我国航天科技是如何“一飞冲天”的

　　在不久前举办的“深圳市民文化大讲堂”上，我国首批航天员、深圳市科技传播促进会会长潘占春做了题为《一飞冲天——航天事业的科技发展史》的精彩讲座，并分享了自己从事航天工作多年来的心得与感悟。

　　地球养育了我们几十亿人，它就像一个摇篮。但是，不可能所有人都永远生活在摇篮里，我们未来的目标是要奔向更深、更远的太空。

　　很多青少年都有航天梦。要成为一名航天员，可能不是每个人都能实现的，但是要成为一名航天科技专家，只要从小播种热爱航天事业的种子，我相信很多人都能够梦想成真。

　　中华民族自古以来就有很多美丽的传说，从嫦娥奔月到敦煌的飞天壁画，都反映出人们对神秘太空的向往。但是，直到1961年苏联宇航员加加林代表人类突破大气层到太空中翱翔，人们才真正揭开了神秘宇宙的面纱。

　　1957年，苏联发射了第一颗人造地球卫星，从此拉开了美国和苏联航天竞争的序幕。到1969年，美国宇航员阿姆斯特朗率先登上了月球。在美苏相继发射载人飞船的时候，我们国家因为工业底子薄、技术力量不够雄厚，才刚刚起步。但是，我们有信心，也有决心。在党中央的领导下，我们依靠自己的力量研制出了两弹，紧接着又发射了我们自己制造的人造地球卫星，这就是我国航天事业发展的起始阶段。

　　当返回式卫星进入稠密的大气层时，也就是100公里到60公里高度的时候，它由于高速前行与空气产生摩擦，进而发生剧烈燃烧，所以对于返回式卫星来说首先需要接受考验的就是烧蚀技术。现在我们采用的方法是热烧蚀涂层，也就是在飞船的外部加上一层烧蚀涂层，通过燃烧涂层把热量带走，从而保证航天员的生命安全以及舱内的仪器设备不受影响。

　　1992年9月21日，中国载人航天工程正式得到批准，所以，中国载人也叫“921工程”。实事求是地说，当时我们的航空技术落后美国和苏联基本上有60年，怎么迎头赶上呢？这绝不是计算方程这么简单。

　　载人是一个系统工程，它包括航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、发射场、航天测控与通信、着陆场七大系统，每一个系统又包含许多子系统。自从这个项目实施之后，全国的“千军万马”都被调动起来，投入这项巨大的工程中。

　　经过8年的技术和工程开发，“神舟”号飞船成功进行了4次无人试验发射，一直到2003年10月15日，航天英雄杨利伟终于代表我们中华民族实现了千年的飞天梦想。

　　到目前为止，世界上能够独立选拔、培养航天员的只有3个国家——俄罗斯、美国和中国。经常有人问我：中国载人航天面临的最大挑战是什么？我的回答是，没有最大的挑战，只有更大的挑战，每一步都是挑战。从“神舟一号”发射，一直到“神舟五号”真正实现载人飞行，每一次发射对科学家、对航天员来说都是巨大的挑战。

　　最惊险的莫过于杨利伟所经历的生死26秒。“神舟五号”从地面点火开始，到火箭的整流罩与飞船分离，需要3分20秒。就在这段时间里，火箭的整流罩壳体和火箭发动机之间发生了可怕的低频共振现象。杨利伟后来讲，他当时感觉像几百面大鼓在身边同时敲响，震得五脏六腑一起翻滚，他闭着眼睛说不出话，甚至感觉自己可能就要牺牲了。直到整流罩与飞船分离后，舷窗透进了阳光，他不由自主地眨了一下眼睛，我们在指挥大厅的屏幕上看到他好好的，这才放下心来。好在有惊无险，经过了近24小时的飞行，杨利伟终于顺利地着陆于内蒙古的四子王旗着陆场。我国首次完成了载人航天任务，这是一个历史性的进步和突破。

　　2005年，“神舟六号”实现了多人多天的太空飞行。杨利伟只是一个人飞了一天，“神舟六号”则是聂海胜和费俊龙两位宇航员完成了多天飞行。到“神舟七号”时又有了进一步突破，航天员走出航天器，真正实现了漫步太空。

