□作者: James Oberg
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中國成功將航天員送入太空，成為太空領域新的超級力量。
中國第一艘載人飛船“神舟”五號，搭乘1名航天員楊利偉于今年10月15日上午9點整成功發射。這艘9米長的飛船配備了兩對太陽能帆板和四台主引擎，設計搭載3人。這次載人航天飛行的成功，意味著中國成為繼俄羅斯和美國之後，第三個將載人飛船送入太空的國家。 |
“神舟”五號載人飛船的發射地點，位于中國西北邊陲戈壁灘上的酒泉衛星發射中心，它長9.2米，總重7790千克。今年10月15日上午9點整，中國通過發射“長征”2號F型火箭將“神舟5號”送入地球軌道。此前，4艘更早的“神舟”號飛船已經完成了地球軌道飛行。與這些無人飛船不同，“神舟”五號搭乘了 1名年輕的中國軍方航天員，成功完成了載人航天飛行，使中國成為第三個將人類送入太空的國家。
太空時代以來，盡管已經有來自36個國家的航天員進入過太空地球軌道，但他們乘坐的都是美國或俄羅斯的航天飛機。中國在自己的載人航天發展計劃中，學習並采用了由俄羅斯和美國首先開發的一些技術。“神舟”五號的很多特征都為太空專家所熟悉。乍一看，它就像是比俄羅斯“聯盟”號 (Soyuz)飛船稍大的翻版。但是，中國航天局自行研制了其中一些關鍵系統，而且“神舟”五號在某些方面的技術要優于“聯盟” 號。
“神舟”五號的首次載人飛行具有深遠的外交意義。除了提高中國的國際威望之外，中國希望這項計劃能促進本國航空航天、計算機和電子工業的進步。首次行動的成功，使中國將有可能在地球軌道建立自己的空間站。不出十年，中國在太空領域的作為可能遠遠超過俄羅斯和歐洲航天局。而且，如果中國成為繼美國之後最重要的太空力量，那麼，全新的“太空競賽”也許就近在咫尺了。
“神舟”五號的秘密
中國的太空雄心要追溯到1970年，當時，長征號運載火箭將中國首顆人造衛星送入地球軌道。這顆直徑1米的衛星在繞地球運行時，播放著愛國歌曲“東方紅”。1990年代初期，江澤民主席批準了中國載人航天工程啟動，這項決策引發了聲勢浩大的研制高潮，很多方面不亞于美國NASA在1960年代開展的“阿波羅”登月計劃。在酒泉，這個中國3個導彈衛星發射中心之中最老、最大的發射中心，一座新的火箭組裝大樓和發射台按時建成，並且已經于 1999年首次完成了無人“神舟”號飛船的飛行。盡管監督計劃實施的中國空間技術研究院，在諸如航天員的訓練等很多方面采取保密措施，關中國媒體還是刊登了載人飛船的許多技術細節。
“神舟”號包括三個艙。航天員將呆在咖啡杯形狀的返回艙中（按照NASA的說法，叫做返回艙）。這里有座椅（起飛時航天員可以水平躺在上面）、控制板等等。與返回艙前端相連的是筒型加壓的軌道艙，這里為航天員提供額外的工作空間。返回艙後端是圓柱形的推進艙，火箭引擎和電力系統就安裝在這里，它還配備了一對總面積為24平方米的太陽能帆板。
運載火箭的正式名稱是“長征”二號F型火箭，還有一個富于詩意的名字叫“神箭”。它是 “長征”二號E型（由中國軍用導彈發展而來的液體運載火箭）的升級，具有運載載人飛船的可靠性。與同系列運載較重負荷的其他運載火箭類似，它在原先4個主引擎的基礎上，又增加了4個捆綁式火箭助推器。所有的火箭都使用液體四氧化二氮和偏二甲 作為推進劑，而不是NASA航天飛機的主引擎所使用的液氫燃料，它雖然更有效但也更麻煩。“神箭”的發射推力為60.4萬千克力，介于“聯盟”號的標準助推器（41.1萬千克力）和“土星”1B型運載火箭（74萬千克力）之間，後者運載過幾艘“阿波羅”航天飛機進入地球軌道。
