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中俄航天合作大揭底

作者: 浏览数: 关键词: 揭底 中俄 航天 合作

“除美国之外的两个最大的太空强国在2011年的表现有天壤之别:北京实施了19次航天发射,并为未来的太空站进行了在轨对接,而克里姆林宫则下令调查困扰俄罗斯太空项目的一系列工程事故。”这是美国《航空与空间技术》周刊在2011年末的一段描述。文章指出,能够独立将人类送入太空的第三个国家以及商业发射服务的长期提供者——中国,正变得日益自信。

“天宫一号”对接成功后,中国载人航天工程发言人武平表示,对接装置中的几百个传感器、几千个齿轮和几万个组件都是中国的研究所和企业自主开发和生产的。搭载的所有设施也都完全是由中国自主开发和制造的。她还强调,“中国曾经和俄罗斯在某个阶段进行过技术交流,而后便开始了自主的工程研制。”这一信息立即在俄罗斯国内引起轩然大波。一些俄罗斯专家强调,中国航天计划主要依靠俄罗斯的经验和技术。

尽管中俄双方都不回避在航天领域的合作,但谁也不想大肆宣扬。不过,中国航天技术与俄罗斯乃至前苏联颇有渊源,无论两国官方在表述时如何侧重,都无法回避。谈及中俄航天合作,此次受访的中俄双方专家均十分谨慎。有专家透露,在长期合作中,虽然中俄(苏)在传统国防工业方面悠久的合作历史为中俄航天合作扫清了障碍,但在航天事业上,中国更愿意突出独立自主的形象。因此,很多细节均属中方保密范围。

俄罗斯:中国航天离不开“仿造”

“中国能以这样的速度发展自己的航天技术,当然离不开仿造。”俄罗斯高等经济学院专家阿列克谢·马斯罗夫称,不过,是不是合法仿造是另一码事。在他看来,“神舟”飞船和“天宫一号”之间的对接舱实际上与俄罗斯的对接舱如出一辙,由无线电导航台、对接站和天线系统组成的整个装置也非常像俄罗斯的技术。

在俄罗斯眼中,中国火箭技术的出现与发展都有俄罗斯方面参与的痕迹。苏联时期,苏方向中方提供的火箭技术文件和火箭样品、成立和装备火箭制造厂,培训中国工程师和专家等,都是中国研制火箭起步的跳板,将中国航天员送上太空的长征火箭也在很多方面“复制”了P-2导弹和UR-200型火箭技术。俄KM.RU网站更称,中国的“神舟”飞船是购买“联盟—TM”飞船样品并对其进行改进,只是尺寸不同。之前,由于向中国非法出售俄罗斯的航天技术,俄罗斯机器制造中央科研所出口公司总经理和另外三名员工曾被逮捕。

此次中国航天部门对外公布的技术细节显示,未来以“天宫”系列组成的中国空间站将采用同俄罗斯“和平号”空间站相同的组合积木式结构,其结构特点在于空间站主体为一个完整舱段,通过球形增压转移舱同其他舱段连接。

此外,“天宫一号”对接过程中姿态控制系统的关键部件——控制力矩陀螺,由北京控制工程研究所自主设计。该所产品总工程师张激扬曾带团于2006年赴俄罗斯圣彼得堡指挥仪表所购买该装置。俄方以涉及机密为由婉拒中国买主。美国也给出同样答复,法国制造商则以1000万美元单价将张拒之门外。

在与法国某宇航技术公司驻京代表交谈时,《凤凰周刊》记者了解到,控制力矩陀螺属于欧洲航天局及欧盟委员会管制出口产品。在欧盟对华军售尚未解禁的情况下’该型产品“一般不会明码标价”。

围绕中俄航天技术产权问题,负责国际空间站“码头号”对接舱研制生产工作的俄罗斯科罗廖夫能源火箭宇航集团公司(RKK Energia)内部员工曾向媒体透露,中国曾进口一些钛合金制品。而科罗廖夫能源火箭宇航集团公司与中央机器制造科研所的多名专家也曾于上世纪末及本世纪初多次走访北京、上海及香港等地。