　　漫步太空有什么技术难度呢？难度非常大。“神舟六号”聂海胜和费俊龙穿的航天服叫作舱内航天服，它的作用是能在飞船意外失压、减压的情况下，迅速充气，保证人体不受低压的损伤。1967年，3名苏联航天员曾经因为没穿航天服去执行任务，回来时气压阀意外打开，造成3名航天员丧生，这是一个非常沉痛的教训。

　　和舱内航天服不同的是，舱外航天服需要保护航天员面临宇宙空间的各种危险。第一是气温的巨大落差。飞船绕地球一周的时间是一个半小时，也就是说45分钟是在白天，45分钟是在黑夜。白天时航天服表面的气温达到170摄氏度，黑夜时气温则达到零下150摄氏度，所以，舱外航天服要经受得住高低温的循环变化；第二是有抗压功能，保证航天员在一个标准大气压的环境内生存；第三要有抗辐射功能，因为人出舱后会受到宇宙射线的侵蚀，全靠舱外航天服来保护。除此之外，舱外航天服还具有动力、电力、制氧、循环导热等多种辅助功能，能帮助航天员迅速冷却运动时自身产生的热量，从而安全地实现漫步太空。

　　“神舟九号”的任务是为空间站的建设打基础。空间站并不是整体发射上去的一间房子，而是像积木一样一个舱一个舱地连接起来，这需要一项特殊的技术，叫作交会对接。两个飞行器在太空中相遇，这叫交会；而真正地连接在一起，实现无缝衔接，这叫对接。“神舟九号”飞船与“天宫一号”的手动交会对接成功，标志着我国继杨利伟突破天地往返、翟志刚突破出舱活动技术之后，完整掌握了载人航天三大基础性技术中的最后一项。

　　这项技术还有一个别名，叫作“太空打靶”。宇航员刘旺通过手动交会对接，实现了“太空十环”。也就是说，目标飞行器“天宫一号”上有一个十字靶标，对接飞船上也有一个十字靶标，这两个十字靶标稳稳地贴合在一起，这就是“太空十环”。那么九环可不可以呢？大家可以设想一下，太空中漂移的两个物体，一旦交接时控制不准，极有可能发生航天器相撞事故，那可是致命的风险。所以说，航天员在训练手动交会对接这个项目时，每个人至少要准确完成1000次的十环，才能胜任这项工作。

　　从“神舟五号”到“神舟九号”，每一次飞行都不是技术的简单重复，而是一步一个脚印、一步一个跨越实现的。

　　“神舟九号”还有一点突破，那就是我国第一位女航天员刘洋的加入。到了“神舟十号”发射时，我国第二位女航天员王亚平又闪亮登场。2013年，王亚平为全国6000万中小学生进行了一场生动的太空授课，向大家演示了太空生活是什么样的、太空中有哪些奇妙的现象等等。比如，在失重的情况下，把一瓶矿泉水倒出来，它不会像地球上那样，而是会形成一个比较大的水球，因为水的表面张力在微重力情况下会让水珠自动黏合在一起，这就是太空中的奇妙景观。

　　“神舟十一号”发射，景海鹏二度飞天，他和新伙伴陈冬有一项特殊的任务——太空养蚕。大家知道，中国是最早利用养蚕取丝的国家，有一个中学生在提案中建议把蚕宝宝带到太空中去养，结果，两位航天员真的把蚕宝宝带上了天，而且饲养得非常好。他们还把蔬菜种子也带上了太空，种植的蔬菜长势喜人。

　　景海鹏和陈冬在太空中待的时间首次突破了一个月，达到33天。到“神舟十二号”的时候，聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员成为“天和”核心舱的首批“入住人员”，并在轨驻留了3个月。

