载人航天60年：回顾与展望

李鉴

“地球是人類的摇篮，但人类不可能永远生活其间，人类总是小心翼翼地向着大气层边缘探索，然后走向整个太阳系。”世界宇航技术先驱、俄国人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（1857—1935年）的这句名言，如同嘹亮的号角，响彻了100多年来的人类航天探索之路。

人类对自然环境空间的探索，经历了从陆地到海洋、从海洋到大气层、从大气层到宇宙空间的历程。每一次拓展，都会带来新的科学发现、催生革命性的新技术，极大地促进生产力的发展和社会文明的进步。现在我们所探索的外太空空间领域，就是人类历史上探索的第四个领域，由此诞生的宇航科学，使人类对客观世界的认知达到前所未有的高度。

在当前科学界最关心的宇宙起源、天体起源、生命起源这三个起源问题中，最本质的是人与宇宙的关系问题。在浩瀚的宇宙中，地球是否是适于人类生存的唯一家园？人类在宇宙中是否孤独？只有从太空探索中才能找到答案。人类进入太空，可以进一步认识和探索宇宙奥秘，发现和利用太空资源，开展空间探测和科学实验。与此同时，伴随而生的以通信、导航、遥感为代表的空间应用和相关产业，对世界政治、经济、军事、科学技术等方面都产生了广泛而深远的影响。

美苏争霸逐太空—人类航天简史

自从1957年10月4日世界上第一颗人造地球卫星发射成功以来，全世界已研制出了100多种运载火箭，建设了30多个航天发射场，形成了完善的地面测控网。世界各国和地区先后发射了7000多个航天器，几十个卫星应用系统投入运行。发展航天技术、制定航天计划、开展航天活动、利用航天成果，已经引起各个国家的高度关注。

1961年4月12日，苏联发射了世界上第一艘载人飞船—东方1号，尤里·加加林首次进入太空，绕地球飞行106分钟，开创了载人航天的新纪元。美国奋起直追，不到1个月后，发射水星飞船进入亚轨道，成为第二个拥有载人航天能力的国家。此后，两国你追我赶，把载人航天活动推向了高潮。20世纪60年代末期的美国，几乎每两个月就进行一次载人航天试验，如此密集的发射纪录，直到今天也没有被打破。尤其是阿波罗计划实现了载人绕月和登月，至今仍然是人类航天史上的最高峰。

1969年7月，土星五号火箭带着阿波罗11号飞船奔赴月球，阿姆斯特朗和奥尔德林先后踏足月球，这是人类第一次踏上地球之外的另一个星球。接下来的3年内，美国又发射了阿波罗12号到17号共6艘登月飞船，除了阿波罗13号由于氧气罐爆炸没有登月外（3名宇航员安全返回地球），另外5艘飞船上的12名宇航员成功登月，并带回了大约382千克月壤。

在踏足太空之后，人们随之提出了建立空间站的设想。空间站就是人类在太空工作和生活的“家”，是人类在太空中的长期基地，可以锻炼人对太空环境的适应能力，为未来的载人星际航行和外星移民做准备。1971年，苏联发射了第一个试验性空间站—礼炮1号，后来又相继发射了礼炮2号到7号空间站，可以与飞船对接，也可以进行大量的太空实验。1986年，苏联发射了世界上第一个长期载人空间站—和平号空间站的核心舱。此后历时10年，直到1996年，建成完整的和平号空间站。2003年，和平号空间站在绕地球近15年、飞行8万多圈后，坠毁在太平洋。和平号空间站多年来共接待了来自10多个国家和国际组织的航天员100多人次，进行了成千上万项科学实验，取得了丰硕成果。

美国在1973年发射了天空实验室号空间站，于1979年结束使命。此后，在美国的主导下，国际空间站从1993年开始建设，到2011年最终建成。它由16个国家共同建造、运行和使用，包括服务舱、对接舱、试验舱、居住舱等多个舱，有多个接口，可以对接载人飞船、货运飞船等。现在国际空间站已经运行了20多年，预计2024年前后国际空间站将退役。