“天宫一号”此次采用内翻式异体同构周边式对接机构,与航天飞机同国际航天站对接的“异体同构周边”式机构采用相同的原理。但大陆航天部门表示,中国自主研发的对接机构精度更高,更为可靠。而俄罗斯多位航天专家则对近日中国大陆在《天官出征》纪录片中公布的火箭飞行制导系统核心部件—一惯性测量组合以及长征2FT火箭伺服机构支架材料——显示出极大兴趣。

某位要求匿名的驻京航天专家向本刊记者透露,国际上通行的框架结构均采用BT23以上的高强度钛合金材料,在保证发动机稳定的同时,减小框架重量。但有分析人士称,中国国内钛金属开采冶炼及钛合金研发生产水平尚处于发展阶段。虽然基础型号钛合金研发水平已大幅提高,但航天级别产品仍需部分进口。多国对钛合金技术及产品实行严格出口管制,并且进口部件使用成本过高,都会在—定程度上制约中国航天发展。

“把脑子里的东西抠出来”

在中国官方记录中,中国获取航天技术始于中苏蜜月期签订的《十月十五日协定》。但每提及这次技术“援助”,中国的表情总是很复杂。1957年10月15日,中苏双方在莫斯科签订了火箭和航空、原子能等新技术方面的协定。签订协议当天,在莫斯科航空学院学飞机设计的王永志被叫到驻苏大使馆,要他改学导弹专业。

当时中苏关系很微妙,对他学习导弹很不利。好在王永志在苏联学习导弹设计的导师是大名鼎鼎的苏联“火箭之父”科罗廖夫的第一副手米申院士。米申待他非常好,有问必答,毫无保留。回国时,王永志想带些资料和数据,但苏联当局当然不会轻易让人带走任何资料,于是他想方设法用自己看得懂的秘文写在小本子子上,重要数据就死死记在脑子里。1961年回国上班的第一天,领导给了他一间屋子,让他“把脑子里的东西抠出来”。于是他不分白天黑夜,一边整理笔记,—边回忆。这些东西对后来的火箭设计起了很大作用。

在航天专家钱振业的记忆中,《十月十五日协定》签订以后,1957、58年执行得比较顺利,59年开始出现裂痕。从1960年起,在国防尖端武器的合作方面,中苏已经“貌不合,神已离”了。这种状态—直延续到1960年8月13日苏联专家全部撤走为止。专家撤走后,留下了一个烂摊子,随后苏联对中国开始了全面技术封锁。

时任酒泉发射基地副司令的李福泽回忆说,就在中国饿着肚子请苏联专家吃油炸花生米喝茅台,准备发射第一颗苏联援助的P-2导弹时,苏联撤走了所有专家。“别说是导弹技术,就是发射技术也没掌握。”好在大多数苏联专家对中国很友好,酒泉基地苏联专家组组长罗金上校临走前的晚上,偷偷把一本导弹资料的小册子交给中方,要求天亮前必须归还。更多的苏联专家则通过自己的方式尽可能多地给中国同行留下了许多资料和图纸。

由于苏联对尖端技术有严格的保密制度,一旦出现问题,会极为被动。在紧急请示如何处理这份保密级别极高的导弹资料后,在“马上全部拍下来,不管有用没用”的最高指示下,两名工作人员只得带着照相机连夜翻拍。

苏联撕毁《十月十五日协定》,带给中国航天科技人员太多痛苦回忆。直至1980年代末,中国在中苏航天技术引进谈判中,一度占据了主动,才算是“挽回颜面”。

俄专家“点头或摇头”要价八十万

苏联时代的终结,并未改善俄罗斯的窘境。失去中央财政支持的航天系统面对巨额资金缺口,每况愈下,难以维系。

美国国家航天总署工程师詹金斯回忆起九十年代参观俄罗斯航天科研机构时的情景时表示:“走访了十五个科研机构,大楼内的墙皮大多已脱落,有的操控室连地板也没有了,整栋大楼只有三盏电灯正常工作。我怎么也无法把这座基地同万里之遥的世界上唯一也是最先进的空间站联系起来。”

在这里工作的俄罗斯科学家虽然大半年未领到薪水,依然坚守岗位。在他们最终注视着科罗廖夫控制中心大屏幕上他们毕生的心血——“和平号”化作无数碎片铺满太平洋上空时,每个人都无奈地流下眼泪。随后,这些人成了美国人趋之若鹜的宝贵资源。

