助推的滑翔机为国际旅客运载火箭的设想和核火箭的设想。钱学森的卓著成就,使他成为举世公认的力学、应用数学和火箭飞行技术的权威;流体力学的开路人之一;空气动力学家;现代航空科学与航天技术的先驱。
新中国成立后,应祖国召唤,被美国政府软禁了五年的钱学森,冲破艰难险阻,于1955年10月8日回到祖国怀抱。从此,将全部心血倾注于新中国的火箭、导弹事业。
回国未及半年,他就提出《建立我国国防航空工业的意见书》,最先为中国火箭和导弹技术的发展提出极为重要的实施方案。之后他协助周恩来、聂荣臻筹备组建了火箭导弹科学技术研究方面的领导机构,又负责规划与组建起中国第一个导弹研究机构——国防第五研究院,并出任院长。此后他长期担任火箭导弹和航天器研制的技术领导工作,以他的丰富知识为中国火箭导弹和航天事业的迅速发展做出了重大贡献。
钱学森用自己的行动,在中国现代科技史上竖起了一座座丰碑。1991年,党和国家授予他英雄模范奖章和“国家杰出贡献科学家”荣誉称号。###同志高度评价钱学森“是一位具有高尚爱国主义精神,坚定不移地为社会主义事业奋斗的战士……是我国爱国知识分子的典范,他的经历体现了当代中国知识分子追求进步的正确道路……”
1956年10月,在聂荣臻的提议下,中国政府建立了第一个火箭导弹研制机构——国防部第五研究院,钱学森出任院长。第五院在进行导弹研制过程中,坚持“自力更生为主,力争外援,并利用资本主义国家已有的科学成果”。最初的几年,通过与苏联政府的接触,中国得到苏联大量的技术支持。1957年10月15日中苏签订了《中苏国防新技术协定》,即有名的10月15日协定。在导弹技术方面协定规定从1957年到1961年底,苏联要向中国提供了几种导弹样品和有关资料、并派遣技术专家、提供导弹研制和发射基地的工程设计等。由于中国导弹事业完全是从头开始的,几乎没有任何工业和技术基础,因此在苏联人看来有限的技术援助对中国火箭、导弹事业的开创和早期发展产生了相当大的促进作用。毛泽东曾半开玩笑地说:“应该给赫鲁晓夫发一个一吨重的大勋章。”但1958年后期,这种情况发生了变化,出于种种原因,中苏两国政府间的关系开始恶化,影响到了两国之间的技术援助,到1960年8月份,苏联撤走了第五院来华援助的所有技术专家。
由于中国导弹的研制一开始就以自力更生为主要方针,因此苏联方面技术援助的中止并未造成根本性的影响。1960年11月,中国依照苏联P…2(V…2的改进型)导弹图纸制造的第一发“1059”近程导弹在西北导弹试验基地发射成功,导弹飞行了550千米,弹头命中目标区。当晚基地举行了庆功会,聂荣臻在会上说:在祖国的地平线上,第一次飞起了中国自己制造的导弹,这是中国军备史上的一个重要转折点。
而后,战略中程导弹被列为中国导弹发展的重点,首先上马的是一个近…中程的过渡型导弹——东风2号。东风2号的研制调试周期较长,大约用了4年时间才趋于完善。但作为实战武器,东风2号尚有许多不足之处。1964年,周恩来指出要提高东风2号的射程,使之成为一个有实战价值的武器。于是,各项指标都更优秀的东风2号甲诞生了。
1966年10月27日,中国成功地进行了东风2号甲和核弹头的两弹结合试验。导弹飞行正常,核弹头在预定的距离精确的命中目标,实现核爆炸,完美的蘑菇云从目标区升起。从此,中国有了自己的实用型导弹核武器。
中国洲际导弹的设计研制经历了很多坎坷,从1966年开始初步论证,但随即开始的一场文化大革命阻碍了中国无数科学技术行业的发展,洲际导弹计划的科研和生产秩序也遭到破坏,研制工作进展缓慢。经过多次试验、多次修改,终于在1980年5月18日进行第一次全程飞行试验,取得了圆满成功。全程飞行试验确定射程在9000千米以上,弹道最大高度达1000千米以上,最大速度可达7千米/秒。试验以由中国本土向太平洋海南纬7o、东经171o为中心,半径千米的圆形海域为范围。这次洲际导弹的命中不仅仅是一个科学试验的成功,它对中国的国防、政治、外交等都具有极其重要的意义,这是不言而喻的。
