2021年8月8日晚,東京奧運會落下帷幕,燃燒了17天的圣火緩緩熄滅。閉幕式上,“巴黎8分鐘”亮相,其中最浪漫的鏡頭,就是法國宇航員托馬斯·佩斯凱在國際空間站里演奏《馬賽曲》,科技、藝術與人類和平的愿望,在這一刻穿越空間和時間,融合在一起。
而在太空中的另一座空間站里,3名中國航天員忙里偷閑,一邊科研一邊進行太空健身,還不忘觀看奧運會發表觀后感。
其實,早在500年前,人類就在設想空間站了。《空間站簡史》這本書,收集500余幅震撼的照片、手稿、漫畫、設計圖紙等圖片,直觀清晰地展現空間站的發展歷史,看后會讓人明白,從幻想到現實,地球上的人類為了搬到太空生活和工作付出了多少努力。
“天空立法者”寫了一篇小說
500多年前,一位名叫伽利略的意大利科學家聽說荷蘭發明了一種新型的管狀光學設備。該設備具有非凡的特性——無論將其指向何物,通過這根管子向外看時,物體都是被放大的。這項發明被稱為“望遠鏡”。伽利略決定親自動手制作一件“望遠鏡”,在進行了若干次試驗之后,他用薄鉛板制成了一根管子,兩頭各安裝了一個玻璃鏡頭。
望遠鏡這一發明最初是為了幫助水手和士兵,但在1609年11月30日這天晚上,伽利略做了一件任何人都沒有想到的事:他把這個儀器對準了夜空。在那一瞬間,人類對自身在宇宙中所處位置的感知——事實上,也可以說是對地球本身性質的感知——發生了永久性的改變。
伽利略發現,在地球以外,太空中還存在著其他世界。這一發現引起了轟動,還引發了許多問題。這些世界是什么樣的?上面可能生活著什么奇怪生物?也許最重要的是,人類有可能去往這些世界嗎?
最后一個問題最終促成了宇宙飛船的發明,并推動了空間站的建立。科學家們考慮過所有能想到的太空旅行辦法,從高空氣球、力量大得不可思議的彈射器,到把一位勇敢的宇航員綁在一群飛往月球的鵝身上。富于創造力的人紛紛探索如何前往月球和其他星球。
德國科學家開普勒聽聞了伽利略的發現,并在1630年創作出一篇小說,描述了一次訪問月球的假想之旅。他將地球寫成“群星之間一個微不足道的渺小世界”,并說:“總有一天會造出能飛越太空的飛船,一旦建成,人類就將邁出一大步,駕駛著它們航行于太空。”
開普勒后來發現了行星運動三大定律,這使他贏得了“天空立法者”的美名。
2009年,美國發射了“開普勒太空望遠鏡”,在10年當中發現了2662顆太陽系外行星,這些系外行星的命名編號都以“開普勒”開頭,如開普勒186f、開普勒22b等等。2011年,歐洲空間局發射了“開普勒號”飛船,為國際空間站提供推進劑、空氣和干貨物。
齊奧爾科夫斯基設想“太空小屋”
到了19世紀后半葉,人們開始討論在太空中建空間站的可能性。美國學者黑爾便是其中之一,他描述了一顆人造地球衛星,它具備現代空間站的大部分功能,如氣象觀測、導航和通信。后來的作家們都認可這些可能性,而其他人則認為這樣的空間站或許會成為人類進入太空更深處的墊腳石。比如,宇宙飛船添加燃料時可以去空間站,或者乘客和機組人員也可以在這里換乘飛往某顆行星的宇宙飛船。
俄國科學家齊奧爾科夫斯基是最早深入研究大型空間站設計的科學家之一。1895年,齊奧爾科夫斯基在《地球與天空之夢》中描寫了一座繞地球運行的空間站,距離地面有2000—3200千米,“逐漸出現了從地球自帶補給、材料、機器和建筑的聚居地”。
1897年,德國作家庫爾德·拉斯維茨出版了科幻小說《在兩顆行星上》。在這部頗具幻想性的小說中,一群特別熱衷冒險的熱氣球駕駛員試圖飛越北極,卻被一個磁場捕獲,陡然上升到了北極上空6115千米的一個火星人空間站。
盡管很早就有了“空間站”這個概念,但直到1923年,歐洲火箭之父、現代航天學奠基人之一的赫爾曼·奧伯特才在其經典著作《飛向星際空間的火箭》里正式創造了“空間站”一詞。
從創造“空間站”一詞到人類發射第一個空間站,其間又經歷了40多年的時間。
1971年,蘇聯發射了“禮炮1號”空間站,這是人類歷史上第一個空間站。
國際空間站的設想是1983年由里根首先提出的,1993年完成設計,開始實施。1998年,國際空間站的第一個組件——曙光號功能貨艙發射成功,空間站進入初期裝配階段。從2000年開始,一直保持在軌工作。在載人運行的最初15年間,國際空間站上共接待過來自17個國家的223名宇航員,駐留時間從一周到6個月以上不等。
中國航天員在“天宮”看奧運會
作為人類歷史上規模最大的航天器,空間站是一種在近地軌道長時間運行,可滿足航天員長期在軌生活、工作以及地面航天員尋訪的載人航天器,代表了當今航天領域最全面、最復雜、最先進和最綜合的科學技術成果,可謂科技、工業、經濟上的登峰造極之作。
然而,國際空間站的合作大門并未向中國敞開,我們走上了自主研制建造的道路。上世紀90年代初,我國載人航天工程正式啟動,采取“三步走”實施戰略——
第一步是載人飛船階段,在此期間完成了載人飛船的研制,實現了航天員天地往返等目標;
第二步是空間實驗室階段,在這一階段,我國不僅掌握了出艙、交會對接技術,成功對航天員中期駐留太空進行了驗證,還成功驗證了推進劑在軌補加技術,完成了運送貨物補給等任務;
第三步就是現在正在進行的空間站建設階段,我國將建造長期有人照料的空間站。
中國空間站以天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙為基本構型。在總體規模上不及國際空間站,綜合當前需求和耗費等因素,采用規模適度、留有發展空間的思路,既滿足重大科學研究項目的需要,又同時具備擴展和支持來往飛行器對接的能力;由我國自主建造,實現了部組件全部國產化、原材料全部國產化、關鍵核心元器件100%自主可控。
2020年4月29日,在震耳欲聾的轟鳴聲中,中國空間站核心艙發射成功,標志著中國空間站在軌組裝建造全面展開。
今年6月17日,神舟十二號載人飛船發射升空,3名中國航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波順利進入核心艙。在太空中工作之余,3名航天員還能實時看奧運。
按照規劃,2021—2022年,我國將接續實施11次飛行任務,包括3次空間站艙段發射、4次貨運飛船以及4次載人飛船發射,于2022年完成空間站在軌建造。
預計十年之內,國際空間站將退役,那時中國“天宮”空間站將成為太空中唯一的人類空間站,中國已經向全世界宣布:“探索浩瀚宇宙是全人類的共同夢想,中國政府一貫致力于和平利用外空,始終按照‘和平利用、平等互利、共同發展’原則與有關國家廣泛開展載人航天合作與交流。進入到空間站階段,中國將繼續加大國際合作與交流的深度與廣度,使中國空間站成為造福全人類的太空實驗室。期待在不久的將來,中外航天員能夠一起遨游‘天宮’。” (李煦)
編輯:但堂丹
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