杨利伟与作者在国际宇航联合会大会期间合影
天外骄子哪出舱?
北京时间年10月15日早上9:00,中国长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功,神舟五号飞船准确进入预定轨道,飞行一天后,飞船返回舱于16日凌晨6:26安全着陆在我国内蒙古自治区四子王旗主着陆场,我国首位航天员杨利伟出舱,踏上了这片神奇的草原。
这些都是为人所熟知的情节,但我国载人飞船着陆场为何选在这片土地?又是如何选的?经历了哪些波折?这里面蕴含着许多艰难的技术论证和鲜为人知的勘察故事。
苏陆美海中何方?
载人飞船经运载火箭送入太空后,航天员要在飞船内或出舱到舱外进行科学实验、空间操作和空间维修,执行完任务后要返回地面,地面就要准备一块地方供其降落,这块地方或区域被称为载人航天着陆场。
苏联联盟号飞船着陆场选在陆地上,使用降落伞降落。美国阿波罗号飞船着陆场选在海上,使用降落伞降落;美国航天飞机首选着陆场位于美国东部佛罗里达州梅里特岛的肯尼迪航天中心(机场),备份着陆场位于美国加利福尼亚州的爱德华兹空军基地和位于法国南部伊斯特尔市的伊斯特尔空军机场,航天飞机靠滑翔在飞机跑道上滑行降落。中国载人航天的着陆场应选在哪里呢?
复杂难择谓棘手
中国选择什么模式的着陆场,是载人航天工程研究的主要问题。着陆场的选择是十分复杂的,不仅涉及众多技术问题,而且会涉及许多社会问题。技术问题与航天员的安全、发射场位置、运行轨道倾角和高度、返回制动点位置、返回舱返回技术、返回走廊、着陆伞降落方式、飞船科学实验与应用、国内国外测控通信网布局等有关;社会问题与我国经度纬度覆盖范围、大陆的地形地貌地质、平原与山川的分布、海洋与国界的限制、海上陆上降落后的搜救、海军空军陆航的能力、社会交通、人文、气象等相关。可见,着陆场的选择堪称综合科学应用的典范。
为什么说着陆场的选择会影响到航天员的安全?如果选的着陆场场区大、区域个数多,飞船可以随时随地选择降落,则航天员的安全就有保障;如果场区小、区域个数少,航天员有急病需要飞船紧急返回时,恰好没有地方和机会着陆,则会贻误时机,威胁航天员的生命安全;如果着陆场平坦,没有危险物,则返回舱降落安全性就高,航天员的安全就有保障;如果有房屋、大树、电线、通信基站等物,可能会刮着降落中的飞船返回舱或伞绳,就会给航天员带来生命危险。
“神舟一号”回收现场
正是由于涉及航天员的安全,故大家在选择着陆场时格外慎重;正是中国特殊的地理环境,使得在选择着陆场时特别纠结;正是牵涉因素太多,使得从基层技术人员到主任设计师、从系统总师到工程总设计师、从机关人员到工程领导,都感到十分难办。不同的意见层出不穷,各种思想的交锋不可避免,到底是在国土南边寻还是在北边找?到底是在东边选还是在西边择?到底是在海上溅还是在陆上落,选择自然极其棘手,决策自然极其艰难。
纵横何处藏妙囊?
问题的棘手导致着陆场的选择过程是曲折的、复杂的,认识问题的不断深入也牵起了着陆场勘察的段段历程,从河南中原到祖国北疆,从内蒙古中部四子王旗到河套鄂尔多斯,从内蒙古西部额济纳旗到东部通辽地区,从平原到草原,从黄泛区到硬戈壁,从安西到塞北、阿克塞哈萨克族自治县,穿过巴丹吉林沙漠、浑善达克沙地、毛乌素沙漠、库布齐沙漠、科尔沁沙地,跨越大青山、祁连山、阿尔金山、贺兰山、桌子山、马鬃山,纬度纵穿11°,经度横跨29°,在空中勘察(简称空勘)和地面勘察(简称地勘)的基础上,经过大量的轨道计算和优化调整,通过对多种方案的分析和比较,历经各种战略思考的迭代,最后终于选出了符合中国国情的载人航天着陆场。
为什么要写本书?
我从工程论证启动时便开始参加方案论证和设计,有幸参与了着陆场七次勘察的全部工作,直接参加了种种技术争辩和方案更迭,亲身感受到了几次重大战略调整的惊雷震撼,了解了许多工程研制的内幕,亲身参加了从第一次无人飞行试验到神舟十一号载人飞行任务的全部飞船返回舱搜索回收任务,目睹了杨利伟等11位航天员在内蒙古四子王旗大草原走出神舟飞船返回舱。
为了满足读者了解中国载人航天的夙愿,本书根据我亲身经历的载人航天着陆场勘察、选择和决策过程,介绍了工程可行性论证和方案论证设计中许多鲜为人知的故事。希望本书能让更多的中国人了解中国载人航天工程艰难的起步,