作為我國空間實驗室的雛形,天宮一號凝聚了幾代航天人的心血與夢想。如今被看作“親人”的天宮一號已然進(jìn)入軌道,曾與它朝夕相處、經(jīng)歷難舍離別的我國空間站先行者與探路者們此刻在思考什么?天宮一號目標(biāo)飛行器總設(shè)計師張柏楠表示,天宮一號體現(xiàn)了中國載人航天事業(yè)的特點:用最小的試驗樣本突破關(guān)鍵技術(shù),并獲取最大的實驗成果,即用最少投入換取最大產(chǎn)出。
“老友”遠(yuǎn)行
天宮一號的任務(wù)是驗證空間站的關(guān)鍵技術(shù),為將來建造空間站打基礎(chǔ)
記者:能不能幫我們介紹一下已經(jīng)順利進(jìn)入軌道的這位“老朋友”?
張柏楠:天宮一號是我國第一個低軌道、長壽命的大型載人航天器,它的設(shè)計壽命是兩年,重8.6噸。
記者:設(shè)計上有哪些利于航天員居住的特點?
張柏楠:主要分為兩個艙。前艙實驗艙是全密封環(huán)境,對接完成后航天員進(jìn)艙進(jìn)行工作、訓(xùn)練,一些必要的生活活動、睡眠等也都在這里進(jìn)行。后艙是資源艙,內(nèi)置動力系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)和能源。密封的實驗艙內(nèi)航天員活動空間有15立方米,相比神舟飛船有了很大擴展,更加適合航天員長時間居住。
記者:天宮一號在突破技術(shù)難關(guān)方面承擔(dān)了哪些任務(wù)?
張柏楠:天宮一號作為目標(biāo)飛行器,首先要配合神舟八號突破交會對接技術(shù);一旦對接成功,神舟八號?筷P(guān)機,轉(zhuǎn)由天宮一號控制兩個飛行器飛行,這時又要考驗其組合體控制技術(shù)。
記者:天宮一號在開啟中國未來空間站建設(shè)的工程中,承擔(dān)了哪些任務(wù)?
張柏楠:實際上天宮系列目標(biāo)飛行器就是空間實驗室的一個雛形,無論是天宮一號,還是后續(xù)陸續(xù)發(fā)射的載人航天器型號,主要任務(wù)都是要驗證空間站的關(guān)鍵技術(shù),為將來建造空間站打基礎(chǔ)。
太空之吻
天宮一號不僅要控制好自己,還要照顧并控制好神舟八號的狀態(tài)
記者:在與神舟八號的“太空之吻”中,天宮一號將扮演什么樣的角色?
張柏楠:它是交會對接的“班組長”,扮演著一個引導(dǎo)者和指揮管理者的角色,始終掌控著工作進(jìn)度。當(dāng)神舟八號進(jìn)入預(yù)定軌道,開始搜尋和探索天宮一號的倩影,這時天宮一號就會相應(yīng)地向?qū)Ψ教峁┮龑?dǎo)信號,告訴對方“我在這里”,并始終給追蹤飛行器提供引導(dǎo)信息。等到雙方終于“敖包相會”,實現(xiàn)對接后,神舟八號就將“大權(quán)”上交,安心地?吭谔鞂m一號身邊,按照其指令和控制來飛行。這時,天宮一號不僅要控制好自己,還要照顧并控制好神舟八號飛船的狀態(tài)。
記者:就是說天宮一號有著雙重的管理任務(wù)?
張柏楠:是的。完成組合體的控制和管理,并非易事。以前衛(wèi)星也好、飛船也好,都是自己管自己,而現(xiàn)在天宮一號不能再獨善其身。對接完成后,天宮一號要為神舟八號供電,起碼滿足500瓦的供電能力,以補充飛船能源不足的問題,這同時也是對將來空間站整個能源系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一管理技術(shù)進(jìn)行試驗驗證。整個組合體的姿態(tài)和軌道也都要由天宮一號來統(tǒng)一控制,控制重量翻了一番,等于從輕裝上陣到負(fù)重前行,無論是指令還是遙測,雙方都要重新適應(yīng)。
記者:在技術(shù)上有哪些創(chuàng)新和探索?