　　他们返回地球以后，我分别给他们打电话慰问，并询问他们感觉如何，他们都说挺好，只是感觉有点累。这就好比连续上三个月班，而且45分钟白天、45分钟黑夜，生活节奏都被打乱了。“天和”核心舱的空间虽说比飞船大一点，但仍比较狭小，其中还充斥着各种仪器设备的噪声。此外，航天员要承受因失重带来的身体变化，尤其是血液重新分布带来的不适。平时我们在地球上已经适应了1个标准大气压的重力环境，即使人平躺着，血液也不会往头上涌。但是失重以后就完全不一样了，没有了地心引力的影响，心脏会不停跳动，血液会重新分布。血液大量涌向头部后，初期你会感觉鼻塞、头晕，严重时会出现空间晕动病。简单来说，有点像晕车、晕船的症状，恶心、呕吐、嗜睡，不想干活，也不想吃饭，怎么都难受。这对航天员来说是一个非常严峻的考验。

　　2021年10月16日发射“神舟十三号”，3位航天员突破性地在轨驻留了183天。其中，王亚平成为我国第一个太空漫步的女航天员。事实上，出舱行走、太空漫步对一个人的体力消耗是非常大的，尤其是连续工作五六个小时，在舱外没有休息时间。回到舱内后，王亚平的靴子里有很多汗水。可见，航天员对意志品质、身体素质的要求都是非常高的。

　　为什么要花那么多的人力物力去搞载人航天、月球探测、火星探测呢？其中有一个原因，那就是航天科技可以惠及于民，可以全面带动产业链的发展。因为载人航天、深空探测是一个系统工程，这些系统工程的标准要远远高于人们日常生活所需的标准。比如，我们现在的纯净水技术，就是来源于航天科技，是为了保证航天员的饮水安全而发明的。当时，创造性地通过加入银离子等手段制造出了纯净水。这项技术普及后，迅速降低了成本。这就是航天科技给我们的日常生活带来的便利。

　　还比如，一项航天实验证明了无土栽培和浅土壤栽培的可靠性。疫情期间，很多人都在自家阳台上种菜，其实这项技术我们早就验证过了，可以迅速推广和普及。在阳台上种植蔬菜，第一可以陶冶情操，第二可以绿化环境，第三还可以部分解决蔬菜供应问题。这种技术并不复杂，这也是航天科技成果转化的一个小小的内容。

　　此外，还有太空食品的研发和转化。为什么太空食品一直没有走入百姓的生活呢？这与产量有关，也与食品标准有关。太空食品的标准可能是最高级的。不是说航天员要吃海参之类的滋补品，航天员的饮食其实和大家差不多，只是在选材和测试标准上极其严格，要保证食品绝对不出任何问题。近年来，我们陆续研发了很多太空食品。比如太空豆浆，它不像普通豆浆那样有豆渣残留，而且不加任何添加剂，口感非常好，保质期可达一年。我们还推出了太空精酿啤酒，因为太空中液体很不容易携带，尤其是在起飞的过程中，震动和冲击对食物的压力非常大，所以我们开发了一个新产品，那就是固体啤酒。把啤酒做成冻干状，在天上只要往里面加一点水，就能变成想要喝的啤酒。这是太空科技的衍生品，我想未来这种太空食品也会走上千家万户的餐桌。

　　很多青少年都有航天梦。要成为一名航天员，可能不是每个人都能实现的，但是要成为一名航天科技专家，只要从小播种热爱航天事业的种子，我相信很多人都能够梦想成真。所以我建议，对那些有志于航天事业的青少年，父母可以带他们去听航天科普讲座，去参观航天发射场和一些航天基地。通过学习更多的航天科技知识，让孩子们感觉到航天并没有想象中那么神秘，从而让他们有兴趣投入航天科技中来。

　　地球养育了我们几十亿人，它就像一个摇篮。但是，不可能所有人都永远生活在摇篮里，我们未来的目标是要奔向更深、更远的太空。对普通人来说，随着我们国家航天科技的发展，将来我国的商业航天应用不会太遥远。2021年7月，美国人贝索斯成功完成首次亚轨道太空旅行，在不久的将来，我相信我们中国人也能做到。我期待着在座的朋友有一天能够登上我们自己生产制造的太空飞船去太空观光，也希望越来越多的有志青年成为载人航天的航天员和科学家。