“神舟”五號的飛行路徑與前四艘無人飛船相同。在起飛之後，火箭朝東飛行，經過位于青島（這里有新建的測控站）的中國海岸線，然後以最大 5倍于重力的加速度飛越黃海。飛船一過日本九州島南部，就聯絡上大型測控船，並很快達到大約每秒8公里的軌道速度。“神舟”五號軌道傾角大約為42度，相對于國際空間站的52度軌道傾角，更靠近赤道。
為返回地球，“神舟”首先要拋棄軌道艙。接著，推進艙將啟動一台小型減速引擎，以便將載人飛船的速度降低到大約每秒200米。這時，地球重力可以將飛船拉到高層大氣層，而空氣阻力使它的速度進一步降低。由于預定著陸場位于酒泉衛星發射中心東部約500公里處的內蒙古四子王旗，飛船還在半個世界之外的南大西洋上空時，引擎就開始制動了。減速之後，軌道艙和返回艙分離，軌道艙在大氣中焚毀，而返回艙底部配備防熱大底，它可以抵擋返回大氣層時的高溫，保護航天員不受傷害。
“神舟“五號的著陸程序沿用了“聯盟”號和“阿波羅”號飛船的模式。經過較大負加速度的減速之後，返回艙在低層大氣中自由落下，在距離地面30公里高處張開漏斗形減速傘，接著打開更大的主降落傘，然後拋棄沉重的防熱大底。通過觸發返回艙底部的一組制動火箭，減緩它在大草原的落地撞擊。著陸場守候在的搜索救援隊立即奔向著陸點，接回航天員。
“聯盟”號的翻版
第一艘測試用無人飛船“神舟”一號于1999年11月20日發射，在軌道中飛行了不到一天的時間。在此後的三次飛行中（分別于2001年1月10日、2002年3月25日和2002年12月30日發射），每次飛船都在軌道上運行了一周時間，以便測試更多、更為精密的硬件設備。據報道，“神舟”二號還搭載了猴子、狗和兔子以測試飛船的生命支持系統。據稱，“神舟”四號已經具備了載人能力，具有搭載 3個人所需的全部裝備。事實上，據報道，飛行員在返回艙內參加了倒數計秒，僅僅在起飛前數小時才離開飛船。
由于“神舟”在外觀上與“聯盟”號類似，許多觀察家得出結論，認為中國的載人飛船是一架復制品，只不過做了少量改動。英國《簡氏航空指南》( Jane's Space Directory)的編輯David Baker認為︰“‘神舟’在相當程度上就是一艘‘聯盟’號，可以說它是現貨供應的。”但是，《中國航天計劃︰從概念到未來能力》的作者Brian Harvey批判了這種觀點。在談到低技術太空船和廣泛模仿別國設計問題時，Harvey說，“對于中國的太空計劃，存在很多誤解。它很大程度上反映了西方傳統偏見，認為中國不可能掌握這種技術。我認為，應該去看看這些年來中國實施他們計劃的方式，緩慢、耐心、謹慎、有紀律性地推進，仔細挑選技術方案，他們的確借鑒了別國技術，但只是在很有限的範圍內。”
大多數中立派專家都同意這種觀點。有些報告表明，盡管中國曾經想購買一架功能齊全的“聯盟”號飛船以供研究，但俄羅斯的開價太高，這項交易只得作罷。中國購買的航天飛船是精簡版，缺少很多關鍵系統。另外，中國至少獲得過一架在太空時代初期墜落在其境內的無人“聯盟”系列飛船。
“神舟”五號的三艙設計是一種合理安排，這種設計40多年前由美國和甦聯的研究小組獨立開發的。“神舟”五號不像現在的“聯盟”號，更像早期“聯盟”號和 “阿波羅”號的設計。它的返回艙與“聯盟”有幾分相似，其他艙則與俄羅斯和美國的設計完全不同。它的軌道艙有四台主引擎，而“阿波羅”號的軌道艙只有一台，“聯盟”號有一台主引擎和一台備用引擎。而且，“神舟”的大型太陽能帆板產生的電能是俄羅斯系統的好幾倍。另外，與“聯盟”號不同的是，中國的軌道艙自帶了太陽能帆板，並有獨立的飛行控制系統。在返回艙將航天員送回地球之後，軌道艙仍然可以作為無人控制微型實驗室，在太空獨立運行。
