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作者：潘占春/徐蓓 日期：2022-07-01
圖片由“深圳市民文化大講堂”提供
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■潘占春
在不久前舉辦的“深圳市民文化大講堂”上，我國首批航天員、深圳市科技傳播促進會會長潘占春做了題為《一飛沖天——航天事業(yè)的科技發(fā)展史》的精彩講座，并分享了自己從事航天工作多年來的心得與感悟。
地球養(yǎng)育了我們幾十億人，它就像一個搖籃。但是，不可能所有人都永遠生活在搖籃里，我們未來的目標(biāo)是要奔向更深、更遠的太空。
很多青少年都有航天夢。要成為一名航天員，可能不是每個人都能實現(xiàn)的，但是要成為一名航天科技專家，只要從小播種熱愛航天事業(yè)的種子，我相信很多人都能夠夢想成真。
——潘占春
楊利偉經(jīng)歷的生死26秒
中華民族自古以來就有很多美麗的傳說，從嫦娥奔月到敦煌的飛天壁畫，都反映出人們對神秘太空的向往。但是，直到1961年蘇聯(lián)宇航員加加林代表人類突破大氣層到太空中翱翔，人們才真正揭開了神秘宇宙的面紗。
1957年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，從此拉開了美國和蘇聯(lián)航天競爭的序幕。到1969年，美國宇航員阿姆斯特朗率先登上了月球。在美蘇相繼發(fā)射載人飛船的時候，我們國家因為工業(yè)底子薄、技術(shù)力量不夠雄厚，航天科技才剛剛起步。但是，我們有信心，也有決心。在黨中央的領(lǐng)導(dǎo)下，我們依靠自己的力量研制出了兩彈，緊接著又發(fā)射了我們自己制造的人造地球衛(wèi)星，這就是我國航天事業(yè)發(fā)展的起始階段。
很快，研制返回式衛(wèi)星被提上了議事日程。
當(dāng)返回式衛(wèi)星進入稠密的大氣層時，也就是100公里到60公里高度的時候，它由于高速前行與空氣產(chǎn)生摩擦，進而發(fā)生劇烈燃燒，所以對于返回式衛(wèi)星來說首先需要接受考驗的就是燒蝕技術(shù)。現(xiàn)在我們采用的方法是熱燒蝕涂層，也就是在飛船的外部加上一層燒蝕涂層，通過燃燒涂層把熱量帶走，從而保證航天員的生命安全以及艙內(nèi)的儀器設(shè)備不受影響。
1992年9月21日，中國載人航天工程正式得到批準(zhǔn)，所以，中國載人航天工程也叫“921工程”。實事求是地說，當(dāng)時我們的航空技術(shù)落后美國和蘇聯(lián)基本上有60年，怎么迎頭趕上呢？這絕不是計算方程這么簡單。
載人航天工程是一個系統(tǒng)工程，它包括航天員、飛船應(yīng)用、載人飛船、運載火箭、發(fā)射場、航天測控與通信、著陸場七大系統(tǒng)，每一個系統(tǒng)又包含許多子系統(tǒng)。自從這個項目實施之后，全國的“千軍萬馬”都被調(diào)動起來，投入這項巨大的工程中。
經(jīng)過8年的技術(shù)和工程開發(fā)，“神舟”號飛船成功進行了4次無人試驗發(fā)射，一直到2003年10月15日，航天英雄楊利偉終于代表我們中華民族實現(xiàn)了千年的飛天夢想。
到目前為止，世界上能夠獨立選拔、培養(yǎng)航天員的只有3個國家——俄羅斯、美國和中國。經(jīng)常有人問我：中國載人航天面臨的最大挑戰(zhàn)是什么？我的回答是，沒有最大的挑戰(zhàn)，只有更大的挑戰(zhàn)，每一步都是挑戰(zhàn)。從“神舟一號”發(fā)射，一直到“神舟五號”真正實現(xiàn)載人飛行，每一次發(fā)射對科學(xué)家、對航天員來說都是巨大的挑戰(zhàn)。
最驚險的莫過于楊利偉所經(jīng)歷的生死26秒。“神舟五號”從地面點火開始，到火箭的整流罩與飛船分離，需要3分20秒。就在這段時間里，火箭的整流罩殼體和火箭發(fā)動機之間發(fā)生了可怕的低頻共振現(xiàn)象。楊利偉后來講，他當(dāng)時感覺像幾百面大鼓在身邊同時敲響，震得五臟六腑一起翻滾，他閉著眼睛說不出話，甚至感覺自己可能就要犧牲了。直到整流罩與飛船分離后，舷窗透進了陽光，他不由自主地眨了一下眼睛，我們在指揮大廳的屏幕上看到他好好的，這才放下心來。好在有驚無險，經(jīng)過了近24小時的飛行，楊利偉終于順利地著陸于內(nèi)蒙古的四子王旗著陸場。我國首次完成了載人航天任務(wù)，這是一個歷史性的進步和突破。
太空漫步和太空打靶
