“神舟二号”遨游太空:中国载人航天的前奏

作者: 李晶

人类永远不会满足于脚踏实地的行走,很早就梦想着像鸟儿一样自由飞翔,于是,人类有了神奇的“翅膀”——飞机;人类也不会满足于永远停留在大气层圈内,于是,前苏联的宇航员加加林第一个步入了太空,随后,美国的载人宇宙飞船飞上了月球……

当美国和前苏联的宇宙飞船频频上天的时候,中国的科学家们埋头钻研,中国的航天技术突飞猛进地发展。自从1970年中国第一颗人造卫星成功发射以来,中国已经研制和发射了 50多颗卫星。1999年“神舟一号”无人飞船的成功发射,迈出了中国发射载人航天飞船的第一步。经过1年的钻研和探索,中国科学家们在2001年1月10日发射了第二艘航天试验飞船——“神舟二号”。

“神舟二号”发射升空

2001年1月10日0时,我国自行研制的“神舟二号”无人飞船在甘肃省酒泉卫星发射中心由“长征二号F”型火箭发射升空,10分钟后成功地进入预定轨道。

“神舟二号”飞船升空后,进入了距地球表面高度近地点为200公里、远地点为340公里的椭圆形轨道。按照预定计划,飞船在距地球表面200公里时要进行变轨,将飞船调整到距地球表面340公里高的轨道上。变轨能否成功,将影响飞船在轨道上的飞行和准确返回预定着陆区。

燕山脚下的北京航天指挥控制中心充满了紧张的战斗气氛。指挥中心的大型计算机接受科技人员的指令,对各种数据进行综合处理,迅速生成飞船变轨的实施步骤。当飞船飞行到远地点高度时,中心调度指挥员下达了变轨的指令。由于采用了世界上最先进的透明传输测控技术,只用了 2秒钟时间,飞船就收到了指令。飞船上的发动机一次点火成功,在发动机的推力作用下,飞船的近地点高度由200公里升到了 340公里,航天飞船成功进入了轨道。

“神舟二号”飞船成功变轨后,在轨道上绕地球飞行了 31圈,轨道高度在飞行中逐渐衰减。这时,“神州二号”需要接受陆海基地航天测控网实施的第一次轨道维持。

轨道维持,就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力,使飞船始终保持在正确的轨道上飞行。控制飞船飞行轨道,需要精确的轨道计算。地面发送的轨道控制数据稍有微差,对于在太空中飞行的飞船来说,调整后的轨道便有可能相差几十甚至上百公里。西安卫星测控中心采用了最先进的技术来提高测控网的可靠性和有效性。

1月10日20时24分,进行轨道保持的控制数据指令向飞船发出。“数据注入成功! ”北京指挥控制中心调度指挥员的报告,让每个科技人员都兴奋不已。不久,从飞船上传回的数据表明,飞船已按照指令成功进行了轨道调整。

飞船继续在预定的轨道上飞行。尽管还要进行多次轨道维持,但航天测控人员有十足的信心等待着飞船返回。

多用途太空实验

“神舟二号”飞船是中国第一艘“正样”无人飞船。它由轨道舱、返回舱和推进舱及两对太阳能电池帆板构成。返回舱位于飞船的中部,它是飞船发射升空之后惟一可以返回大气层重新着陆的船舱。当载人飞行实现后,它将是宇航员升空、返回以及生活工作的座舱,也是飞船的控制中心以及与地面联络的通信中心。

“神舟二号”返回舱中装有空间晶体生长炉、空间生物培养箱、宇宙天体高能辐射监测仪、大气密度探测器等实验设备,就好像一个太空实验室。在“神舟二号”太空飞行期间,进行了半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长实验,进行了蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长实验,开展了水生生物、微生物以及离体细胞和细胞组织的空间效应实验,对宇宙r射线和空间环境进行了探测。

飞船内的“生物军团”

在“神舟二号”的返回舱中,有许多可爱的小生灵,它们跟随“神舟二号”飞向浩瀚的宇宙,代替人类完成光荣的宇宙探险使命。科学家亲切地把它们叫做“生物军团”。

6只腆着大肚子的小白鼠在“神舟二号”的返回舱中安居,它们可以随时享用鲜美的“自助餐”——从奶嘴中喝装在奶瓶中的矿泉水,或是享受烟头大小的特殊配方食品。它们可供科学家研究太空环境与生命之间的反应,研究太空环境对生物体神经网络系统的刺激反应,以及在刺激反应过程中可能产生的特殊物质,这都是为宇航员上天提供科学实验基础。返回地球之后,科学家们将从这些已经怀孕的小白鼠身上提取心脏组织、脊髓组织、胚胎组织、腿部肌肉等标本,放入生命培养液中,进行相关的生命科学研究。

