把杨利伟送上天之前,成功的把握到底有多大?是谁签字确认发射的
2003年10月15日,对中国航天史来说是一个具有里程碑意义的日子。这一天,随着长征二号F运载火箭托举着神舟五号飞船腾空而起,中国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家。在这次任务中,杨利伟作为中国首位航天员进入太空,实现了中华民族千年飞天梦想。然而在这次发射之前,一切都充满了未知和挑战。作为一项高风险的宇航任务,究竟谁为这次发射负责?当时的成功把握究竟有多大?为什么原定的电视直播在最后时刻被取消?在这些重大决策的背后,又有着怎样的考量?让我们一起走进这段鲜为人知的历史。
一、戚发轫的人生选择与责任担当
1934年,戚发轫出生在黑龙江省的一个普通家庭。那时的东北地区正处于日本帝国主义统治之下,年幼的戚发轫不得不在日本人开办的学校里学习。每天早晨,他都要和其他学生一起面向东京,向日本天皇行跪拜礼。这段经历让他深深体会到了亡国奴的屈辱。
1945年,东北解放后,11岁的戚发轫第一次接触到了真正的中国历史和文化。在此后的求学过程中,他经常看到美军飞机肆意轰炸中国领土,却唯独对驻扎着苏联军队的大连敬而远之。这种强者与弱者之间的鲜明对比,在他幼小的心灵里种下了强国梦想的种子。
1952年,全国高校进行院系调整。18岁的戚发轫毫不犹豫地选择了航空系。然而命运总是充满戏剧性,毕业后他被分配到了刚成立的国防部第五研究院。这个单位后来成为了中国航天工业的重要基地,但在当时却是一个几乎从零开始的新机构。
在五院工作期间,戚发轫经历了中苏关系恶化带来的困境。原本计划前往苏联学习的机会泡汤了,所有苏联专家也陆续撤离。面对这种困境,他和同事们开始了艰苦的自主研发之路。从跟随钱学森学习导弹技术开始,一步步摸索前进,最终参与完成了"东方红"卫星的发射任务。
1992年,中国决定启动载人航天工程。此时的戚发轫已经59岁,眼看就要退休。组织上却找到他,希望他能担任载人航天工程总设计师。这个决定让他陷入了深深的思考。一方面,他清楚地知道这项工程的重大意义和巨大挑战;另一方面,他也深知自己的年龄已经不小,要重新开始学习一个全新的领域并非易事。
但最终,几个现实因素促使他接受了这个任务。其一,当时中国航天界出现了人才断层,经验丰富的老专家大都到了退休年龄,年轻人又缺乏实践经验。其二,载人航天工程需要有人来统筹和协调各个系统,这需要丰富的工程经验和强大的组织能力。权衡再三,戚发轫决定接受这个挑战。
在接受任务后,他立即投入到了紧张的工作中。他带领团队确定了"三步走"发展战略,制定了详细的技术路线图。为了确保万无一失,他要求进行大量的地面试验,并坚持"不达标准绝不让航天员上天"的原则。
二、神舟系列的技术积累
在戚发轫接受总设计师任务后,中国载人航天工程正式进入实质性研制阶段。1992年9月,"921工程"正式启动,这是一项涉及上百个研究院所、数十万人参与的巨大工程。
为确保载人飞行的安全性,研制团队制定了严格的技术路线。首先要完成四次无人飞行试验,只有在这些试验全部成功后,才能进行载人飞行。这个决定与当年苏联和美国的发展路线有所不同,体现了中国特有的稳健策略。
1999年11月20日,神舟一号飞船在酒泉卫星发射中心升空。这次发射采用了多项创新技术,包括新研制的逃逸系统和改进后的制导系统。飞船在轨道上飞行了21小时,完成了14圈地球轨道飞行后,准确降落在内蒙古中部预定区域。
神舟二号于2001年1月发射,这次任务首次搭载了生物科学实验装置,完成了空间生命科学、空间材料科学等多项实验。飞船在轨道运行7天后安全返回,验证了飞船的长期在轨能力。
2002年3月和12月,神舟三号和神舟四号相继发射成功。这两次任务模拟了载人飞行的全部过程,飞船内安装了与航天员生命保障系统相关的所有设备,并进行了全面测试。特别是神舟四号,首次在轨道舱内放置了"假人",测试了航天服、座椅等关键设备。
在无人飞行试验的同时,地面基础设施建设也在紧锣密鼓地进行。北京航天城建成了亚洲最大的真空环境模拟设施,可以模拟太空环境下的各种极端条件。同时,建立了完整的追踪测控网络,包括陆地站、船载站和海外站,确保飞行过程中的实时监控。