俄罗斯科学院负责太空研究工作的泽列内伊院士告诉《凤凰周刊》记者,十年改制期间,俄罗斯航天只能以出卖自身利益换取有限的资金。莫斯科Inspace集团就曾敦促俄政府出卖地球静止轨道以换取西方公司的投资。

在获得俄罗斯对接、测控及回收等多项关键技术后,美国将国际空间站计划束之高阁。在吸取同美国合作的经验教训后,俄罗斯逐步实现航天合作多元化。而此时,急于发展航天技术的中国成为俄罗斯最理想的合作伙伴。八十年代末,中苏两国政府签署了《关于在和平利用与研究宇宙空间方面进行合作的协定》。随后,中国航天人一批又一批踏入苏联那片饥饿而混乱的土地,开始了对苏联载人航天的学习。这些人后来都成了载人航天领域各系统、部门的主要领导和业务骨干。

据航天部门统计,先后有近一千人次开赴苏联/俄罗斯。他们既与搞飞船设计的研究所接触,也和苏联/俄罗斯政府部门有过谈判。既看了苏联/俄罗斯的发射场、航天员训练、火箭与飞船,还花了五千万元人民币在俄罗斯做了风洞试验。就在中国航天技术人员赴苏的同时,中国宇航学会邀请苏联专家来中国。巧合的是,受邀的苏联专家恰巧是米申院士。米申还真够讲交情,对中国正在搞的“长二捆”提出一些修改意见。钱振业记得,1991年下半年起中国开始大批邀请苏联航天专家,先后邀请了二三十个专家,重点讲“联盟”号飞船方面的技术和经验,以及飞船各系统的情况。

叶利钦上台后,对有关科研部门和单位作了明确规定:不经国家允许,不准俄罗斯专家到中国去,不准把有关航天技术和航天产品转卖给中国。比如,中国飞船系统的专家想让俄罗斯专家看看某一设计方案行不行,只说“行”或“不行”,点头或摇头,就要价八十万美元。北京航天医学工程研究所所长宿双宁回忆说,后期俄罗斯纯粹只卖产品,不卖技术,想买技术,对方就开出一个天价,让你无法接受。

另外,与俄罗斯在合作上一定要“以我为主”:我不需要就不合作,我需要就合作。原航空航天部副部长刘纪原曾举例子说,俄罗斯国家航天局局长高普切夫听说中国要搞载人飞船,马上就找中方,说想合作。他的意思是,俄罗斯有现成的东西,中国不用再搞了,买他们的飞船就可以了。这个提议被中方拒绝了。

1997年,这位局长又来中国,再一次提出要跟中国合作搞飞船的事。国防科工委副主任沈荣骏知道后表示,让他去中国的航天城看看。后来,他去过航天城回来对刘纪原说:“怪不得你们不跟我们合作,原来你们都搞到这个程度了。”

杨利伟的教练员如何炼成

载人航天的核心是人。

1995年,中国载人航天工程全面启动,航天员的选拔工作有条不紊地进行。然而,难题又出现了"当时中国尚不具备或者说不完全具备训练航天员的能力和条件。开始日寸,中方打算让14名航天员都去俄罗斯培训,可一打听价格,简直无法接受。一个航天员一年的学费,俄方的报价是两千万美元。

后来中方决定,指派吴杰和李庆龙两人去加加林宇航中心受训,同时,每季度再轮流派出一个专家小组也去加加林宇航中心学习。1996年10月,吴杰和李庆龙赴俄学习。为了省钱,整整一年时间,两人没有回过一次国,学完了外国航天员需要四年才学完的课程。回国后,二人成为杨利伟等中国航天员的教练员。李庆龙曾回忆说:“那确实是魔鬼训练。”

隔离舱训练是一项心理训练,十分枯燥。在一个七八平米的小房子里,身上捆绑各种测试仪器导线,连续七十二小时昼夜不停地按规定程序操作各项科目,出错就会被淘汰。期间也不能睡觉、不能说话,每天只能吃一块饼干、喝一小杯水。这个项目主要训练控制情绪的能力。一般经过七十二小时后,学员出舱想做的第一件事是“抓起一把椅子把隔离舱砸了”。

