國際在線報道 中國執(zhí)行載人航天工程首次空間交會對接任務(wù)的“天宮一號”目標(biāo)飛行器即將發(fā)射升空。“天宮一號”目標(biāo)飛行器并不是實際意義上的空間站,而是太空試驗平臺,是未來載人空間站的實驗版。歷史上,獨立開發(fā)出空間站的只有蘇聯(lián)和美國兩個國家,它們都是首先研制發(fā)射實驗性的空間站而后再發(fā)射、建造實際意義的空間站的。那么“天宮一號”與蘇聯(lián)和美國的實驗性空間站相比有怎樣的異同?我們從運載火箭能力、航天測控水平兩個方面來進行比較。
運載火箭技術(shù)水平與美俄仍有差距
蘇聯(lián)在1971年發(fā)射的實驗性空間站“禮炮一號”( Salyut1) 總重約18.5噸 ,美國于1973年發(fā)射的第一個環(huán)繞地球的試驗性航天站“天空實驗室”( Skylab)總重約77.5噸,而中國的“天宮一號”目標(biāo)飛行器的重量約8噸。航天器發(fā)射重量的背后是各國運載火箭的技術(shù)實力的具體體現(xiàn)。
蘇聯(lián)發(fā)射“禮炮一號”( Salyut1)所使用的是“質(zhì)子-K號”( Proton-K SL-13)運載火箭,它具有將近20噸的近地軌道運載能力。而在1987年首次發(fā)射的“能源號”( Energy SL-17)運載火箭更是擁有超過100噸的近地軌道運載能力。目前俄羅斯主要使用的運載火箭是“質(zhì)子M號”,其近地軌道運載能力達(dá)到24噸。
美國發(fā)射“天空實驗室”( Skylab)所使用的是“土星5號”運載火箭(Saturn V),它擁有118噸的近地軌道運載能力,并且曾經(jīng)將9艘“阿波羅號”( Apollo)飛船成功送入太空,為美國登月計劃立下了汗馬功勞。目前美國主要使用的運載火箭分別是由波音綜合國防系統(tǒng)集團(IDS)設(shè)計的“德爾塔4”(Delta 4)和由洛克希德·馬丁公司“宇宙神5”(Atlas5)。它們都是近地軌道運載能力超過20噸級的運載火箭。
中國即將發(fā)射的“天宮一號”目標(biāo)飛行器選用的是“長征-2F” (CZ-2F)運載火箭,它的近地軌道運載能力在8噸左右。
發(fā)展航天事業(yè)、建設(shè)太空站,需要大推力運載火箭的支撐。中國是世界上第三個掌握載人運載火箭、第二個掌握液氫液氧火箭發(fā)動機高空二次點火技術(shù)的國家,但是通過簡單的近地軌道運載能力的對比,不難看出,中國的運載火箭技術(shù)與國際先進水平仍有差距。
航天檢測水平將隨新項目建成而大幅提高
當(dāng)運載火箭帶著航天器轟鳴著奔向太空的時候,才只是這一次航天活動的序幕。此時此刻,脫離了地球的火箭和航天器依舊被一只無形的大手牢牢控制著,這只大手就是航天測控系統(tǒng)。
對航空器的測控包括三部分:跟蹤、遙測、遙控。航天測控水平,是一個國家航天事業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
中國航天測控網(wǎng)從1967年開始建設(shè),目前已建成包括北京、西安、酒泉測控中心,多個地面測量站,海上測量船隊及卡拉奇等海外觀測站在內(nèi)的功能完善的測控系統(tǒng)。但是與美國和俄羅斯的航天測控系統(tǒng)相比還是有不小差距。
從硬件上來說,中國目前口徑最大的測控天線在北京,直徑為50米,而俄羅斯的“木星”測控系統(tǒng)的天線口徑為直徑70米,美國深空測控網(wǎng)的三個深空測控站也都擁有70米直徑的測控天線。此外美國還擁有世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡直徑305米的阿雷西博(Arecibo)。
硬件的水平直接影響的就是測控效果,中國目前的最遠(yuǎn)測控距離是對2010年10月升空的“嫦娥二號”衛(wèi)星進行的測控,距離是172萬公里。美國目前的測控紀(jì)錄是由1977年8月發(fā)射的旅行者1號(Voyager 1)無人宇宙飛船創(chuàng)造的,目前它已經(jīng)遠(yuǎn)離地球210億公里仍然在向地球定期發(fā)送報告,抵達(dá)地球時其信號功率大約只有一枚普通電子表電池功率的200億分之一,得益于大口徑的測控雷達(dá)依然能被地面人員接收。更能代表美國航天測控技術(shù)水平的是2005年發(fā)射的“深度撞擊號”探測器。它在距離地球1.3億公里的地方經(jīng)過地面遙控指揮準(zhǔn)確撞擊了大小僅為6公里的坦普爾1號彗星上一個幾百米大小的區(qū)域。
正視差距就是動力與目標(biāo)。在時間上美國、俄羅斯等國家由于較早就開展了航天技術(shù)的研究,在客觀上比中國提前30-40年時間發(fā)射了實驗性的空間站。但在技術(shù)上,經(jīng)過中國航天人孜孜不倦的努力,中國與美俄的差距正在逐步縮小。
2006年立項的“長征五號”運載火箭,研制成功后可以將中國近地軌道的運載能力提高到25噸的水平,為今后的登月和國家太空站的建設(shè)提供強有力的支撐。
今年7月,中國成功發(fā)射“天鏈一號01星”之后又成功發(fā)射了“天鏈一號02星”。至此中國已經(jīng)擁有二顆地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星。中繼衛(wèi)星被譽為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”,是航天器太空運行的數(shù)據(jù)“中轉(zhuǎn)站”,可為衛(wèi)星等航天器提供數(shù)據(jù)中繼和測控服務(wù),有效提高了對航天器的測控覆蓋率。隨著明年喀什測控站增建的35米口徑天線的設(shè)備改造完成,以及佳木斯擁有的64米口徑天線的大型深空測控站的完工,都必將加快中國深空測控網(wǎng)的建設(shè)步伐,也將大幅提高中國航天測控的技術(shù)水平。
美國和蘇聯(lián)的實驗性空間站是在冷戰(zhàn)思維下美蘇兩國太空競賽的“成果”。時間進入二十一世紀(jì),中國是在按照自己的時間表進行著太空的探索。“四方上下曰宇,古往今來曰宙”,這是中國古人給宇宙的精準(zhǔn)定義,里面蘊含了深厚的中國古代哲學(xué)思想,而和平開發(fā)是中國人民長久以來對宇宙探索的最大夙愿。(記者 臺林珍 特約撰稿人:張雨田)