中国第一颗洲际导弹研制过程全记录
1966初步方案论证,总体方案设计工作进入正规
洲际导弹第一级单管发动机首次通过了250秒全程试车
洲际导弹一级四机并联发动机试车成功
一级发动机单机首次进行了摇摆试车成功
1969年底中央提出要加快洲际导弹的研制
洲际导弹遥测弹总装完毕,经测试合格后6月出厂。
中国第1枚洲际导弹在酒泉发射场进行了飞行试验,获得基本成功。
总体设计部根据首次飞行情况,提出了10项修改措施
确定洲际导弹的全程试飞试验项目
中国洲际导弹进行的第一次全程飞行试验取得了圆满成功
1978~1981洲际导弹进行39次飞行试验,全面考核了导弹的设计和性能
中国整个导弹计划的发展,为航天运载火箭的发展奠定了坚实的基础。中国的多种运载火箭都是在此基础上改进而来的。而且在发展导弹的过程中,还发展了多种空间微小发送机,并使固体火箭技术逐渐成熟,同样为中国航天运载器和航天器的研制做出了巨大贡献。  
                  
 中国航天事业回顾:运载火箭系列
 作为一个必然的发展趋势,中国在导弹研制方面所取得的进展,推动了中国航天事业的起步。1958年,中国第一个运载火箭发射场开始兴建。1964年,中国第一枚载有小白鼠的生物火箭在安徽发射,进入了70千米高空,使中国的空间科学探测迈出了第一步。1965年后,鉴于中程导弹、各种探空火箭、固体火箭的研制和发射试验都取得了较大的进展,获得了必要的技术储备,中国一方面研制远程导弹,另一方面开始着手为发射人造卫星研制运载火箭。从此出现了长征系列运载火箭。
与远程导弹相比,运载火箭有两项新的要求:一是要能飞出稠密大气层,二是必须达到千米/秒的第一宇宙速度,也就是能在近地轨道绕地球作圆周运动的速度。中国长征系列运载火箭的第一种型号是长征1号,为三级火箭。它的第一级、第二级是在中远程导弹基础上稍加改进而来,采取这种措施不仅运载能力可以满足要求,成功的把握性大,而且可以保证进度,节省经费。长征1号的第三级是当时新研制的固体发动机,这种发动机能在600千米高空实现点火。
1970年4月24日,长征1号运载火箭首次发射成功,将中国的第一颗人造卫星东方红1号送入轨道。长征1号运载火箭研制成功和东方红1号卫星发射成功具有极其重要的意义,它标志着中国跨入了航天时代,同时也是中国拥有洲际核打击能力的公开宣言。
长征2号是以远程导弹东风5号为基础发展起来的,1975年,它成功地将中国第一颗返回式遥感卫星送入轨道。根据发射卫星的需要,70年代末又对长征2号进行改进,研制成功了著名的长征2号丙火箭,它的运载能力提高到吨。长2丙火箭可靠性很高,80年代进行了近10次发射均取得了成功。长征2号火箭的新型号长2丁,运载能力达到吨,是中国二级火箭中运载能力最大的一种。
70年代后期,中国航天技术已取得了举世瞩目的成就,但比照美、苏还有很大的差距,特别在卫星应用方面。1977年,中国在制定航天规划时,把通信卫星工程列为航天三大工程之一。为此中国发展了长征3号和长征4号火箭用来发射人造卫星。长征3号运载火箭是在长征2号火箭基础上研制的,第三级采用了低温高能的液氢液氧发动机,1984年4月8日,它成功地将东方红2号通信卫星送入了地球同步轨道,中国从此成为世界上少数几个能够发射地球同步卫星的国家。长征4号是全部采用常规液体推进剂的三级大型运载火箭,1988年9月7日,中国第一代气象卫星风云1号坐着长征4号,成功进入轨道。