2005年，“神舟六號”實現(xiàn)了多人多天的太空飛行。楊利偉只是一個人飛了一天，“神舟六號”則是聶海勝和費俊龍兩位宇航員完成了多天飛行。到“神舟七號”時又有了進一步突破，航天員走出航天器，真正實現(xiàn)了漫步太空。
漫步太空有什么技術(shù)難度呢？難度非常大?！吧裰哿枴甭櫤俸唾M俊龍穿的航天服叫作艙內(nèi)航天服，它的作用是能在飛船意外失壓、減壓的情況下，迅速充氣，保證人體不受低壓的損傷。1967年，3名蘇聯(lián)航天員曾經(jīng)因為沒穿航天服去執(zhí)行任務(wù)，回來時氣壓閥意外打開，造成3名航天員喪生，這是一個非常沉痛的教訓(xùn)。
和艙內(nèi)航天服不同的是，艙外航天服需要保護航天員面臨宇宙空間的各種危險。第一是氣溫的巨大落差。飛船繞地球一周的時間是一個半小時，也就是說45分鐘是在白天，45分鐘是在黑夜。白天時航天服表面的氣溫達到170攝氏度，黑夜時氣溫則達到零下150攝氏度，所以，艙外航天服要經(jīng)受得住高低溫的循環(huán)變化；第二是有抗壓功能，保證航天員在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境內(nèi)生存；第三要有抗輻射功能，因為人出艙后會受到宇宙射線的侵蝕，全靠艙外航天服來保護。除此之外，艙外航天服還具有動力、電力、制氧、循環(huán)導(dǎo)熱等多種輔助功能，能幫助航天員迅速冷卻運動時自身產(chǎn)生的熱量，從而安全地實現(xiàn)漫步太空。
“神舟九號”的任務(wù)是為空間站的建設(shè)打基礎(chǔ)。空間站并不是整體發(fā)射上去的一間房子，而是像積木一樣一個艙一個艙地連接起來，這需要一項特殊的技術(shù)，叫作交會對接。兩個飛行器在太空中相遇，這叫交會；而真正地連接在一起，實現(xiàn)無縫銜接，這叫對接。“神舟九號”飛船與“天宮一號”的手動交會對接成功，標(biāo)志著我國繼楊利偉突破天地往返、翟志剛突破出艙活動技術(shù)之后，完整掌握了載人航天三大基礎(chǔ)性技術(shù)中的最后一項。
這項技術(shù)還有一個別名，叫作“太空打靶”。宇航員劉旺通過手動交會對接，實現(xiàn)了“太空十環(huán)”。也就是說，目標(biāo)飛行器“天宮一號”上有一個十字靶標(biāo)，對接飛船上也有一個十字靶標(biāo)，這兩個十字靶標(biāo)穩(wěn)穩(wěn)地貼合在一起，這就是“太空十環(huán)”。那么九環(huán)可不可以呢？大家可以設(shè)想一下，太空中漂移的兩個物體，一旦交接時控制不準(zhǔn)，極有可能發(fā)生航天器相撞事故，那可是致命的風(fēng)險。所以說，航天員在訓(xùn)練手動交會對接這個項目時，每個人至少要準(zhǔn)確完成1000次的十環(huán)，才能勝任這項工作。
從“神舟五號”到“神舟九號”，每一次飛行都不是技術(shù)的簡單重復(fù)，而是一步一個腳印、一步一個跨越實現(xiàn)的。
女航天員閃亮登場
“神舟九號”還有一點突破，那就是我國第一位女航天員劉洋的加入。到了“神舟十號”發(fā)射時，我國第二位女航天員王亞平又閃亮登場。2013年，王亞平為全國6000萬中小學(xué)生進行了一場生動的太空授課，向大家演示了太空生活是什么樣的、太空中有哪些奇妙的現(xiàn)象等等。比如，在失重的情況下，把一瓶礦泉水倒出來，它不會像地球上那樣，而是會形成一個比較大的水球，因為水的表面張力在微重力情況下會讓水珠自動黏合在一起，這就是太空中的奇妙景觀。
“神舟十一號”發(fā)射，景海鵬二度飛天，他和新伙伴陳冬有一項特殊的任務(wù)——太空養(yǎng)蠶。大家知道，中國是最早利用養(yǎng)蠶取絲的國家，有一個中學(xué)生在提案中建議把蠶寶寶帶到太空中去養(yǎng)，結(jié)果，兩位航天員真的把蠶寶寶帶上了天，而且飼養(yǎng)得非常好。他們還把蔬菜種子也帶上了太空，種植的蔬菜長勢喜人。
景海鵬和陳冬在太空中待的時間首次突破了一個月，達到33天。到“神舟十二號”的時候，聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員成為“天和”核心艙的首批“入住人員”，并在軌駐留了3個月。
