光明網北京4月17日電 為紀念中國航天事業成就,大力弘揚航天精神,科學普及航天知識,激發全民族探索創新熱情,國務院批復同意自2016年起,將每年4月24日設立為“中國航天日”。
1970年的4月24日,中國第一顆人造衛星“東方紅一號”發射成功,這是中國航天開篇的第一個里程碑和紀念日。
在首個“中國航天日”即將到來之際,中國工程院院士、中國運載火箭技術研究院原副院長、長征三號甲系列火箭總設計師兼總指揮龍樂豪在京以《中國的火箭與航天》為題,結合自己主持和參加5項國家重點工程中運載火箭研制的親身經歷,向記者講述中國航天的發展歷程和未來航天事業的發展。他認為,“速度”是航天飛行的關鍵,而航天技術則是國家綜合實力的集中體現。
中國工程院院士龍樂豪(資料圖片)
中國是最早發明火箭的國家
航天技術是一項進入、探索、開發利用太空以及地球以外天體的工程技術,它是國家綜合實力的集中體現。龍樂豪告訴記者:“火箭的故鄉在中國,這一點值得我們欣慰。我們中國是最早發明火箭的國家,三國時代就有了‘火箭’名詞。”
中華民族最早誕生飛天夢想,明代官員萬戶世界“實踐火箭飛天的第一人”,他使用了一把椅子、一根繩子、兩只風箏和47支火箭。月球上的“萬戶山”便是為紀念他而命名的。
明朝時期,茅元儀編著《武備志》中對原始火箭原理、組成的描述與現代火箭相似,成為現代火箭的雛形。古老的東方如此,西方的科學家也沒有休息。龍樂豪說:“他們在為宇宙航行做了很多理論鋪墊,比如德國天文學家開普勒,在這個年代就發現了行星運動三定律,到公元1687年英國物理學家牛頓發現并創建萬有引力定律,這些都為今天的宇宙航行奠定了堅實的基礎。”
距今100余年前,俄羅斯科學家齊奧爾科夫斯基在1903年發表了題為《用火箭推進器探索宇宙》的論文。論文第一次推導了一個有名的理想速度公式。“在不考慮空氣動力和地球引力的理想情況下,計算火箭在發動機工作期間獲得速度增量的公式,即V=v0ln(m0/mk),V為速度增量,v0為噴流相對火箭的速度,m0和mk分別為發動機工作開始和結束時的火箭質量。”今天,我們人類的宇宙航行都是遵循這個最基本的共識。
航天技術已成為國家實力的核心標志
1985年10月,我國宣布長征火箭投入國際商業發射,并牽引CZ-E立項研制,率先發射外星的是長征三號(CZ-3)。今天,長征三號甲、乙、丙火箭是對內對外的主力運載火箭。
作為長征三號甲系列的總負責人,龍樂豪告訴記者,我國在國際商業發射市場占有一席之地很不容易。自1990年4月成功發射亞洲1號起到2015年底,我國已經進行42次國際商業發射,將48顆衛星和12個搭載體送入軌道。但在國際發射份額的占比并不大。
究其原因,龍樂豪分析稱:“這并不是我們火箭競爭能力不行,而是真正的商業上做不到真正的公平競爭,這里面有政治干擾。美國有點瞧不起我們。80年代中期,我陪著他們到西昌參觀,看到我們的衛星廠房,他們說這是我們的雞窩,我們不置可否,說即使是雞窩也有一天能從這里飛出鳳凰。”
“當年西昌發射場沒有圍墻,發射塔高大上,離發射臺垂直距離大概不到300米外,就是老彝胞趕牛耕地,反差太大。”
“一步步發展到現在,我們的長征火箭成就了神舟飛天、嫦娥奔月、北斗組網等重大航天工程,孕育了航天精神。綜合來看,我們國家已經成為世界第三個航天大國。”龍樂豪介紹說,我國目前有12種運載火箭正在服務于航天事業,至今已發射了226次,在軌工作約有145顆衛星,這在世界排第二。
當前,以火箭為基礎的航天技術已融入百姓日常生活,成為國家實力的核心標志。現代人從起床到入睡幾乎離不開航天技術,看電視、氣象預報、GPRS導航等等。同時,民營企業開始涉足國家的航天領域,每個國家都有長遠規劃。
龍樂豪認為,國際航天事業發展總體趨勢一次性使用仍是主體,發展重型火箭成共識;高可靠、系列、低成本是主要追求目標;重復使用是方向,但還處在關鍵技術的關鍵結點。
人物對話
光明網記者:近些年,我們國家一直在研究新一代運載火箭,與美國等其他國家相比,它有哪些不同和優勢?
龍樂豪:新一代運載火箭最大的優勢或特點有兩個方面:
一是推進劑是環保型(綠色型),這是符合整個國民經濟發展方針(五大發展理念:創新、協調、綠色、開放、共享);正因為這樣做和世界接軌,載人登月我們醒得很早,但是走得比較晚。我們新一代的構思,從上世紀80年代中期就提出來,遺憾的是這件事情從醞釀提這個方案最后國家進入實施,經歷了將近20年,非常遺憾。要不然,像世界上“阿里安5(Ariane5)”、“阿里安4”等運載火箭,我們是旗鼓相當的,甚至我們還會比他們快,但遺憾的是我們沒有動。所以,早在上世紀80年代中期這一理念就已經形成。
二是運載火箭構型比較簡單。它在世界上蠻有特點,一般低地球軌道,利用常規火箭都是要用二級半才能完成任務,但是以長征5號最典型就可以是一級就可以完成,可以將25噸空間站運入地球低軌道。原來是二級半現在一級半就可以了。還有用兩級半就可以送到高軌道(登月軌道或衛星軌道),現在發射嫦娥1號、2號等都是用長三甲火箭。將來用就用兩級半火箭,而且運載能力比長三甲系列提高將近3倍,可以達到14噸,這個構形比較合理,也比較優秀。
長征五號新一代運載火箭,預計今年10月底會見分曉。從我個人的角度,希望它一箭成功,這樣的話我們運載火箭,又回到世界主流一次性運載的第一梯隊,又回到先進行列里面去。
我們中國的火箭在上個世紀90年代中期,達到了世界的第一梯隊位置,而且比較靠前,從運載能力上講,當時處在世界上第四位。如果今年年底成功(中芯級直徑為5米的火箭系列,是我國首型全新研制的新一代運載火箭,也是我國目前運載能力最大的運載火箭),以后可又成功回到這個位次,中間有十多年我們都是往后退的,因為我們沒有進步,人家往前走得很快,就是這個道理。新一代運載火箭,特別是其中的長征5號值得期待,預祝它今年平平安安,一箭成功。