为了应对发射过程中可能出现的各种情况,研制团队进行了大量的故障模拟试验。他们模拟了超过2000种可能的故障情况,并针对每种情况制定了应急预案。这些试验数据成为了后续改进的重要依据。
在这一阶段,中国航天人还突破了多项关键技术。比如,自主研发的新型隔热材料,解决了返回舱再入大气层时的防热问题;研制成功的空间出舱服,为后续太空行走任务奠定了基础;开发的新一代数据传输系统,大幅提升了飞船与地面的通信能力。
通过这四次无人飞行试验,中国航天工程积累了大量宝贵的实践经验和技术数据。每一次发射都是对整个系统的全面检验,从火箭可靠性到着陆精度,从环控生保到通信导航,都得到了充分的验证。这些成功的试验为后续的载人飞行奠定了坚实的基础。
三、安全保障体系的构建
在四次无人飞行试验取得成功后,载人航天工程进入了更为关键的阶段。为确保航天员的生命安全,中国航天团队构建了一个前所未有的多层次安全保障体系。
这个保障体系首先体现在应急预案的制定上。研制团队设立了专门的应急预案工作组,针对发射、在轨飞行、返回着陆等各个阶段可能出现的紧急情况进行了详细分析。他们将应急预案分为三个等级:一级为威胁航天员生命的重大故障,二级为影响任务完成的系统故障,三级为不影响主要任务的轻微故障。每个等级都配备了相应的处置流程和技术方案。
在救生系统方面,工程团队开发了具有独创性的双重保护机制。一方面是火箭逃逸系统,由位于飞船顶部的逃逸塔构成,可在发射过程中的任何时刻将载人舱快速带离故障火箭。另一方面是座舱救生系统,包括弹射座椅、减压装置和应急供氧设备,可以在飞行过程中保护航天员安全。这些系统经过了上千次地面试验和高空台试验。
为了应对太空环境对人体的影响,航天医学专家组建立了完整的空间环境适应性研究体系。他们在地面模拟了失重环境,研究航天员在太空中可能面临的生理变化。通过水下训练、离心机训练等方式,帮助航天员适应太空环境。特别是在前庭功能训练方面取得重要突破,开发出了独特的训练方法,显著降低了航天员在太空中出现晕动病的风险。
医学保障体系的建立是另一个重要创新。团队研制了便携式生命体征监测仪,可以实时监测航天员的心率、血压、体温等指标。在返回舱内设置了应急医疗箱,配备了针对可能出现的各种症状的药品。地面医疗团队则建立了24小时值班制度,随时准备处理突发医疗事件。
值得一提的是,工程团队还在航天服设计上取得了重大突破。新一代航天服采用了模块化设计,不仅提高了密封性能,还增加了活动灵活度。航天服内置的温控系统可以自动调节温度,确保航天员在太空环境中保持舒适。同时,研制人员在航天服上安装了多个传感器,用于监测服装内外环境参数。
为了确保通信系统的可靠性,工程团队建立了三重备份机制。主系统采用新研制的数字通信设备,备份系统则使用经过改进的模拟通信设备。同时,还配备了一套独立的应急通信系统,即使在主要系统都失效的情况下,仍能保持与地面的最基本通信联系。
这些安全保障措施的建立过程中,中国航天人始终坚持"安全第一"的原则。每项技术方案都要经过反复论证,每个系统都要进行多轮测试。通过这种严格的管理和科学的方法,最终构建起了一个全方位、多层次的安全保障体系。这个体系不仅为神舟五号任务提供了有力保障,也为后续的载人航天任务奠定了重要基础。
四、重大决策的考量过程
2003年10月15日发射前的一个月,载人航天工程指挥部召开了一系列关键会议,对发射任务的各项准备工作进行最后评估。这些会议的重点围绕着三个核心问题:发射时机的选择、航天员的最终确定、以及任务直播方案的制定。
在发射时机的选择上,指挥部综合考虑了多个因素。首先是天气条件,10月的酒泉卫星发射中心正值秋高气爽的季节,大气条件最为适宜火箭发射。其次是轨道设计,需要保证飞船在白天返回,便于搜救工作的开展。第三是技术准备情况,所有系统都必须达到最佳状态。经过反复论证,最终确定在10月15日9时整进行发射。
航天员的选拔过程更为复杂。从1998年开始,中国航天员中心就启动了第一批航天员的选拔工作。经过严格筛选,最终确定了14名航天员候选人。这些候选人都是空军优秀战斗机飞行员,具有丰富的飞行经验和优秀的心理素质。在近五年的训练中,他们接受了包括航天理论、操作技能、体能训练等全方位培训。