中國完全仿制的一個例子是宇航服，在飛行期間萬一座艙出現空氣泄露，它可以保護航天員。3名航天員返回地球時，死于意外的座艙泄壓事故，于是1972年俄羅斯采用了這種稱作“Sokol”的救生服，它的設計更為復雜，可用于太空行走。中國需要具有類似功能的宇航服，因此，在獲得 “Sokol”的設計樣本之後，他們進行了全盤仿制，從縫紉到色彩設計。
中國政府沒有隱瞞這些技術引用。新華社2002年的某期《嘹望》雜志刊登了一篇關于中國空間計劃的文章，其中寫道︰“中國和俄羅斯在1996年簽署空間合作協議之後，兩國在對接系統安裝、試驗太空船、飛行控制、維生系統，以及載人航天的其他領域展開了卓有成效的合作。俄羅斯空間技術的開發經驗，對于中國具有非常重要的啟迪意義。”
中國在提到對接系統時尤其坦誠。盡管多年來，俄羅斯和美國各自使用不同的對接系統來連接軌道中的太空船，“神舟”的照片顯示，中國選擇了俄羅斯的APAS-89系統。它有一個直徑為80厘米的加壓通道，四周布滿了傾斜的金屬瓣，能使兩個采用相同設計的太空艙互相對接。APAS-89最初是為俄羅斯和平號空間站開發，後來用于對接NASA的航天飛機和國際空間站（ISS）。盡管中國的主要興趣在于將太空船與自己的小型空間站對接，但是采用 APAS-89系統意味著“神舟”號還可以與航天飛機和國際空間站進行對接。
2001年1月10日，“神舟”二號無人飛船在夜晚發射。兩截式“長征”2F火箭底部有四個捆綁式助推器，為火箭增加了推力。 |
“長征”號的征程
“長征”運載火箭的發展也反映出中國的策略，它源于以前科研及商業用途的火箭，但已進行了相當的改進。據“長征”2F運載火箭的總設計師劉竹生稱，它的可靠性達到97%，也就是說，每100次發射只可能出現三次失敗。（未經改進的長征運載火箭的可靠性為91%。）而且，萬一發射出現事故，“神舟”可以與火箭助推器分離。劉竹生去年1月在接受新華社記者采訪時，介紹了一種新的故障診斷系統，用來監視助推器的狀態，而且在必要時，可以啟動備用裝置或者啟動逃逸系統。他說，逃逸系統可以保證航天員逃生的成功率為99.7%。
1960年代初期，NASA牽引火箭計劃中為發射 “水星”號開發了逃逸系統，後來又被“阿波羅”號和“聯盟”號太空飛船的設計者們所采用，“神州”五號的逃逸系統也是以此為基礎。“神舟”號前端逃逸塔上安裝了一組固體推進劑火箭，萬一發生事故，可以使飛船脫離助推器，然後，借助降落傘著陸。從起飛前15分鐘到起飛後160秒（此時飛船已經到達距離地面 110公里的高空），固體推進劑火箭都處在準備狀態。
在接受人民日報社采訪時，運載火箭系統總指揮黃春平向記者展示了助推器的模型。它的有效載荷整流罩上有4個柵格翼，環繞著“神舟”號，用來保持“神舟”號逃離助推器時的穩定。他解釋說︰“這是逃逸系統中最困難的部分，我們曾經咨詢俄羅斯專家，但是他們要價100 0萬美元，最終是依靠自己的力量解決了。” 這以後的大多數“神舟”系統，都是沿用這種模式:研究前人工作，然後獨立設計實際飛行器。
航天員是“Astronauts”還是“Taikonauts”？
中國的確在訓練航天員上接受過俄羅斯的幫助。作為兩國1996年合作協議的一部分，兩名中國軍方飛行員（吳杰和李金龍）在位于莫斯科外衛星城的加加林航天員訓練中心接受訓練。據報道，他們負責中國侯選飛行員的訓練計劃。後來，中國又挑選了另外12名飛行員，組成中國第一支航天員小組。去年1 月，香港報紙提名成龍為首次載人飛行的首選人。