1997年3月15日到7月18日,吴杰和李庆龙开始接受第二阶段的训练,这期间他们投入训练的时间达700小时。据当时《航天员》杂志记载,整个培训分为7部分:航天基础理论培训、医学和生物学知识培训、降落后的动作培训、技术培训、飞行培训、舱外活动培训以及天文馆星空辨识。

在白雪皑皑的北极圈,俄方安排了一项野外生存训练,要求航天员在零下五十多摄氏度的雪地里挖洞,生存两天两夜。睡不着觉,吴杰和李庆龙只得在洞外边搭了一堵雪墙,倚着墙边生火取暖。就这样,俩人居然还从本就不够的太空食品中省下一餐,拿回来供给中方专家做研究。中国航天员科研训练中心原负责人吴川生后来问吴杰是怎么熬过来的,吴杰说,困得受不了的时候,他就扯着嗓子,一遍又一遍地唱《铡美案》。训练结束,吴杰收到了宇航中心工作人员送来的鲜花,而另一间屋里受训的外国学员被直接抬进了医务室,因为实在熬不下来,他以头撞墙,受了重伤。

在“航天员资格证书”考试中,最难的是“交会对接”技术,此前几个美国航天员第一次都没过关。吴杰和李庆龙在这个科目考试中一次过关。两位航天员回国后,带回不少训练经验,还翻译了几册加加林宇航中心的训练文件和资料。随后,吴杰做了指令长教练员,李庆龙成了随船工程师教练员。

1998年1月5日,中国第一支航天员大队正式成立。1999年,14名航天员赴加加林宇航中心受训。训练在一种能飞出二十五秒抛物线失重状态的大型喷气式飞机上进行,这种飞机当时中国没有,于是租用俄罗斯的,飞一次十几万美元。临上飞机前,中方负责人再三嘱咐:“别忘了,这是我们用美金换来的机会,既是第—次,也是最后一次”。

位于莫斯科地区的俄罗斯宇航员训练中心,被称为俄罗斯宇航员的摇篮。该中心副主任、著名宇航员克尔赞(ValeryKorzun)曾多次对外表示,参与“神舟”系列的中国航天员未曾在该训练中心受训。经本刊记者多方打听,了解到在此中心训练的中国试训员是如何炼成的。

一般来说,外国宇航员无需同俄罗斯宇航员一道学习天文、地球物理、飞行力学等基础科目。但培训期间,训练中心仍然要求所有宇航员学习导航、领航、医学常识、自我救护等提高航天员生存能力的必备科目。同时,受训宇航员还需在深水池、多轴旋转装置和压力实验室中克服失重状态下的头晕恶心等症状,以及锻炼超重状态中的承受能力。

在该中心从事培训工作达三十年的训练员诺维科夫(化名)讲述了学员在“浸没式”模拟时的表现。这项测试的目的起初是为保证航天员完成失重飞行后仍能保持正确的方向感,并独立行走。

早期测试中,学员被要求在救生衣的辅助下在有波浪的水中平躺一天一夜。持续震荡的水波对肺部造成极大压力,同时也不断损害前庭器官。浮出水面站立半小时后,正常状态下人体120-70的血压被逐渐拉平至100-100,此时学员纷纷进入亢奋状态,“他们会像疯子一般大笑大叫,然后不省人事。”为此,俄罗斯及各国宇航员乘坐太空舱返回地面后均被禁止立即站立行走,须由专业护理人员抬入救护车内平躺。

整个训练中最受学员欢迎的当属高空失重模拟训练。伊尔-76失重飞机连续飞行15至20个抛物线,每个抛物线可产生25至28秒的失重时间。而最考验学员素质训练项目之一,则是海上求生。两到三人同时挤在狭小的航天舱内在水面上漂流三天三夜,不能站立也不能坐下。在没有太空服的情况下,如厕也只能依靠一种特质的密封袋。

诺维科夫在言语中对这些学员充满敬重:“他们中大多数只能作为后备队员,终生无缘太空。也许是巧合,‘神舟七号’的预备航天员同苏联第一批预备航天员的数量相当,同为14人。”

