志澄观察 | 集思广益，共绘载人航天发展蓝图（二）

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集思广益，共绘载人航天发展蓝图（一）

远望智库高级研究员  黄志澄

首先，专家委员会将载人空间站工程大系统分解为空间站利用系统、空间站系统、航天员系统、大型运载火箭、天地往返运输系统、航天发射场与返回场和测控通信网等系统（921工程基本上采用了这个分法，仅将发射场与返回场分为两个系统）。除了前一节已经详细叙述了天地往返运输系统的概念研究的结果之外，下面将简要介绍其它各个系统的概念研究的主要结果。

空间站利用系统的任务要求包括空间站军事应用、空间站对地观测、空间材料和微重力流体科学及应用、空间生命科学和制药、近地空间环境与空间物理、空间天文及空间先进技术实验等七个方面。经过综合分析，确定以微重力科学与应用及军民两用空间对地观测为重点。

我国空间站的任务主要是为空间站上的空间利用系统提供保障条件，通过空间站上进行有人值守或无人自主遥控的空间环境开发试验、空间科学研究和空间先进技术实验，取得一定的社会效益和经济效益。先进的空间站系统是一个以空间站为核心（基地），包括同轨平台、极轨平台和轨道间飞行器等多种空间单元的群体。根据我国的国情，我国2010年或稍后建成的空间站可能只是单一的空间站，空间站系统的其它空间单元有待以后逐步研制和发射。空间站的规模应根据空间站利用系统的需求，运载火箭可能提供的运载能力，空间站关键技术所能解决的程度，研制经费，时间进度要求等综合考虑来确定。初步考虑我国空间站单舱规模以20吨为最好，多个舱段对接组合可以构成空间站复合体。不过，空间站的规模可不急于作最后结论。下一步先开展共性的关键技术研究、空间站的概念确认及可行性研究，并在空间站利用系统与载人飞船的研制取得一定进展，对空间站需求进一步明确、认识进一步深化后，再作决策。

大型运载火箭是建立空间站工程大系统的基础。要充分利用主战场CZ-2E的成果，进行必要的改造，以适应初期发射飞船的需要。为了使空间站大系统协调、配套地发展，根据发射空间站的任务需求、大型运载火箭的技术成熟度和经费限制，建议将研制出第二代低轨地运载能力为20吨级的大型运载火箭（即长征五号）的时间，由原定的2000年改到2005年或稍晚。若天地往返运输系统采用小型航天飞机，则首先要研制出大型运载火箭。技术工作班子曾对这两种总体发展蓝图的经费和进度进行过较详细的估算，发现后一方案的前期投入较大。

影响大型运载火箭总体方案的最主要的因素是发动机方案的选择。通过概念研究初步选择推力为1-1.2兆牛的液氧/烃发动机和推力为500千牛的液氧/液氢发动机为标准模块。但还需花三年左右时间对液氧/烃发动机进行系统原理性试验研究，对大推力氧氢发动机也要进行单项技术的攻关。三年以后再对发动机方案进行最终决策，确定烃类中采用甲烷、丙烷还是煤油，并结合火箭总体方案确定芯级是否采用氧氢发动机。如果液氧/烃两组元发动机的关键技术能够突破，运载火箭一般不会采用液氧/烃再加液氢的三组元发动机。

测控系统首先依靠主战场发展统一S波段测控体制，建立以它为主，规模适当的我国地面测控通信网。同时开发我国的跟踪与数据中继卫星技术，逐步建立天地一体化的航天测控通信网。

选择一个滨海发射回收场，从使之具有较低的地理纬度、较多可供使用的射向，较好的航区安全和航天员救生条件，有可供使用或建设的码头条件，有较好的社会依托，有足够作用的征地范围等要求衡量，在海南省可以找到具备上述条件的主要方面的地方。然而，其投资强度很大，短期内较难建成。为了在2000年或稍后为发射载人飞船作好准备。改建现有卫星发射场（倾向酒泉发射场)是唯一合理的技术途径。

航天员系统是一个以航天员为中心的医学与工程相结合的系统，其任务是选拔和训练航天员，研究生理、病理和心理因素对人在航天飞行中承受各种负荷的影响，提供设计航天器所需要的数据，保证航天员在整个航天过程中有效地工作、生活并有益于身体健康。航天员系统应根据我国载人空间站大系统总体发展蓝图，分阶段地由短期、向中长期、长期系统发展。