“神舟二号”的生命培养箱被8只懒洋洋的小乌龟占领着。因为在不同的环境和气压下,氧气压力不一样,就会影响人心脏供血量,进而影响血液循环。科学家将用乌龟的心脏作试验品,观察太空环境对心脏细胞的影响,研究宇航员心脏在太空氧气压力下可能发生的反应。另外,装有白色高级营养液的试管中有一种看上去比芝麻粒还小的幼果蝇,它们是用来考察生物在太空微重力环境下的交配与产卵情况的。装有蛋白核小球藻的容器中,有几只红色的澳洲水泡螺。澳洲水泡螺排出的粪便是蛋白核小球藻的美餐,而小球藻产生的氧气正好成为澳洲水泡螺的“氧吧”。它们此次飞天的主要目的是为了验证空间环境对食物链的影响。

飞船上两只空间通用的生物培养箱里,共有19类25种植物和动物,其中有石刁柏、红萝卜等10多种植物的种子,有蛋白质、蛋白核小球藻、鱼星藻、螺旋藻等藻类,还有假单胞菌、灵芝大肠杆菌等菌类。

这些可爱的小生灵是人类走出地球、探索太空的“先遣军”,甚至要以牺牲生命为代价,换取人类有朝一日能够在宇宙中自由地行走。人类要向它们致以崇高的敬意!

返回舱胜利归来

当“神舟二号”在太空中飞行时,中国派驻的“远望一号”、“远望二号”、“远望三号”、“远望四号”航天测量船,早已分赴太平洋、大西洋、印度洋,执行海上测控任务。科学家们每分每秒都可以从地球的不同地域接收到来自“神舟二号”上反馈的信息。

“神舟二号”已经在太空飞行了将近6天,它的返回舱脱离轨道舱,重新回到地球的时间到了。

南大西洋上,阳光灿烂,中国的“远望三号”远洋航天测量船静静地等候着“神舟二号”飞船的出现。这是“神舟二号”飞船飞离地球后的第107圈飞行。按照预定计划,飞船会在1月15日18时33分飞临“远望三号”上空,这时,“远望三号”将向飞船发送返回控制等一系列关键指令。

“发现目标! ”随着操作人员的报告,测量船上的雷达天线稳稳地跟上了刚从海平面出现的“神舟二号”飞船。与此同时,其他测量通信设备也准确及时地捕获了跟踪目标,获取飞船的各种有效数据。一道道数据和遥控指令连续不断地从“远望三号”发送到“神舟二号”飞船上。

“一次调姿! ”飞船飞行姿态开始调整。

“轨道舱与返回舱分离!”微光电视上原来显示飞船的那个亮点瞬时变成了两个。

“分离成功! ”人们惊喜地欢呼起来。

“二次调姿! ”“制动开始!” “制动结束!”伴随着各项指令的继续下达,只见显示屏上的一个亮点正在向下方运动。这就是分离后的飞船返回舱,它已从飞行姿态转为返回姿态。

夜幕下的内蒙古大草原仿佛被严寒冻成了坚冰。这儿就是“神舟二号”返回舱的着陆场。飞船着陆场上,各种跟踪测量设备翘首以待,时刻准备捕获目标。

“飞船进入黑障区!”前方测量站报告,这表明飞船已经进入距地面80公里的大气层。返回舱表面与大气层剧烈摩擦,产生等离子层,形成电磁屏蔽,致使地面与飞船失去联系。

“回收一号发现目标!”着陆场前置雷达站的报告打破了现场的沉默,有关飞船的各种信息源源不断地传来。

北京时间1月16日7时22分,“神舟二号”的返回舱顺利准确地返回内蒙古自治区中部地区着陆场。

我国第一艘无人飞船“神舟二号”遨游太空7昼夜,终于胜利地返回了祖国母亲的怀抱。我国载人航天工程第二次飞行试验获得圆满成功。

谁将是第一位进入太空的中国人

“神舟二号”返回舱顺利着陆,带回了大量宝贵的飞行试验数据。前苏联发射了 7艘无人飞船,美国发射了 21艘无人飞船后才实现了载人航天飞行。而按照中国航天发展计划,只要再取得三四次无人飞行试验的成功,就可以实施载人航天飞行了。

我国载人航天工程第一步是从发射无人飞船到发射载人飞船,将航天员安全地送入太空进行观测及科学试验,第二步是在太空建设我们国家完整配套的空间实验室和空间工程大系统,第三步是建造规模宏大的太空空间站。

发射“神舟二号”是进行载人航行的成功尝试,它的最终目的是要把人送上太空。“神舟号”在设计过程中考虑到可载4名宇航员,中国现在已经从上千名的歼击机飞行员中层层挑选了多名宇航员进行训练。挑选过程中,不仅考虑了他们的性别、年龄、文化程度、飞行技术等基本条件,还通过医学、生理技能和心理功能的检测,判断飞行员对特殊环境的适应能力。被挑选出来的宇航员正在北京西部的宇航员训练基地进行扎扎实实训练,等待着有一天乘上中国的宇宙飞船探索星空的奥秘。同时,我们国家已经成立模拟太空环境的试验室,并开始自行研制太空衣、太空食品。

探索太空的过程艰巨而且漫长。如果中国的载人航天计划能够在本世纪初实现,那么,21世纪中国将进入航天科技的新时代!