他們返回地球以后，我分別給他們打電話慰問，并詢問他們感覺如何，他們都說挺好，只是感覺有點累。這就好比連續(xù)上三個月班，而且45分鐘白天、45分鐘黑夜，生活節(jié)奏都被打亂了?！疤旌汀焙诵呐摰目臻g雖說比飛船大一點，但仍比較狹小，其中還充斥著各種儀器設(shè)備的噪聲。此外，航天員要承受因失重帶來的身體變化，尤其是血液重新分布帶來的不適。平時我們在地球上已經(jīng)適應(yīng)了1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的重力環(huán)境，即使人平躺著，血液也不會往頭上涌。但是失重以后就完全不一樣了，沒有了地心引力的影響，心臟會不停跳動，血液會重新分布。血液大量涌向頭部后，初期你會感覺鼻塞、頭暈，嚴(yán)重時會出現(xiàn)空間暈動病。簡單來說，有點像暈車、暈船的癥狀，惡心、嘔吐、嗜睡，不想干活，也不想吃飯，怎么都難受。這對航天員來說是一個非常嚴(yán)峻的考驗。
2021年10月16日發(fā)射“神舟十三號”，3位航天員突破性地在軌駐留了183天。其中，王亞平成為我國第一個太空漫步的女航天員。事實上，出艙行走、太空漫步對一個人的體力消耗是非常大的，尤其是連續(xù)工作五六個小時，在艙外沒有休息時間?；氐脚搩?nèi)后，王亞平的靴子里有很多汗水。可見，航天員對意志品質(zhì)、身體素質(zhì)的要求都是非常高的。
航天科技如何惠及于民
為什么要花那么多的人力物力去搞載人航天、月球探測、火星探測呢？其中有一個原因，那就是航天科技可以惠及于民，可以全面帶動產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。因為載人航天、深空探測是一個系統(tǒng)工程，這些系統(tǒng)工程的標(biāo)準(zhǔn)要遠遠高于人們?nèi)粘Ｉ钏璧臉?biāo)準(zhǔn)。比如，我們現(xiàn)在的純凈水技術(shù)，就是來源于航天科技，是為了保證航天員的飲水安全而發(fā)明的。當(dāng)時，創(chuàng)造性地通過加入銀離子等手段制造出了純凈水。這項技術(shù)普及后，迅速降低了成本。這就是航天科技給我們的日常生活帶來的便利。
還比如，一項航天實驗證明了無土栽培和淺土壤栽培的可靠性。疫情期間，很多人都在自家陽臺上種菜，其實這項技術(shù)我們早就驗證過了，可以迅速推廣和普及。在陽臺上種植蔬菜，第一可以陶冶情操，第二可以綠化環(huán)境，第三還可以部分解決蔬菜供應(yīng)問題。這種技術(shù)并不復(fù)雜，這也是航天科技成果轉(zhuǎn)化的一個小小的內(nèi)容。
此外，還有太空食品的研發(fā)和轉(zhuǎn)化。為什么太空食品一直沒有走入百姓的生活呢？這與產(chǎn)量有關(guān)，也與食品標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。太空食品的標(biāo)準(zhǔn)可能是最高級的。不是說航天員要吃海參之類的滋補品，航天員的飲食其實和大家差不多，只是在選材和測試標(biāo)準(zhǔn)上極其嚴(yán)格，要保證食品絕對不出任何問題。近年來，我們陸續(xù)研發(fā)了很多太空食品。比如太空豆?jié){，它不像普通豆?jié){那樣有豆渣殘留，而且不加任何添加劑，口感非常好，保質(zhì)期可達一年。我們還推出了太空精釀啤酒，因為太空中液體很不容易攜帶，尤其是在起飛的過程中，震動和沖擊對食物的壓力非常大，所以我們開發(fā)了一個新產(chǎn)品，那就是固體啤酒。把啤酒做成凍干狀，在天上只要往里面加一點水，就能變成想要喝的啤酒。這是太空科技的衍生品，我想未來這種太空食品也會走上千家萬戶的餐桌。
很多青少年都有航天夢。要成為一名航天員，可能不是每個人都能實現(xiàn)的，但是要成為一名航天科技專家，只要從小播種熱愛航天事業(yè)的種子，我相信很多人都能夠夢想成真。所以我建議，對那些有志于航天事業(yè)的青少年，父母可以帶他們?nèi)ヂ牶教炜破罩v座，去參觀航天發(fā)射場和一些航天基地。通過學(xué)習(xí)更多的航天科技知識，讓孩子們感覺到航天并沒有想象中那么神秘，從而讓他們有興趣投入航天科技中來。
地球養(yǎng)育了我們幾十億人，它就像一個搖籃。但是，不可能所有人都永遠生活在搖籃里，我們未來的目標(biāo)是要奔向更深、更遠的太空。對普通人來說，隨著我們國家航天科技的發(fā)展，將來我國的商業(yè)航天應(yīng)用不會太遙遠。2021年7月，美國人貝索斯成功完成首次亞軌道太空旅行，在不久的將來，我相信我們中國人也能做到。我期待著在座的朋友有一天能夠登上我們自己生產(chǎn)制造的太空飛船去太空觀光，也希望越來越多的有志青年成為載人航天的航天員和科學(xué)家。（本報記者 徐蓓 整理）
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