专家委员会在这5年的概念研究中，认真总结了国内外发展航天技术的经验教训，在这基础上，综合概念研究的成果，提出了我国发展载人航天的总体发展蓝图。1987年1月5日，在国防科工委科技委组织的航天领域情报分析会上，钱学森同志作了重要的发言，他指出：“航天技术已经远远不只是一个技术问题，也不仅仅是一个科学技术问题。这么样的一个国家规模的、复杂的事情，我们决不能把它作为一个单纯的技术问题来考虑。”“刚才两位同志的报告，对世界各国发展航天技术的历史做了分析，我认为都很好。早在三十年代就有许多人在考虑这个问题，半个世纪以来，各国所走的道路并不一样。当时他们是领先的。但也没有经验，是实践教育了他们，因此，我们分析这些国家走过的道路，总结经验非常重要。这个经验不仅是科学技术的，还有政治、经济、军事、国际形势，以至于它本国内人民的思想意识。总结到什么程度呢？我想就是要能够说清问题：苏联、美国、日本为什么这样搞？西欧，法国、英国、西德为什么这样搞？要弄清楚他们什么做对了，什么做得不对。这本身就是一门学问，叫“航天技术学”。“今天。科技人员考虑问题不能只限于科学技术本身，要跳出这个范围，考虑整个政治、经济、军事、外交形势，以至于意识形态问题。我们国家的航天技术究竟怎么搞？要靠“航天技术学”。“在总结各国经验教训的基础上，如何发展我国的航天技术，要高瞻远瞩，要看到二十一世纪。“

专家委员会在进行概念研究和编制总体发展显蓝图反复迭代的过程中，认真总结了各国发展载人航天的经验教训。在综合论证报告中提出了四条主要的经验教训，在向原国防科工委领导汇报时，又补充了下文的第三条。这五条经验教训是：

1．载人航天活动耗资巨大，每个国家均应根据各自的国情。对其任务目标、活动规模和技术途径作慎重选择，必须有前后一贯的决策原则。载人航天计划，不能只考虑增加国家威望，必须要有明确的科学技术及应用目的。

2．载人航天计划是一项复杂的大型系统工程，要十分重视整体优化和全过程优化。要有周密的概念论证，预先研究，分阶段的及时决策的强有力的组织安排。

3．必须通过一个试验过程才能掌握载人航天的基本技术和利用空间环境的基本规律。载人航天的规模和进度必须与空间科学、空间利用的进展相适应。

4．为了进行大规模的载人航天活动，必须较大幅度降低运载火箭和天地往返系统的运输费用。为了实现这个长期的目标，还需不断地奋斗。

5．国际合作正在成为各国发展载人航天事业的一种重要途径，但要以参与国各自具有一定特色的技术能力和相应的经济能力为前提。

最后，在完成了概念研究和总结国内外发展航天技术经验教训的基础上，航天领域专家委员会在1989年12月如期完成了综合论证报告。这份报告提出的发展战略是“瞄准前沿，择优跟踪，远近结合，循序渐进，力求取得最大的综合效益。”任务的目标是“在于2010年或稍后建立一个由空间站利用系统，载人空间站，大型运载火箭、天地往返运输系统、发射场与返回场，测控通信网和航天员系统组成的初步配套的载人空间站工程大系统。”在这基础上，专家委员会提出了我国载人航天的发展分为准备阶段、初期试验配套阶段和应用试验开发阶段的三阶段发展的总体发展蓝图。准备阶段的任务目标是：为实现我国首次载人航天飞行作好技术准备，为载人航天及其应用的长远目标开展各项预先研究工作。初期试验配套阶段的任务目标是：实现载人飞船的首次载人航天飞行，进行载人航天及其应用的飞行试验，试验与掌握轨道机动、交会对接等载人航天基本技术。开展微重力科学与生命科学实验和对地观测综合应用研究。完成大型运载火箭的研制，并投入使用。完成空间站和空间站利用系统的研制，发射跟踪与数据中继卫星，完成地面支持系统的配套建设工作。2010年或稍后建成具有初期试验能力的空间站工程大系统。应用试验开发阶段的任务目标是：开始空间站的运营利用，充分发挥载人空间站工程大系统的军事、经济、科学与社会的综合效益，特别是要实现空间站军事应用、空间材料加工、生产和制药方面的突破，取得空间站利用各个领域内的突破。