神舟号飞船雄姿
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　　新浪时评：中国人走出摇篮--写在神舟五号发射之际

　　动画演示：国际空间站

　　（作者：季燕江 北京科技大学青年教师，南京大学物理系硕士）

　　10月16日6时54分，中国载人航天工程总指挥李继耐宣布：我们的航天英雄杨利伟自主出舱。我国首次载人航天飞行圆满成功。在神舟五号成功返回之后，中国载人航天的下一个里程碑将是什么？登月、登陆火星还是建立载人空间站？登陆火星是人类还没有完成的任务，但路途遥远，来回将至少花费两年多的时间，我们目前还不具备这样的实力。月球是离我们最近的天体，美国的阿波罗计划在60年代末70年代初让阿波罗11号，12号，14号，15号，16号，17号共12名宇航员先后登上了月球，并安全返回地面。完成登月的壮举，需要花费两周左右的时间，并完成多次宇宙飞船会合、对接、分离这样的轨道机动动作，因此这也不会是我们近期内追求的目标。

　　目前最现实可行，最急迫的工作就是在神舟5号飞船和长征2F运载火箭的基础上发展中国的第一个载人空间站，使我们在宇宙空间有一个长期进行各种科学研究的实验室，使神舟号飞船真正成为地球与太空之间的摆渡神舟。有了自己的空间站，我们就可以进行材料科学、生物科学、天文学、国土资源等多方面的研究，这些研究中有基础研究，但也有很多属于应用研究，对国民经济的发展有直接促进作用，而且宇航员长期在空间站内轮换作业，可以积累进行长期载人航天飞行的经验，为将来登陆月球甚至火星积累经验。

　　第一步，我们可以建立一个短期有人照料，长期自主飞行的小型空间站，这可以很容易地在神舟号飞船的基础上改进出来。由于空间站不需要考虑重返大气层的问题，因此可以取消神舟号飞船的返回舱，把轨道舱拉长稍稍放大制成，这样做估计将可获得近20立方米左右的内部空间如果再加上神舟号飞船本身所具有的空间完成一些短期有人照料的航天任务应不成问题。

　　第二步，发展长期有人照料的空间站，这意味着更大推力的运载火箭。我们知道长征2F火箭的低轨运载能力是大约8吨，这个能力对发射载人飞船上天进行短期(1周左右)的科学研究活动是足够的，但要想停留更长时间，就意味着要有更大的空间、更充足的燃料、电力、氧气、水和其他物资设备等。以苏联早期的航天站“礼炮1”号为例，该空间站长14米，最大直径4.1米，重18吨，内部空间47立方米。前苏联共发射了7个“礼炮”号空间站，其中“礼炮7”号空间站上的3名航天员创造了连续飞行237天的世界纪录。美国的第一个空间站“天空实验室(Skylab)”是利用阿波罗计划研制的“土星”号运载火箭发射的，总重量达85吨，长度有36米，直径为6.7米。天空实验室的主体称为轨道舱，里面除了安装各种仪器设备外，还能为3名航天员提供292立方米的活动空间。

　　前苏联是发射空间站最多的国家，共发射了“礼炮1”号-“礼炮5”号(第一代)，“礼炮6”号、“礼炮-7”号(第二代)和“和平号”(第三代)共8个空间站。第一代空间站和第二代空间站都属于单体式空间站，即由运载火箭将空间站一次发射入轨。第一代空间站有一个对接口只能同时停靠一艘飞船，无法对空间站进行人员轮换、物资补给和救援等工作。因此第一代空间站无法真正作到长期有人停留。第二代空间站则增加了一个对接口，可以同时停靠两艘飞船，这样空间站的人员可以定期进行轮换，补给等，真正成为长期有人照料的空间站。第三代空间站属于组合式空间站，由若干枚火箭或航天飞机多次发射不同太空舱组装而成。前苏联的"和平"号空间站和目前美国牵头搞的"国际空间站"都属于第三代太空站。第三代空间站是以可同时停靠多个太空舱的核心舱为基础逐步搭建而成的，拥有良好的扩充性和理论上无限的使用寿命。

　　可见，为发展长期有人照料的空间站，需要我们有一个更大推力的运载火箭，新一代的长征5号火箭将能够完成此任务。长征5号火箭预计在2010年左右投入使用，她使用1个直径5米的蕊级火箭外加捆绑的4个直径3.35米的助推火箭作为动力，低轨运载能力达到25吨，与发射“和平(Mir)”号空间站核心舱(重约20吨)和最新的“国际空间站”(ISS: International Space Station)核心舱(重约20吨)的俄罗斯“质子”号火箭属于同一量级，因此届时长征5号火箭完全有能力发射与“和平”号空间站大小相当的第三代载人空间站。

　　“和平”空间站是第一个复合式航天站，核心舱发射于1986年2月，到1996年最后一个太空舱与核心舱完成对接，历时10年才最终完成了“和平”号空间站的建设。但由于前苏联的解体，俄罗斯无法拿出更多的资金用于太空计划，“和平”号空间站在服务了15年后的2001年只得人为地将其轨道改变，让其坠入大气层中烧毁。与“和平”号空间站相比，“国际空间站”则幸运的多，她是以美国设计的“自由”号空间站和俄罗 斯设计的“和平2”号空间站为基础，联合了近20个国家的力量共同开发的新一代空间站。2001年11月，俄国发射了“国际空间站”中的第一个部件--“曙光”号核心舱，1个月后，美国发射了“节点1”号太空舱并成功与核心舱完成对接，从此拉开了建设“国际空间站”的序幕。“国 际空间站”在由多个对接在一起的太空舱捆绑固定在特定的“龙骨结构”上组成的，因此有更灵活的扩展性、更坚固、也更便于宇航员顺着“龙骨结构”爬行对空间站的各部分进行检修。尽管目前由于美国航天飞机失事，“国际空间站”的建设暂时陷入困境，但从长远看，单独任何一个国家都很难维持象建立空间站、重返月球建立月球基地或登陆火星这样的大型航天工程。因此为避免重复投入、资源浪费，积极参与国际合作，将是中国未来发展载人航天的一个方向。

　　无论如何，长征5号火箭在2010年左右投入使用，就使中国具备了独立建立类似“和平”号空间站甚至“国际空间站”那样的长期有人照料空间站的实力。如果中国能争取加入“国际空间站”计划，届时将可使用长征5号火箭发射一到两个中国舱与现有的"国际空间站"进行对接，这样就使我们具有一个更高的起点，并拥有更多的交流与合作的机会。同时长征系列火箭可以充实“国际空间站”项目的运载能力，神舟号飞船可以用作人员输送工具和太空救生艇从而大大增强“国际空间站”的灵活性和安全性。

　　通过国际合作建设大型空间站只是空间探测国际化的开始，未来我们还有可能看到基于国际合作的永久性月球基地和多国联合登陆火星的壮举。