中國航天員都是受過大學教育的年輕噴氣機飛行員，擁有超過1000小時的飛行經驗。和“聯盟”號一樣，“神舟”的座艙空間很有限，因此對身材有要求︰航天員都要低于170厘米，體重不超過65公斤。對于中國航天員的稱呼仍然爭論不休︰一位中國太空愛好者發明了“taikonaut”這個詞，源自“太空”的漢語拼音“tai kong”，而中國官方和報紙更喜歡用“航天員”。
在“神舟”任務的準備過程中，中國大力改善了用于航天研究和訓練的設施。北京西北郊唐家嶺的航天城里新建成了航天員訓練中心，擁有壓力艙、飛行模擬器、離心機和著陸沖擊塔，並配有航天員教室和醫療設施。這里的空間技術研制試驗中心配備了飛船設備廳、航天環境模擬器（包括世界第五大真空室）和振動測試設備。 “神舟”五號的指揮控制中心也坐落在這里。
除此之外，中國還擁有4艘用來跟蹤火箭和飛船的遠洋船。這些“遠望”號測量船部署在太平洋上來監測軍方的導彈發射試驗，在印度洋上來指揮衛星進入同步軌道。這次，它們被派遣到南大西洋、印度洋和南太平洋，以支援“神舟”五號的飛行。俄羅斯曾經使用過類似的艦隊，但是由于預算制約，不得不在 1990年代將其舍棄。中國沒有購買俄羅斯的測量船，而是自己建造。
“神舟”五號返回地球經過南大西洋上空時，需要執行一些關鍵的地面控制，因此中國在2000年與非洲納米比亞簽訂了協議，在斯瓦科普蒙德附近建造了一個陸地測控站。工程于2001年初動工，年底完成。5名工作人員常駐于此，在執行任務期間，職員人數將增加到20名。該測控站位于“神舟”返回軌道的正下方，由于飛船與國際空間站的軌道傾角不同，納米比亞基地不能跟蹤從國際空間站返回的飛行。這些安排表明︰盡管“神舟”與空間站的對接系統相吻合，但中國近期還沒有興趣訪問它。
中國的目標
1999年“神舟”號無人試驗飛船首航成功，大大激發了中國人的民族自豪感。《人民日報》贊美其為“航天史上的里程碑，震撼世界！”但是考慮到“神舟”計劃的花費巨大，據官方稱，當時已經用了人民幣190億元（23億美元），中國所期望的當然不僅僅是給人“感覺良好”的大字標題。政府希望借助載人航天計劃的成功，提高中國的國際地位以及高科技輸出的聲譽，賦予中國更強大的外交和商業能力。而且，中國將航天技術視為迅速追上西方國家和日本技術水平的關鍵。國務院新聞辦公室在2000年發行的白皮書中稱，航天事業是“國家整體發展戰略的重要組成部分”。《現代兵器》雜志（軍事技術研究所月刊）2000年第6期刊登的一篇文章指出︰載人航天計劃“將提高我國計算機、航天材料、制造技術、電子設備、系統集成和測試等領域的水平。”文章還提到︰飛船導航、推進、維生及其他子系統的開發經驗，可以應用到“具有軍事和民用雙重用途的項目”。
中國計劃依靠相對薄弱的技術基礎，構建一支不尋常的獨立航天力量。與美國廣泛發展航空技術的各個領域不同，中國集中于那些能夠與其他國家競爭，取得優勢的領域。在《中國日報》2000年4月的一篇文章中，中國國家航天局局長欒恩杰解釋說︰“國家的財力有限，工業基礎和技術基礎還很薄弱，我們不具備在航天各個領域全面趕超世界先進水平的實力。”
盡管還遠遠不能挑戰美國在航天領域的地位，中國有著更切合實際的目標。如果說新的太空競賽已經開始，那麼中國將處于第二位。自1990年代以來，俄羅斯的空間計劃已經淡出，目前僅僅依靠向西方客戶大量出售來維持其空間能力。中國的GNP總值（譯注︰GNP是一年當中由本國國民在國內外新生產的商品與服務的附加價值總和。）和國家預算是俄羅斯的五倍，要做到經費投入超過在太空競賽上美國的前任主要對手，並不是什麼難事。但是中國不打算太過囂張。中國過去十年在“神舟”項目上花費了23億美元，這僅略微超過NASA每年用于航天飛機費用的一半。中國航天計劃的萌芽開始讓歐洲航天局（ESA）黯然失色，他們在發射無人商業衛星領域處于世界領先水平，但從來沒有將航天員送入地球軌道。