2003年9月底,指挥部召开专门会议,确定了执行这次任务的三名航天员。这三人分别是杨利伟、聂海胜和翟志刚。按照规定,一名执行任务,一名作为备份,另一名作为应急替补。在确定最终人选时,指挥部采用了独特的评价体系,包括理论考试成绩、模拟训练表现、心理适应能力等多个维度。经过综合评估,杨利伟被确定为首位执行任务的航天员。
关于任务直播方案,指挥部进行了长期讨论。一种观点认为,应该全程直播,让全国人民共同见证这一历史时刻。另一种观点则强调,考虑到任务的高风险性,应该采取更为谨慎的方案。最终,指挥部决定采取折中方案:发射过程不进行实况直播,而是录制后播出;但在飞行过程中的重要节点,如航天员与地面通话等环节,则安排直播。
在发射前的最后一周,指挥部还专门讨论了发射确认程序。根据规定,发射前必须经过三级确认:首先是技术总师组的技术确认,然后是总指挥部的综合确认,最后是国家层面的最终确认。每一级确认都必须以书面形式完成,由相关负责人签字。这种严格的确认制度确保了决策的科学性和责任的明确性。
发射前24小时,指挥部召开了最后一次全体会议。会议对火箭状态、气象条件、各系统准备情况进行了全面检查。特别是对发射窗口期的气象预报进行了详细分析,包括地面风速、高空风切变、能见度等多个参数。同时,会议还复核了应急预案,确保一旦出现意外情况能够及时处置。
这次会议上,戚发轫代表总师组做了最后的技术状态报告。报告指出,通过前期的大量试验和充分准备,各项技术指标均已达到设计要求,任务成功的把握可以达到96%以上。这个数据是基于大量统计分析得出的,考虑了包括火箭可靠性、飞船系统可靠性、气象因素等多个方面。
五、历史性突破的实现
2003年10月15日9时整,在甘肃酒泉卫星发射中心,搭载着杨利伟的神舟五号飞船在长征二号F运载火箭的托举下,腾空而起。这次发射采用了特殊的发射程序,火箭起飞前进行了长达两个小时的最终检查。发射前30分钟,现场指挥部对所有系统进行了最后一次状态确认。
发射过程中,火箭按照预定轨道计划飞行。在飞行第583秒,神舟五号飞船与火箭成功分离,准确进入预定轨道。这个轨道是经过精确计算的近地圆形轨道,远地点高度331公里,近地点高度319公里,轨道倾角42.4度。
进入轨道后,飞船开始执行既定的在轨试验任务。首次进行了轨道舱与返回舱的分离试验,验证了两个舱段之间机械连接、电气信号的分离性能。杨利伟在轨道舱内进行了一系列科学实验,包括空间材料试验和空间生命科学实验。
在轨飞行期间,杨利伟与地面指挥中心进行了多次通话。通话内容涉及飞船状态、个人状况以及实验进展等方面。通信系统采用了新型数字通信设备,保证了通话质量。特别是在飞越北京上空时,杨利伟与时任国家主席胡锦涛进行了历史性通话。
飞船在轨道上飞行了21小时23分,完成了14圈地球轨道飞行。返回过程采用了独特的返回方案:首先在预定时间点启动返回制动发动机,将飞船轨道速度降低约100米/秒,使飞船进入返回轨道。随后,轨道舱与返回舱分离,返回舱调整姿态,以特定的迎角进入大气层。
在再入大气层的过程中,返回舱外表面温度达到了2000多度。这时,新研制的防热材料发挥了关键作用,有效保护了舱内设备和航天员。在距离地面约30公里处,返回舱释放了减速伞,将速度降至每秒数十米。最后阶段,主伞完全打开,返回舱稳稳降落在内蒙古四子王旗预定着陆区。
搜救分队在返回舱着陆后8分钟内就到达现场。医疗人员立即对杨利伟进行了初步检查,确认其身体状况良好。随后,杨利伟被护送到位于北京的航天员训练中心,接受为期两周的医学观察和恢复训练。
这次任务的圆满成功标志着中国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家。在任务结束后,工程总部对此次飞行进行了详细的数据分析。分析显示,飞行全程的各项技术指标都达到或超过了设计要求,特别是在轨道精度、姿态控制、着陆精度等关键指标上表现优异。
飞行数据显示,发射段火箭推力曲线非常平稳,最大偏差不超过0.5%。在轨飞行期间,飞船姿态控制精度优于0.5度,优于设计指标。着陆精度达到了公里级,返回舱降落点与预定位置的偏差仅为4.8公里。这些数据为后续任务的技术改进提供了重要依据。