張柏楠:天宮一號里有很多未來空間站會用到的技術(shù)和設(shè)備,比如大型控制力矩陀螺。飛船短期飛行靠發(fā)動機控制,中型衛(wèi)星靠動量輪控制,而空間站這種大型空間設(shè)施則要靠力矩陀螺才能控制。此外,天宮一號應(yīng)用的電池發(fā)電效率高達(dá)27%~28%,已經(jīng)跟國際先進(jìn)水平相差無幾。在信息傳輸上,也改變了以往依賴地面的被動局面,轉(zhuǎn)而依靠中繼衛(wèi)星實現(xiàn)更快更高效的通訊。在軌補加技術(shù)也是未來空間站的一個關(guān)鍵技術(shù),天宮一號就可以實現(xiàn)推進(jìn)劑在軌補充,其先進(jìn)的金屬膜殼儲箱未來就可以直接應(yīng)用于空間站的推進(jìn)系統(tǒng)。
記者:天宮一號體現(xiàn)了中國載人航天的哪些特點?
張柏楠:用最小的試驗樣本突破關(guān)鍵技術(shù),并獲取最大的實驗成果,即用最少投入換取最大產(chǎn)出。
中國之路
我國載人航天有兩點非常英明,一是務(wù)實高效不爭第一,二是三步走戰(zhàn)略
記者:您認(rèn)為我國載人航天事業(yè)目前在國際上處于一個什么樣的水平?
張柏楠:參與載人航天活動的國家很多,但是真正能夠獨立完整掌握載人航天技術(shù)的很少。前蘇聯(lián)加加林是第一個進(jìn)入太空的航天員,美國的載人航天實力也相當(dāng)強。相對而言,從技術(shù)水平和品種方面等,中國排在第三。
記者:中國的載人航天跟國外比有什么特點?
張柏楠:目標(biāo)明確,而且務(wù)實高效。載人航天最開始是在冷戰(zhàn)背景下出現(xiàn)的。當(dāng)時前蘇聯(lián)和美國為了爭世界第一,在這方面下的本錢非常大。美國阿波羅登月的時候,最高投入時航天載人投資占整個GDP的4%。我國1992年開始論證載人航天,那時有兩個特點,今天來看非常英明。一是務(wù)實,不爭第一,沒有像前蘇聯(lián)、美國那樣,你有什么我也得有,你有航天飛機我也得有。當(dāng)時我參加過論證,那時候是航天飛機最熱門的時候,當(dāng)時咱們也論證過航天飛機的方案,但是在最后方案選擇時,包括咱們的領(lǐng)導(dǎo)和專家非常務(wù)實,沒有去趕時髦,認(rèn)為還是飛船切合實際。另外在立項時,我們搞的
是載人航天三步走戰(zhàn)略,是以空間站為目標(biāo),一步一步實現(xiàn)最終目標(biāo)。
航天之重
什么都第一,但航天要是第二,就什么都第二了
記者:有人說“中國要在世界上成為有影響的強國,航天發(fā)展是戰(zhàn)略性的支持基礎(chǔ)”,您如何理解這句話?
