“神舟十二号”载人飞船发射成功！回首“921”——中国载人航天梦开始的地方

请点击上方蓝字  关注我们

2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。这是我国载人航天工程立项实施以来的第19次飞行任务，也是空间站阶段的首次载人飞行任务。按照预定计划，飞船搭乘航天员采用自主快速交会对接的模式，与空间站天和核心舱前向对接口对接形成组合体，航天员驻留太空约90天后返回地面。

“神舟12号”成功发射是中国载人航天史上由中国人书写的又一壮举，中国空间站建造任务再次向前迈出了一大步。在神舟十二号载人飞船顺利升空之际，本号借此文，回溯往昔，回到风云际会的20世纪90年代——中国载人航天梦开始的地方，看中国的载人航天事业是如何迎风展翅，中国航天人如何逡巡九天。

搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭点火发射

中国载人航天起步于20世纪90年代初。1992年9月21日，中央专委会讨论通过了我国的载人航天工程计划，并正式立项实施，以“921工程”这一特殊的时间印记作为代号。

三位宇航员出征

“921工程”制定了“三步走”计划。第一步：在发射数艘无人飞船的基础上，最终实现载人飞船的天地往返飞行；第二步：突破载人出舱技术和载人飞船与空间飞行器的交会对接技术，并发射两个8吨级的小型空间实验室，解决短期有人照料的空间站应用问题；第三步：建造一个将近100吨级较大规模、长期有人照料的空间站。

01

“争八保九”保证后墙不倒

“争八保九”，是当时载人航天工程指挥部对神舟一号飞船发射时间节点提出的严格要求，即力争在1998年间发射，确保于1999年内发射，要以神舟一号的成功发射向共和国50华诞献上一份厚礼。1997年，当时主管载人航天工程的国防科工委副主任沈荣骏到上海航天局检查飞船工作，他此行一项重要使命，就是要求上海航天局对“争八保九”做出承诺。

神舟一号发射

上海航天局虽然搞过火箭和卫星等航天产品，但搞飞船毕竟是第一次，其中的新技术、新材料、新难题比比皆是，有些关键技术涉及到整个载人航天工程的成败。如飞船上的电源分系统，因贯穿于推进舱、返回舱和轨道舱三个舱段中，是一个庞大的电源系统，并网技术难度相当大。还有太阳帆板也是当时国内太空飞行器中展开面积最大的。太空中的阴影区最低温度在摄氏零下100度以下，太阳帆板能否准时打开锁定，同样涉及到工程的成败。飞船上的推进分系统有不少发动机采用的是双阻元燃料，而控制双阻元燃料流量的金属膜片贮箱这一关键件又成了飞船上的一道“瓶颈”；还有数字压缩图像和话音技术，即天地往返通信系统，关系到航天员在太空的实况图像传播及与地面的实时通信。这些都是我国载人航天工程中最复杂、技术难度最大的内容，必须设计和制造一次成功。

“办法总比困难多”，这是上海航天局原副局长、神舟飞船领军人施金苗的一句口头禅。那段日子里，施金苗深入到科研第一线，与有关领导和专家一起商量方案，探讨进度，寻求捷径。推进分系统最困难的是，其所有产品都必须是百分之百货真价实的正样产品，一点也不能有问题。经过了方案阶段和初样阶段的试验，充分研究，反复商讨，认为任务提前完成可行。

神舟一号飞船

801所承担着飞船上大大小小52台发动机及管路系统、气瓶、储箱、特种燃料加注等推进分系统任务，该所在老专家臧家亮的带领下，日夜奋战，经过充分试验，达到了预期目的。805所电源分系统在主任设计师方国隆的主持下，终于攻克了太阳帆板在阴影低温区展开锁定的技术难关。于是，施金苗代表上海航天向国防科工委载人航天工程指挥部领导人做出了决不“误点误事”的庄重承诺。

上海航天没有失约。1999年11月20日，神舟一号无人飞船发射和返回成功，终于兑现了庄严承诺。上海航天的“争八保九”作为典型事例被写进了载人航天工程历史。

02

对接机构实现“太空之吻”

当今世界，掌握空间交会对接技术的原本只有俄罗斯和美国两个国家。而能够独立研制对接机构的只有俄罗斯，美国航天飞机上用于与空间站交会对接的对接机构，也都是向俄罗斯采购的。因此，俄罗斯垄断了这一核心部件的资源。核心技术是买不来的。于是，上海航天人以总体设计单位805所和总装单位149厂的研制团队为主体，开始了历时16年的艰难攻关历程。

载人航天工程空间实验室系统副总设计师张崇峰博士是对接机构研制的开创者之一，但他和他的团队之前从没有见过对接机构，一切都是模糊的概念和纸面文章。他们到处搜集和查阅各种各样的对接机构资料，进行研究和分析。如今在他的研究室里，仍堆放着十大箱他们翻译或收集的各国对接机构资料，这些资料见证了对接研究起步时的艰辛。