中“飞天”比俄“海鹰”更加灵活

从公开资料来看,中俄两国在航天领域的各项合作可谓成就斐然。自上世纪90年代以来,中俄在载人航天飞行产品、航天员训练、航天测控等领域进行了广泛深入的交流与合作。

中国国家航天局和俄罗斯联邦航天署组成了中俄航天合作分委会联合工作小组,政府间的会议每年要召开1-2次,专家级水平的会议每年就有5-6次。俄罗斯联邦航天署署长佩尔米诺夫不止一次公开称赞说,中国已经成为航天大国,中国的航天技术水平、生产,以及支持非常令^肃然起敬。

1992年中俄签署了政府间太空合作协定,双方在航天领域的合作开始在协议范围内进行。2000年中俄总理定期会晤委员会框架下成立中俄航太合作分委会后,双方开始在卫星、空间科学、基础元器件三个领域开展合作。2003年,中俄在航天技术领域的合作逐渐深入,2004年至2006年,双方在航天领域内完成了30多个项目的合作。2005年11月,俄发出欲与中国合作“快速帆船”项目的积极信号,有意邀请杨利伟参与项目,这项旨在替代“联盟号”飞船的国际合作项目引起了欧洲、日本和中国的兴趣。但不知何故,中国最终没有参与此项目。

值得关注的是,不同于俄罗斯宇航员训练中心的学员,在中俄航天员合作项目上还存在着一批“零号航天员”。2005年3月,佩尔米诺夫上将向中国发出邀请,共同完成“火星500”计划,以模拟往返火星500天内航天员所要应对的环境,中国志愿者王跃也积极参与其中。

2007年,双方在航天领域又新增加八个合作项目。同年中俄还签署了共同探测火星的合作协定。据了解,目前中俄正在实施超过10个中国引进俄罗斯技术的合作项目,其中包括自动化通讯卫星、通信卫星和火箭发动机部件,只不过这些都是长期合作项目。中俄最新的合作项目空间核动力也已列入日程。“俄罗斯之声”对此评价称:“俄准备向中国转让先进技术并共同进行太空研究,甚至可以在所有方面进行合作。”

中俄合作的另一个重点便是航空服。在俄罗斯专家看来,舱外航天服是“神七”技术攻关中最难的一项。航天服就像是一艘五脏俱全、功能完备的“柔性小飞船”——不仅可以把航天员与太空的恶劣环境隔开,防止强辐射、微流星和空间碎片对航天员的伤害,还能提供一个确保航天员生命安全的生存环境。根据美俄的经验,在缺少技术储备的情况下,即使是拥有世界一流的研发力量,开发研制一款舱外航天服的周期,至少需要10年。

2004年4月,中俄签署了从俄罗斯星星公司引进“海鹰”舱外航天服的合作合同。依据合同,俄方为中方研制生产了供飞行用的“海鹰”舱外航天服3套,供低压训练用的舱外航天服2套、供水槽训练用的舱外航天服4套,以及舱载对接系统4套,其中飞行用和低压训练用的航天服的供电和通信等设备由中方配套研制。

同年7月28日,中国决定以自研舱外航天服为主,以一中一俄模式进行出舱,这一决定更多是安全考虑。“神七”出舱活动时,身着俄罗斯“海鹰”的02号航天员刘伯明,随时准备应对各种意外,实施救援。俄罗斯星星公司的专家在酒泉卫星发射中心为“神七”航天员出舱活动提供服务,据说还一度对直播时没有出现“海鹰”正面颇为不满。

沈阳橡胶研究设计院负责研制中国“飞天”舱外航天服,造价约3000万人民币。“飞天”航天服与俄罗斯航天服基本接近,但也保留了上肢关节仿生结构、适合亚洲人使用的分型手套等多项中国特点。东华大学参与出舱航天服研究工作的袁琴华教授早前就指出,航天服的90多个关键部件,每一个部件都是研制难点。火箭总装厂,卫星制造厂和全国各行业最好的焊接技师集中攻关,经过两年多时间,才攻克了这些难题。

航天服内小小的氧气瓶也是世界级难题。研制人员利用复合压力等综合技术,使氧气瓶的体积仅有一个小开水瓶大小,单瓶供氧量可持续六七个小时,双瓶在十小时以上,并且能够保证在地球及太空环境的变化中足够安全。在两本《辞海》大小的气体液体控制台里,集成了20余种精巧阀门;服装最外层的防护材料是国内目前最昂贵的服装面料,可以在正负100℃的温差范围内保持很好强度……