張柏楠:這是因為它本身處于很特殊的地位。首先,地球的資源是有限的,但是空間資源是無限的,這是其他領(lǐng)域無法比擬的。第二,空間飛行器的特殊位置,軌道的位置應(yīng)該說是非常有利的,這也是在地面很多無法替代的,這也是為什么有了導(dǎo)航、遙感、通訊等領(lǐng)域。空間的位置是有戰(zhàn)略意義的。第三,從技術(shù)來講,航天事業(yè),包括載人航天事業(yè),應(yīng)該是綜合運用了當(dāng)前各個領(lǐng)域領(lǐng)先的技術(shù),是整個國家技術(shù)水平的體現(xiàn),它同時也可以帶動整個技術(shù)的發(fā)展。所以整個航天的發(fā)展,各國都把它作為一個國家實力的象征。
記者:所以我國航天事業(yè)的發(fā)展引發(fā)了廣泛的國際關(guān)注?
張柏楠:比如神舟飛船發(fā)射成功以后,當(dāng)時的俄羅斯總統(tǒng)普京給胡錦濤主席發(fā)賀電,賀電是這么寫的:“祝賀貴國在全面發(fā)展、成為現(xiàn)代世界強國進(jìn)程中取得的重大進(jìn)步!睂嶋H上載人航天是一個標(biāo)志,各國都是這么認(rèn)為的,包括美國麻省理工學(xué)院最近也在研究載人航天發(fā)展,最后認(rèn)為火箭也好,航天器也好,尤其是載人航天,認(rèn)為它是國家實力和意志的標(biāo)志。比如美國前總統(tǒng)約翰遜說,在全世界眼里,沒說的,航天第一。什么都第一,但航天要是第二,就什么都第二了。所以它是對國家發(fā)展非常有力的戰(zhàn)略支持和體現(xiàn)。
強國夢想
現(xiàn)在很多技術(shù)不能滿足發(fā)展的需求,這就是差距
記者:我們已經(jīng)進(jìn)入了航天大國的行列,那是否可以說我們已經(jīng)進(jìn)入航天強國的行列?
張柏楠:我個人理解,大國和強國之間還是有差別的。作為大國來講,就是數(shù)量和質(zhì)量上的差別。比如從衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量來看已經(jīng)位居世界第三,僅次于美國和俄羅斯。但是作為一個強國來講,第一,不論干什么,包括航天事業(yè),必須得滿足社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,這是一個標(biāo)準(zhǔn)。第二是技術(shù)水平,數(shù)量多不等于你水平高,這是目前我國的普遍現(xiàn)象,這方面還是有差距的。第三,中國航天事業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在,門類基本齊全了,各種衛(wèi)星我國都有了,各個衛(wèi)星門類的水平還是有差距的。第四,最需要創(chuàng)新的就是積極探索新的領(lǐng)域,就是別人沒有干過、沒有嘗試過的東西我們來先做,這也是一個強國的標(biāo)志。最后,影響力。你做的事情別人會關(guān)注、會傾聽你的意見,甚至跟著你的意見來走。
記者:縱觀全局來說,您認(rèn)為我國航天事業(yè)發(fā)展的空間和后勁如何?
張柏楠:雖然這些年我國取得了很多成就,但必須客觀來看問題,自己要冷靜。只有承認(rèn)有差距,發(fā)展才有動力。雖然咱們領(lǐng)域全了,但是各個方面還有差距。比如說遙感分辨率,就不能滿足我國城市交通、資源,包括抗震救災(zāi)的要求,F(xiàn)在很多技術(shù)不能滿足發(fā)展的需求,這就是差距。從后勁來講,現(xiàn)在進(jìn)入了一個非常好的階段。因為大家承認(rèn)有差距,這個時候才有動力。
■對話人物
張柏楠神舟六號飛船、神舟七號飛船、天宮一號目標(biāo)飛行器總設(shè)計師。1962年出生于黑龍江齊齊哈爾,畢業(yè)于國防科技大學(xué)。1997年,35歲的他出任載人航天工程飛船系統(tǒng)副總設(shè)計師。2004年接任戚發(fā)軔院士,擔(dān)綱載人飛船系統(tǒng)、空間實驗室系統(tǒng)總設(shè)計師。
本報記者張然 商西綜合《中國航天報》
新華網(wǎng)報道 圖/CFP