所谓空间交会对接，是指两个航天器在空间微重力环境下进行的轨道交会，而完成对接任务主要依靠执行结构，即对接机构。

交会控制和对接过程很繁琐，包括缓冲、捕获、校正、碰撞、连接、锁紧等一系列复杂程序。缓冲的目的保证两个航天器对接得上，并形成柔性连接。对接成功后，要在两个航天器之间形成与真空环境完全隔离的进出通道，以确保航天员的生命安全。还要实施电、气等连接，以保证空间站和飞船内各项设施的正常运行。

在研制过程中，有好几次技术攻关一度陷入困境。张崇峰和他的团队承受着巨大压力。对接机构地面模拟试验时测得分离角速度太大，达不到设计要求。而分离角速度过大，严重的话将会导致对接时侧翻。于是，研制团队对这一问题开始了“拉锯式”攻关。经过170多次试验、分析和改进，最终，在模拟太空环境最严苛的条件下，终于使分离角速度达到了“分秒不差”的理想状态。

神舟十二号飞船与核心舱及货运飞船组合体对接模拟图

又如在建台过程中，需要两块巨大的石块作为平台。这不是两块普通的石头，首先要求石头必须是整块的，中间不能有细微的裂缝；其次石头本身对温度的稳定性要好；再次表面平整度要高，平面比镜面还要光洁，整个平面的高低起伏不能超过千分之三毫米。为了寻找这两块特殊的大石头，研制团队通过查阅大量资料，设计师亲自奔赴泰山石矿区跋山涉水，在大山里仔细考察了一个多月，最终在当地石匠的帮助下，成功开采了两块70多吨重的泰山石。经过五个月的精心打磨，终于制作成功两块精光锃亮的试验平台。最后，再费了九牛二虎之力，将这两个庞然大物运回上海。如今，在对接缓冲试验平台上，科技人员只须用手指轻轻一点，两个8吨多重的“大家伙”就能自如地移动，让他们进行各种环境条件下的对接试验。

俄罗斯和欧空局的航天专家在实验现场参观了上述设备后，一致称赞：这是当今世界上最高水平的对接机构地面试验设备。研制对接机构的一个个“拦路虎”，就是这样被一一攻克的。

03

攻克世界级的“太空加油”技术难关

天舟一号完成组装

2017年4月23日—27日，我国天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室成功完成了首次推进剂在轨补加试验。这一被誉为“太空加油”的顶级技术，是我国未来建立空间站必须突破的一项关键技术。因为要保证大型空间站长期稳定运行，中途必须对空间站实施多次推进剂的补充，以大大延长空间站的寿命（主要是维持空间站的轨道高度）。太空加油过程复杂，共分为29个步骤，每个步骤都需要精细控制，整个补加过程需要持续几天。目前，掌握在轨推进剂补加技术的只有俄罗斯和美国等少数国家。

“太空加油”技术有六大难点：一是气压机必须具有很强的空间环境适应性，以及高度集成化、小型化、精密化；二是要做到接口在低温环境里绝对密封，确保加注时没有一滴泄漏；三是天地差异大，温度环境复杂，必须准确判断管路漏率，确保补加安全；四是推进剂在补加时，要准确控制流量，及时预报补加量；五是推进剂易挥发，每次加注完必须把管路里剩余的推进剂吹除干净；六是推进剂分为燃料和氧化剂，两者不能相碰，否则会发生爆炸。  

宇航员在返回舱内

推进剂在轨补加技术，各国有气体回用法、被压法、放空法和贯通法等。我国航天科技人员经过比对和调研，选用的是无增压气体损耗的气体回用法，这种方法系统设计难度较大，但气体资源利用率高。其间，曾有一个航天大国自恃掌握了这一核心技术，提出与我方合作，并放言：在轨补加技术，中国人搞不出来。但中国航天人研制团队历时近十年，在地面试验不可直接模拟太空环境加注的情况下，经过反复论证和充分试验，终于将上述六大技术难关一一攻克。

“太空加油”的成功，标志着我国未来建立大型空间站的所有重要技术障碍都已排除，也是载人航天工程 “第二步”的收官之战。

根据计划，到2022年，我国将建成和运营自主研制发射的载人空间站，中国将全面迈入“空间站时代”。中国航天人在不断刷新的航天领域的巅峰里，标记着属于自己的拼搏。

神舟十二号载人飞船与天和核心舱顺利对接

扫码关注我们

来源 /《党史信息报》

 报纸编辑 / 赵   菲

 微信编辑 / 沈   洁

  制       作 / 张丽燕

转载请注明来自“党史镜报”微信公众号

往期推荐