“飞天”一套重120公斤,与8000公斤的飞船实现了一样的功能。从外观上看,“飞天”呈白色,人从背部进入,先入两腿,再入胳膊,戴上头盔,然后关上背包门。身高160厘米至180厘米的人,都能通过调节服装大小穿着。与俄制“海鹰”相比,“飞天”的关节和手套都更灵活,更便于操作。此外,“飞天”的电控系统实现了全数字化,控制台的0LED彩色显示屏图像清晰色彩鲜艳,而“海鹰”由于研制时间早,电控系统使用的仍是模拟信号。

有俄罗斯媒体指出,实际上中国自主研制的舱外航天服已经通过评审,购买俄罗斯宇航服可以看作是为航天员的安全考虑加的“双保险”。据了解,中国载人航天工程截至目前共花费350亿元人民币,不及美国一年的花费,但其中大头花在研制常规太空服和用于太空行走的舱外航天服。

中美俄保持微妙的谨慎

在中国载人航天工程实施之初,俄方并不特别重视,大多数报道强调中国飞船是俄方协助的结果,甚至说是俄飞船的翻版,言语之中充满了技术优越感。在谈及中俄合作时,俄媒体的说法多是“他们又来买我们的技术了”。不过,随着中国载人航天工程顺利实施,俄罗斯对中国航天的看法有了明显的变化,俄媒的评价客观了许多,希望中俄两国在太空领域加强交流、全面合作的声音也多了起来。

特别是2005年“神舟六号”发射成功后,一些专家公开在媒体上称,中国的太空技术和经验值得俄罗斯同行学习。在国际航天合作领域,俄罗斯应该调整“单纯技术输出”的思想,转变合作的角度,努力吸收和借鉴他人的经验。

“神八”上天后,有日本媒体认为,中国整个宇宙空间开发计划将与国际宇宙空间站展开“对抗”。这种担心不无道理,在太空项目上,中国一直小心谨慎,稳扎稳打。而对于航天领域中的某些军用尖端技术,中美俄三国间则保持着微妙的谨慎,或者称作“互不信任”的态度。

中俄航天方面的诸多合作刺激了美国。美国意识到,与其看着中国与其他国家航天合作不断拓展和深化,不如转化思路,尝试合作。尽管中俄合作的局限给美国留下了空间,不过中美航天合作仍有军事门槛障碍。出于对太空指挥系统、导航技术、卫星技术等尖端科技“外泄”的忧虑,上世纪90年代起,美国《国防授权法》开始制约双方合作。

此外,现实制度亦有掣肘。2011年4月15日,奥巴马签署的《201l财年开支法案》中,规定禁止中美两国之间开展任何与美国航天局有关或由白宫科技政策办公室协调的联合科研活动,甚至还禁止美国航天局所有设施接待“中国官方访问者”。

《华盛顿时报》今年1月2日发表社论批评美国缺乏富有远见的领导层。文章揶揄道,北京对载人航天飞行的乐观态度与衰落的美国太空项目形成对比。从事态发展来看,美国宇航员踏上火星时,会受到中国迎接队伍的欢迎。

事实上,中国—直以来都不曾放弃与美国开展在航天领域的合作,比如加入国际空间站。2000年底,中国将参加国际空间站计划列为第十个五年计划的目标之一;2007年10月,中国再次真诚地希望参加国际空间站计划。甚至在“天宫一号”发射前夕,依然没有放弃努力。已担任中国载人航天工程办公室副主任的杨利伟透露,未来仍将积极寻求国际空间站合作。

面对中方的表态,美国还是在国际空间站计划方面排斥中国,试图边缘化中国航天国际合作,于是中国不得不把独立建设空间站作为权宜之计。虽然这意味着中国有能力、有条件完全抛开国际合作,但一边是国际空间站里各国之间的技术共享、密切合作,一边是中国空间站自立门户,看上去无论如何也不是—种荣耀。

也有分析人士认为,中国只有在合适的时机才会与美国合作,而且必须符合中国的利益。因为中国政府已经意识到自己在太空的地位,有一种其他国家无法超越的优越感。所以,在太空发展的某些方面,中国不—定需要美国。

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