ESA各成員國政客們覺醒了，開始追加航天研究預算。航天專家兼作家Harvey認為︰在未來五年內，中國將可以挑戰歐洲的年發射率（大約每年發射10次）。他還指出︰ “歐洲的發射主要用于商業和科研，而中國將主要集中在包括氣象和偵察衛星等應用和載人計劃方面。”2001年，已退休的歐洲航天局科學計劃前主任 Roger-Maurice Bonnet稱，歐洲政府必須做出政治決策，投入更多經費來維持歐洲在航天研究領域世界第二的地位（僅次于美國）。他警告說︰否則，中國將在10年內超過歐洲。
許多航天專家都認為中國有追趕歐洲和俄羅斯的想法是完全可能的。Joan Johnson-Freese說︰“中國當然有推動其航天計劃的政治決心。”他曾為亞太安全研究中心的專家，目前在美國海軍軍事學院工作。“（中國）認識到美國和前甦聯在1960年代競相發展航天技術，給提高國家在國內外聲望方面帶來了各種好處，也正是由于技術、工業、經濟的利益促使歐洲隨後進入了太空。”
中國航天官員已經為首次載人“神舟”行動安排好後續計劃，足以見證其決心。中國航天科技集團公司總經理張慶偉今年1月份告訴《人民日報》的記者︰“軌道艙可留在軌道上數個月，繼續進行空間科學探測和技術試驗，為今後我國載人航天工程建設實施第二步---飛船和空間飛行器交會對接的突破奠定基礎。”觀察家們普遍將這句話理解為︰在不久的將來，“神舟”號載人飛船將與“神舟”五號留在太空的無人軌道艙匯合並對接。
一旦具備這種能力，中國將會進行“神舟”與小型空間站實驗室的對接。前面提到《嘹望》雜志2002年的那篇文章描述了這一發展計劃︰“載人航天獲得成功之後，中國將立即發射一座試驗艙，可供航天員短期停留。”其他報道描述試驗艙為︰“允許人類短期停留的實驗室”。接下來，將會把一個可供長期停留的空間站送入地球軌道。去年1月，一些未透露姓名的官員向新華社記者提供了更多背景資料︰“中國下一步將努力在載人飛船和航天器的對接技術上實現突破，並發射空間實驗室。在這之後，還將建立一個長期載人空間站，解決與大範圍空間科學試驗和應用技術相關的問題，並為人類和平開發外空間做出貢獻。”
專門研究俄羅斯和中國技術的英國航天顧問Phillip S. Clark預計，在未來兩年之內，中國可能要發射一座12至14噸重的小型實驗室。他還預測，在2006或2007年，中國將會把更大的空間站送入軌道，它相當于1970年代和1980年代俄羅斯發射的“禮炮”號空間站。最後，他相信，中國將開始研究軌道組裝與130噸重的俄羅斯“和平”號結構類似的空間站。
此外，中國已經加速布署通信、氣象、導航以及航天研究用無人衛星。中國官方也在討論到2010年時，實現小型遙控飛行器的登月計劃。有些西方媒體曾報道，中國還想將航天員送上月球，但這來自非官方消息，也可能因為翻譯有誤。一次載人登月飛行要比“神舟”計劃昂貴許多倍，但回報卻不見得高很多。
根據Harvey等航天專家的觀點，將航天員送入地球軌道已經足以讓世界對中國刮目相看。“這會讓人產生中國已經成為太空超級力量的感覺，”他說。“如果中國發射自己的‘禮炮’號空間站，全世界尤其是亞洲地區將為之震驚。”中國航天計劃的目標與美國、俄羅斯或歐洲存在明顯不同。從已經建好的硬件設備和基礎設施來判斷，在可以預見的將來，中國顯然打算走一條自己的道路來發展航天事業。
[柯江華/譯 楊光/校]
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文章作者:James Oberg
責任編輯:skylook
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