近年来，中国的航天事业正在快速崛起，并计划在2022年前后建成自己的空间站。在国际空间站退役后，中国的空间站将是世界上唯一在轨运行的空间站。

稳扎稳打克难关—中国的载人航天

中国航天事业发展的各个阶段，采取循序渐进、逐步扩展的策略。首先具备了进入空间的能力，随后发展了空间应用能力。在国家经济实力壮大后，开始发展载人航天和深空探测能力。

60多年来，中国先后发射升空了近500颗人造卫星，实现了卫星系列化、平台化发展，初步形成了广播通信、气象海洋、地球资源、导航定位、科学技术试验五个系列，卫星的技术水平、应用能力以及长寿命、高可靠性逐步达到国际先进水平。在广泛应用于农业、林业、海洋、国土、环保、气象等领域的遥感卫星方面，中国形成了“风云”“资源”和“海洋”三个系列卫星。2020年，东方红五号卫星公用平台和北斗三号全球卫星导航系统的建成，让我国的卫星实力前进了一大步。

载人航天工程是世界公认的极具挑战性的高科技领域之一，是一项技术复杂、规模庞大、对可靠性和安全性要求很高的系统工程。1992年，中国确定了载人航天“三步走”的发展策略：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用试验；第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

经过20多年的发展，我国先后攻克了飞船总体技术，制导、导航控制技术，飞船推进技术，返回和再入技术，高可靠性和高安全性运载火箭技术等重大技术难题。2003年10月15日，航天员杨利伟乘神舟五号飞船圆满完成了中国首次载人航天飞行，实现了中华民族绵延千年的飞天梦想。2005年，神舟六号飞船实现了两人五天的太空飞行，标志着中国跨入真正意义上有人参与的空间试验阶段，实现了工程第一步任务目标。此后，陆续实施的神舟七号、天宫一号与神舟八号、神舟九号任务，实现了航天员空间出舱活动、交会对接等重大技术的突破。从单船飞行到组合体稳定运行，我们跨越了发达国家半个世纪的发展历程，先后把11名航天员14次送入太空，成功率100%。

如今，我国是世界上第五个独立研制和发射卫星、第三个把人类送上太空的国家。在“长征”“神舟”“嫦娥”“天宫”等一系列刷屏的航天热词和科技奇迹背后，更加熠熠闪光的是我国广大航天工作者不畏艰辛、无私奉献，践行出来的载人航天精神—“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”。载人航天精神是“两弹一星”精神的发扬光大，也已成为中华民族的文化骄傲。

当前，中国载人航天工程已经全面转入空间站建造的任务准备阶段。2021年与2022年，我国将实施包括空间站核心舱、实验舱、载人飞船和货运飞船在内的11次发射任务。突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术并开展较大规模的空间应用，后续还将实施载人登月等工程。

飞入寻常百姓家—载人航天未来展望

将目光瞄向太阳系、银河系和宇宙空间，开发和利用地外天体的资源，建立地外行星基地，最终实现人类移民深空，将是人类今后迈出的必然一步。当前，各国近地轨道载人航天活动主要是以空间站的建造与运营为目标，采用载人天地往返运输、空间交会对接、航天员出舱活动、近地轨道长期载人飞行等技术，实现较大规模的空间科学应用。同时也为后续载人深空探测开展相关技术验证，持续降低空间站运营维护成本，开展商业化运营探索。

未来载人航天的发展，将瞄准以月球、小行星、火星为目标的深远空间。2021年伊始，美国国家航空航天局宣布将在11月完成超重型运载火箭太空发射系统（SLS）的首次正式发射。它是迄今为止推力最大的火箭系统，将为2024年美国再次实施的载人登月任务服务，也会成为未来载人登陆其他行星的重要支撑。

