神舟飛船總設計師張柏楠:中國載人航天走自主道路


  圖:張柏楠上月底來港演講,他認為香港科技發達,待祖國空間站建成後,香港可依靠科技上的優勢,通過申請實驗項目,參與祖國的載人航天事業/資料圖片

  □隨着一艘艘神舟飛船的成功發射,中華民族的千年飛天夢得以實現,中國人在人類航天歷史上留下了光輝印記。無論是第一位進入太空的中國航天員楊利偉、兩度征空的景海鵬、首次在太空漫步的翟志剛,還是在太空從事實驗的劉洋、劉旺,以及費俊龍和聶海勝,都是大家耳熟能詳的中國載人航天工程發展的精英,當然,少不了今年剛滿五十歲的張柏楠。/本報記者 于敏霞

  花錢不多卻成就顯著

  作為當代傑出華人科學家之一、中國載人航天工程飛船系統總設計師張柏楠,在香港科學館以「載人航天的發展」為主題進行演講前接受記者採訪。外界一般對他的評價常是:沉着冷靜,自信有主見,遇變不亂、遇喜不驚……巨大壓力導致不正常發胖,一位實現了小時飛翔夢想的人。

  採訪及聽完相關講座後,我覺得,對航天話題他話多,具有科學家的嚴謹、敏銳,讓人欽佩的謙遜,還偶爾顯露醉心於科學,心無旁騖的直率和小幽默,可算是個既簡單而又複雜的人。無論是在採訪還是在講座上,他沒一句談到自己,但他卻是中國航天幕後英雄中的傑出人物。

  張柏楠說,中國載人航天走的是獨立自主的道路,定位準確。他說:「從1999年至2012年,每次發射都有突破、節奏不快但步伐大。中國花錢不多但成就顯著。」我們有很先進的微波雷達,測量位置精度高,自主設計的攝像機「精度最高,距離最遠」,因為中國的系統好,交會對接無任何實驗,但一次成功,而且都能對上。國家一定要有自己獨立研究的東西,不能依賴他人。

  太空是人類的共同財富

  浩瀚無垠的太空是人類的共同財富,開發和利用太空資源是人類共同的追求。航天之父齊奧爾科夫斯基說:「人類不會永遠留在地球這搖籃裡。」隨着人口增長,資源過度消耗,環境日趨惡劣,說明了地球正在維持危險的平衡,天文和無人探測器擴大了人類認識宇宙的範圍,而載人航天工具也擴大了人類的活動範圍。人類上太空兼開展新生活,為生命進化史帶來更重要的意義。

  2008年麻省理工學院發表題為《載人航天的未來》白皮書,把探測、民族自豪感、國際威望和領先地位作為主要目標,將科學、經濟發展、新技術和教育作為次要目標。從載人航天誕生之日起就一直被推崇為國家實力和意願的標誌,阿波羅登月任務是以「為全人類的和平」名義進行的,但這些任務都被明白無誤的冠上美國的名字。林登·約翰遜說:「在全世界眼裡,沒說的,航天上得了第一就是老大,航天上得了第二就在所有事情上都是第二。」

  回顧世界載人航天史,張柏楠指俄羅斯是最先掌握載人航天技術的國家,整個發展過程目標基本準確,比較務實,但蘇聯解體後一直陷於低谷,從一側面說明航天確實是國家實力的標誌;美國載人航天是為與前蘇聯競賽而開始的,採取爭先跳躍發展方式,投入巨大(如阿波羅投資佔當時美國GDP的4%,國際空間站約1000億美金),但效果不好,政策的不連貫導致其處境尷尬;歐洲與日本沒有自己獨立的載人航天體系,過度依賴很不講理的美國;中國載人航天走獨立自主的道路,目標定位準確,從1999年至2012年,每次發射地有突破、節奏不很快但是步伐大,中國花錢不多但成就顯著,現在正研究貨運。從技術看天地往返技術中國已經全部掌握,載人長期飛行技術與載人空間服務技術有部分掌握,其餘有待發展。國家一定要有自己獨立研究的東西「不能依賴他人」。

  飛行器主要分四類,目前飛船能一次使用,現在正研究部分重複使用;它們可供6-7人乘坐,可以滑翔着陸像坐飛機一樣。空間實驗室不能接受補給,只有一個對接口,用完即棄。

  中國是第五個實現交會對接國家,張柏楠說交會對接「不能像撞車一樣」,速度、位置、姿態必須完全一致才可以對接上,將來可以組裝大型飛行器、實施救援等,是載人航空的基礎。國外一般是先在地面探索然後再進行,如歐洲的ATV在2008年實現交會對接,但1996年已開始試驗;日本1998年已開始試驗。中國無任何實驗,人控與自控皆「一次成功」,達厘米級的精度,因為「中國的微波雷達很先進,很創新,測量位置精度高」;而中國自主設計的攝像機「精度最高,距離最遠」,因為中國的系統好,「都能對上」。他興致勃勃的提出「在地面追車要加速,在軌道上如果追趕前面的目標,是加速還是減速?」他並進行了物理解釋。

  宇航員登陸火星未是時候

  談到去火星,必須解決的有推進技術、物資再生、航天員健康保障、當地材料利用等問題。火星往返至少需5km/s,要飛行425天,用常規推進劑則佔去飛船81%質量;另外航天員每天消耗物質(如食物1.75Kg、水2.2Kg、氧氣576L、需電解水0.9Kg)、廢物收集(濕1.8Kg、尿1.6Kg、便0.5Kg、二氧化碳),這在地面不算什麼,但在太空則是大難題,比如尿液可做電解質,用不完其實還可以淨化為飲用水,但現在還沒用;要配醫生,這樣航天器就要建得更大;神五飛行一天返回後,宇航員自己站着出來,神六、神八都不行,因為航天員會得空間運動病、體液轉移、脫鈣、肌肉萎縮、輻射防護等,一般2至3天才能適應,返回地球後亦如此。總之登陸火星需要解決的問題還很多,現在是不可能實現的。

  在「當代傑出華人科學家」講座上,張柏楠對在場的學生說,「真正的大學教的不是知識,而是方法、是做人。你們未來的工作是需要後天學習的,要請教專家、要學會判斷」。

  張柏楠認為香港科學家可以有更多參與,約在2020年,中國將建成和運作近地載人空間站,建成後可提供更廣闊的實驗平台,只要實驗具前瞻性、有意義皆可申請,本港科學家更可變成航天員,空間站中不僅需要駕駛員(如楊利偉)、工程師(維修飛船),還要有載荷專家(到太空進行實驗和探測的非職業太空人)。

  香港人很支持國家的載人航天工作,每次對神舟飛天反響都很熱烈,而每次航天員返回地球後訪問的第一站必是香港。這次到香港,他說:「香港不僅是金融中心,科技也很發達。」他更認為香港若要可持續發展,必須大力發展科技。