産地:科普中國
制作:李慧超(哈爾濱工業大學,深圳)
監督:中國科學院計算機網絡資訊中心
2021年4月29日,天河核心子產品成功發射,标志着中國空間站建設的開始,中國載人航天計劃已經分三步走到了最後一步。

"天空與"核心客艙組成圖(圖檔來源:由Singzhike團隊提供,每個部分的名稱都标有悶熱的向日葵)
但事實上,近三十年前,發起這項事業的前輩們就已經預料到了今天的場景。
在1980年代末和1990年代初,中國正在展示載人航天工程計劃,空間站的建設是可預見的未來載人航天開發項目的最終目标,長征七号、長征五号等新一代火箭的研制,以及每次載人航天任務所驗證的關鍵技術, 最終将服務于這一目标。
然而,中國空間站的夢想并不是從1992年載人航天計劃的中央準許開始的。
人造衛星和宇宙飛船的十年發展計劃(草案),夢想開始的地方
早在1968年,就有另一份檔案,不僅針對中國規劃的150噸級空間站,還針對偵察艦、打擊飛船,這些現在看起來相當"科幻"的計劃。雖然這份名為《人造衛星和航天器十年發展規劃(草案)》的檔案提出的大多數計劃都沒有在它所希望的時間内實施,但它為中國的航天工業指明了前進的道路,那些當時富有想象力的想法變成了現實。
該檔案的負責人和主持人是錢學森先生,他一生都在上司中國航天工業向前發展,但一生都在處理"暫停"和"下馬"的問題。
錢學森先生不僅是一個二射一星的功勳,更是中國科學家的一面旗幟(圖檔來源:央視新聞)
一位偉大的科學家擔心軟管
1959年,在美國太平洋以東,火箭專家馮·布勞恩正忙于計劃一系列火箭。馮·布勞恩是第二次世界大戰期間納粹德國V2火箭開發的上司者。被美軍俘虜後,因其頂級火箭專家的特殊地位而重新利用,不僅逃脫了戰争罪審判,還成為美國人的客人,上司了美國飛彈和運載火箭的發展。
1958年,他上司設計了朱諾1号火箭,成功将美國和西方世界第一顆人造衛星"探測器一号"送入太空。到1959年,他已經在研究性能更好的土星1号運載火箭,并開始設想如何将宇航員送上月球。
那一年,曾被問為美國軍事代表的錢學森擔心太平洋彼岸的軟管。
1959年4月,上海機電研究所正在加緊研制T-5探空火箭。與美國研制成功的大型火箭相比,這類探空火箭的性能非常冷淡。它是德國V2火箭的"青年版",其起飛重量剛剛超過兩噸。
但這樣一枚看似簡單的小火箭,開發工作因為一根軟管無法前進:液氧的沸點是零下183攝氏度,但是,當時國内沒有一個機關能生産出零下180度的低溫液氧軟管。
除了"聰明女人難不開飯",錢學森先生上司的上海機電研究所也面臨着"一分錢難打敗英雄男人"的問題。當時,國家經濟陷入困境,财政緊縮,一直沒能拿到太多資金來支援火箭開發。
錢學森(右三)與系統座談班同學(圖檔:中國航天系統科學與工程研究院)
上海機電研究所成立于北京,是中國科學院第一設計院,是一個衛星和火箭設計開發機構,旨在貫徹毛主席1958年"我們也要制造衛星"的号召。
本來,科學家和工程師們搓搓着手,準備讓我國的衛星盡快上天堂。
但是,當這些富有想象力和不可執行的天才們審視國家的現實時,他們必須認識到,從零開始的中國新工業體系和國民經濟,無法支撐當時複雜、全面、強大的人造衛星工程。
1959年,在中央訓示"衛星現在已經與國力不成比例,空間技術研究任務應該調整"之後,上海機電研究所轉向研制難度較小的探空火箭。
然而,即使是這些開發難度要小得多的産品,仍然使科學家面臨一些短期内難以自行解決的客觀問題。
如果錢學森先生不回家...
如果錢先生沒有選擇回到祖國,繼續在美國工作,他可能就不用擔心研發經費和低溫軟管的技術基礎了。
由于飛彈和火箭的巨大軍事價值以及與蘇聯進行太空競賽的政治需要,金錢在當時的美國從來都不是問題。
1944年,美軍希望規劃未來的空中武器戰術和飛彈發展,邀請錢先生作為核心成員參加。美國軍方承諾,"你花多少錢在資金上并不重要"。
在後來的登月中,美國向負責民用太空飛行的NASA投入了超過2000億美元(換算成今天的貨币)。在阿波羅計劃期間,NASA的年度預算一度占聯邦預算的4.5%左右,高于今天的0.5%左右。
不僅如此,美國發達、技術先進的技術和工業基礎,足以讓科學家的想法盡快成真。例如,以登陸月球所需的大推力火箭發動機為例。有必要在材料,冶金,機械,化學工業,電子資訊,精密遙感測量和控制等許多技術學科進行合作。
美國的科技産業體系并沒有在第二次世界大戰中被戰争摧毀,而是在軍事指令的刺激下得到了極大的發展。一大批自願或非自願地從飽受戰争蹂躏的地區來到美國的科技專家(如德國戰俘)也為美國的戰後技術發展注入了新的力量。
馮·布勞恩(照片:維基百科)
在阿波羅登月的曆史圖像中,有一張馮·布勞恩在NASA辦公室的象征性照片,周圍都是他上司的所有火箭模型,從發射第一顆衛星到将宇航員送上月球。馮·布勞恩的名字也與阿波羅登月永久聯系在一起,因為他在火箭開發中發揮了重要作用。
錢先生的導師、空氣動力學界的泰多·馮·卡門(Tedo von Carmen)曾稱贊錢先生是"美國火箭技術領域最偉大的天才"。如果錢先生不回家,誰會在那個辦公室工作?