载人航天的发展除了走向深空外，也会走向普通人的生活，更加注重给人类社会带来福祉，也更加注重经济效益。进入21世纪以来，航天探索进入商业化阶段。第一位太空游客是美国亿万富翁丹尼斯·蒂托，他于2001年登陆国际空间站，进行了为期8天的探险。迄今为止，共有7名平民进行过太空旅行。尽管花费惊人（据说蒂托的太空之旅花了2000万美元），但随着技术的跃进和商业模式的成熟，可以预见，未来的太空旅行成本将大幅降低。

2002年成立的美国太空探索技术公司（SpaceX），成功研制出可重复使用的猎鹰9号（Falcon 9）运载火箭，不仅缩短了发射周期，更降低了任务成本。2020年5月31日，猎鹰9号火箭将搭载着两名宇航员的载人飞船—龙飞船送入了太空。这次成功的尝试也被很多人视为开启了商业航天时代的元年。就在2021年2月初，SpaceX公司又宣布了首个民用太空任务计划，将在今年第四季度把4名平民送上太空。该公司没有透露具体花费，据估计可能不超过几百万美元。这将是私人太空飞行和新兴的太空旅游行业的一个重要里程碑。

2014年以来，中国也诞生了一大批商业航天企业，如星际荣耀、蓝箭航天、零壹空间、星河动力等。据不完全统计，国内的商业航天企业已经达到了百余家，主要从事两个方面的业务，分别是火箭制造和卫星制造（包括各种航天载荷制造），一些公司已经拥有了火箭入轨的能力。2019年7月25日，星际荣耀公司研发的双曲线一号（遥一）运载火箭在中国酒泉卫星发射中心成功发射，按飞行时序将多颗卫星及有效载荷精确送入300千米的圆轨道，成为中国民营航天史上首枚成功入轨的火箭。九天微星公司研制的瓢虫一号卫星，以其独特的“太空自拍”创意，曾在2019年的网络春晚上大出风头。

美国亚马逊公司总裁贝索斯创办的蓝色起源公司（Blue Origin）以及英国的太空旅游公司维珍银河（Virgin Galactic）也都在不断进行太空旅行项目的技术测试。蓝色起源刚刚完成了火箭助推器和乘客舱的第14次试飞，距离载人进入太空只差“临门一脚”了。维珍银河甚至公布了飞行服装、客舱内部以及空中咖啡馆的外观。我们期待着未来的载人航天能“飞入寻常百姓家”，更加贴近普通人的日常生活。

2021，期待中国空间站

据中国航天科技集团介绍，我国计划在2021年安排40余项航天发射任务。其中，载人航天空间站工程是重中之重。

我國空间站包括核心舱（天和）、实验舱I（问天）和实验舱Ⅱ（梦天），将于2022年前后完成在轨建造。空间站运行在倾角42°～43°、高度340～450千米的近圆轨道，设计寿命为10年，并具有通过维护维修延长使用寿命的能力。空间站额定乘员为3人，可以适应2人或无人值守飞行。建造期间，航天员乘组采用间断方式访问空间站；建造完成后，采用乘组轮换方式，实现航天员长期连续在轨生活和工作，轮换时最多可达6人。空间站配置舱外机械臂等设备，能够协同航天员完成舱外建造、维护维修，以及舱外载荷操作任务。

在空间站这个平台上，将实施几百项甚至上千项科学实验和深空技术验证，包括太空3D打印、太空激光通信等，还将探索人类在太空长期生存的特殊物理和生命规律。共轨飞行的光学舱也是空间站的一部分，将开展大规模多色测光与无缝光谱巡天，包括深度和极深度巡天观测等科学活动，同时光学舱可以与空间站对接，进行在轨维护，实现长期运行。

我国的空间站也在向公众征集科学项目，天宫二号空间实验室上就曾顺利实施过香港中学生提出的养蚕项目。感兴趣的读者可以登录中国载人航天网站（http：//www.cmse. gov.cn），关注项目征集信息。