1990年7月,一种新型大推力的长征2号捆绑火箭首飞告捷。它是一种采用捆绑技术的两级火箭,第一级在芯级周围捆绑4个液体助推火箭,第二级为一个芯级火箭。这枚火箭成功地为澳大利亚发射了两颗通信卫星,这标志着中国运载火箭技术攀登上一个新的高峰。
1994年2月8日,中国目前高轨道能力最大的运载火箭长征三号甲火箭首飞成功,把实践4号科学探测卫星和夸父1号模拟星送上了地球同步转移轨道。
随着2003年北斗一号导航试验卫星的发射升空,长征系列运载火箭至今已进行了第70次发射,发射成功率达到了90%,总体技术性能已经达到了国际一流水平,可以满足从小到大、从低轨到高轨道各种卫星发射的需要,甚至还能进行载人飞船及小型空间站的发射,充分展示了中国长征运载火箭的高可靠性。自1970年首次将东方红一号卫星送入太空以来,长征运载火箭共把52颗不同类型的国产卫星、27颗国外制造的卫星和4艘“神舟”号飞船送入了太空。
长征系列火箭主要型号基本参数列表
火箭名称全长起飞重量1起飞推力2首发时间
长征1号米吨104吨1970
长征2号32米190吨280吨1974
长征1号丁28米80吨112吨1975
长征2号丙35米191吨284吨1975
长征3号米202吨284吨1984
长征4号米249吨300吨1988
长征2号捆50米461吨600吨1990
长征3号甲52米240吨300吨1994
长征3号乙米426吨600吨1995
1。火箭起飞时所承载的总重量。2。火箭为克服自身重力,并为产生起飞所需加速度,所施加的推力。
中国火箭腾飞之地
1988年9月7日,由于长征4号运载火箭首飞成功,太原卫星发射中心初露锋芒。这座最新披露的发射基地隶属于中国卫星发射测控系统部,于一九六七年一月建成投入使用,坐落在山西省西北部的塞上高原,发射阵地群山环抱,地势高峻,海拔一千五百米左右,有独特的地理条件,适宜发射太阳同步轨道卫星,能满足多射向,多轨道,远射程的卫星发射需要。发射中心内拥有配套完善、性能可靠的发射测试设施,拥有现代化的高精度测量、控制系统及通信、气象保障系统,能够承揽气象、资源、通信等多种型号的中、低轨道卫星的发射任务。该中心迄今共进行了十四次卫星发射,共成功发射二十四颗卫星
这座新兴航天城,与酒泉,西昌两座航天中心一起,形成了中国火箭腾飞之地的崭新格局。(酒泉和西昌卫星发射中心前面已有介绍,参见世界十大发射场)。1999年10月曾有报道中国拟在海南三亚建立一个新的卫星发射中心,如果这个消息属实;那么在中国的版图上我们就可以看到4个亮点。  
                  
 中国航天事业回顾:卫星系列
 中国人造卫星研制的设想始于1958年,在1965年召开的第一颗人造卫星方案论证会上,研制计划正式纳入正轨。中国第一颗人造卫星东方红1号为球形多面体、直径1米,四周装有4根杆状天线。卫星总重173千克,包括结构、温控、能源、东方红乐曲播放装置、姿态测量等分系统。1970年4月24日长征1号运载火箭将东方红1号卫星发射升空。卫星进入近地轨道,其轨道倾角为,运行周期为114分钟。
继东方红1号之后,由上海航天局研制的实践系列科学卫星纷纷登场。实践1号的外形与东方红1号基本相同,差别在于72面球形多面体上,有28面贴有太阳电池,重约225千克。实践1号在东方红1号的基础上增加了太阳能供电系统、能自主控制工作温度的无源主动温度控制系统、与地面之间传输数据的长期遥测系统,及宇宙线计、X射线计、磁场强度计量等8个空间技术试验及探测项目。1971年3月3日,实践1号科学试验卫星由长征1号火箭发射升空,进入近地轨道。它十分长寿,在轨道上运行了8年多,向地面发回了大量科学探测和试验数据。
中国发射的几种应用卫星,如风云1
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