選擇傳回您的祖國并成為播種者
在那個國家,科學家負擔不起"大膽"思想的時代,他們隻能默默地工作,為未來播下一顆又一顆種子,等待某一天,日日如雨,花蕾能盡快長成一棵高聳的樹。
錢學森先生正在講座(圖檔:中國航天系統科學與工程研究院)
1958年,當衛星和運載火箭的開發剛剛開始時,錢先生意識到,如果他将來要擁有性能更好的火箭,他将不得不預先研究高比率燃料。
當時,國外高比沖床燃料的發展仍處于探索階段,沒有資料可參考。在錢學森先生的上司和主持下,中國科學院在懷柔建立了高能燃料試驗基地,經過探索,選擇了液氫/液氧燃料組合作為發展方向。在20世紀60年代,最初開發了液氫/液氧發動機。
當長征五号火箭轟鳴進入太空,将空間站的核心艙天宇一号火星車送入太空時,兩台50噸重的液氫/液氧發動機在核心層提供了臨界動力,它們的根源就在錢先生建造的試驗場。
"十年計劃"規劃的兩艘載人飛船分别被命名為"馳智棒一号"和"馳智杆2号",具有地緣戰略偵察和太空攻擊功能。他們的名字來自毛主席的詩句《金絲子起來,于瑜澄清了萬利爾》,既浪漫又表達了保衛國家的使命。
此外,一架50噸重的航天飛機計劃起飛重量為50噸,在地球之間來回飛行并重複使用。
對于這種類型的航天器,錢先生在1949年提出了一個初步的想法,即使用V2火箭将它改造成能夠水準起飛的太空飛機,進而通過大氣層外的飛行實作快速洲際運輸。這個想法啟發了美國的X-20測試飛行器,它被認為是美國航天飛機設計思想的來源之一。
然而,對于當時的中國來說,開發這些複雜的航天器幾乎是不可能完成的任務。
當中央政府于1970年準許開始開發代号為Dawn的載人航天器時,設計師不得不回歸現實,并将航天器設計為執行類似于1960年代美國使用的雙子座宇宙飛船的航天器,能夠攜帶兩名宇航員一次性往返地球。由于各種原因,這種務實的方案不得不在1975年暫停。在黎明項目期間,建立了與人類在太空中的活動直接相關的航空航天醫學工程研究所。而"黎明"停業後,相關部門為了省錢,一度想撤銷該所。
錢學森先生正在跑來跑去,積極做好各方面的工作,告訴大家,"人上天這件事是航天科技發展的必然趨勢","如果現在507去掉,将來想從事這個攤位生意,但很難。"
幾年後,當有人提出設立該研究所的主意時,一向溫柔的錢先生拍了拍桌子。現在,該研究所已成為中國宇航員的研究和訓練中心,所有以前,現在和将來去過太空的中國宇航員在整個飛行過程中都被選中,訓練和守衛。
随着我國綜合國力和整體科技水準的提高,十年規劃中的許多前瞻性思想已逐漸成為現實。例如,十年計劃中規劃的燈塔I号和燈塔II号導航衛星可以為我們的全球航行提供導航定位。2020年,北鬥全球導航定位系統建成,成為星海中一座閃亮的中國燈塔。2010年後,東方紅3B、東方紅IV等通信衛星平台研制成功,開始提供穩定可靠的服務,十年規劃中規劃的"離子火箭驅動、大容量同步軌道衛星"得以實作。
結語
從神舟五号到神舟七号,每當宇航員從太空中勝利時,他都會到錢學森先生的家打到。
太空英雄楊麗偉從第一次飛行中歸來,向錢學森彙報(圖檔來源:CCTV)
錢學森先生親眼目睹了他和其他老一輩科學家播下的種子,這些種子已經長成了一棵高聳的樹。他們耕種了一片名為"東風"的鋼鐵森林,每天守護着人民的安甯生活。
那一年,麻省理工學院最年輕的教授回到了自己的國家,在那裡他仍然不發達,不僅放棄了舒适的生活,豐厚的收入,還放棄了很多将他的名字與"人類第一次"聯系起來的機會,以及那麼多将他的作品寫進大學教科書的機會。2009年,當錢家寶去世的消息被報道時,許多西方媒體隻是簡單地将錢家寶的回歸歸咎于盛行的麥卡錫主義。
一歲以上的錢學森先生和他的父親錢笃福(圖檔來源:Getty Images)
然而,他們不知道的是,當錢先生出國時,他的父親已經和他說過:
"人,生而善:如哲學,如仁,如義,如智慧,如忠誠,如孝道。"我兒子的西行,不是他的野心,當輕輕地回來時,可以回來。
家國國情刻在每一個真實的中國人的骨子裡,雖然表達和實作的形式不同,但為自己國家的繁榮和實力做出或驚吓,或未知的壯舉,是闫瑜後代的共同追求。
圖檔來源:動畫"年度兔子的事情"
資源:
1. 錢學森的太空歲月,中國航天出版社