第7版(国际专版)
专栏：
开创空间文明时代
中国航天科学家们以其非凡的智慧和百折不挠的努力，于11月20日成功地发射了“神舟”号载人航天试验飞船，标志着我国航天技术进入了一个新阶段
庞之浩
编者按：11月20日，我国成功发射了“神舟”号载人航天试验飞船。这是我国实施载人航天工程的第一次飞行试验，也是我国航天发射技术的一个新突破。
自古以来，人类就有飞出地球、探知太空奥秘、开发宇宙资源的愿望。经过千百年的努力，人类终于在20世纪飞出了自己的摇篮——地球，开辟了继陆地、海洋和大气层之后人类第四个生存环境，从而把人类文明推向一个崭新的阶段。
从1961年4月12日，前苏联航天员加加林率先乘宇宙飞船升空到现在，人类已研制出宇宙飞船、空间站和航天飞机三种载人航天器，把500多人送到太空，大大扩展了航天器的功能和用途，对国际政治、军事、经济和科技等的发展都产生了巨大的推动作用。下面就让我们翻开当今载人航天宏大的历史画卷，去欣赏其美妙风光，探究其惊人的奥秘！
人类的活动范围经历了从陆地到海洋，从海洋到大气层空间，再从大气层空间到太空的逐步发展的过程。人类活动范围的每一次扩展，都是一次伟大的飞跃，增强了人类认识和改造自然的能力，促进了生产力和社会的进步与发展。
人类到太空遨游、到月面考察，这与从一个大陆通过航海到另一个大陆相比，与从水陆表面飞到大气层的航空相比，在缩短时间、扩展空间的程度上发生了巨大的飞跃。而在改变时空条件下，任何高新科技一旦与载人航天技术相结合，它所释放出的功能和效率能不可限量。
历史上，远洋航海技术的兴起，导致了世界贸易的发展、世界市场的开辟和近代科学的一系列成就，开始了一个“全球文明”的时代。当今载人航天技术的兴起，则使人类走出地球，走向空间，开始了一个“空间文明”的新时代。在这个时代，地球是人类生存之本和一切物质财富之源的断言似乎已显过时，而宇宙空间以其无穷无尽的宝贵资源吸引着越来越多的人们去开发它和利用它。
不过，由于这项技术太先进、过于复杂和十分昂贵，因此在刚刚出现的时候，人们曾望而却步。从第一个人上天到现在，人类载人航天才经历了30多年的历史，其意义和价值是显而易见的。例如，它关系到人类的进化和未来，因为失重环境可影响人类的身体结构和生理功能，使手和脚出现新的分工；永久性地在空间生活和工作的人类将建立新的社会。现在，人类有许多问题亟待解决，如资源枯竭、环境恶化、人口激增。从当今的技术水平和可以预见的未来看，只有通过开放地球、扩大人类生存空间来解决。有人已经提出：开发月球，引进资源；飞往火星，建造另一个“地球村”。
载人航天，既有助于推动人类文明的发展，也有助于提高有关国家的综合国力和国际威望。因为载人航天的发展需要诸多的高技术支撑，将会促进科技进步和带动一大批新学科的发展，并有可能出现一些新型产业。例如，60年代美国阿波罗载人登月计划的实施，很快使美国研制出了液体火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、电子计算机和药物及生物工程等一大批高度发达的工业群体。后来，其人工智能、机器人、遥感作业等技术又转移到工农业，带动了整个科技发展与工农业繁荣。其二次开发的应用效益，远远超过了“阿波罗计划”本身所带来的直接经济与社会效益。
航天事业的发展能提高民族的自尊心、自信心和自豪感，并能树立国家的政治威望。美苏曾在冷战时期在载人航天领域开展过激烈的竞争，其目的都是着眼于各自的政治、军事、经济和科技利益，当然还有称霸世界的企图。
载人航天具有巨大的军事潜力。美国和前苏联都曾把军事应用作为载人航天的主要目标之一。例如，早在1965年12月，美国双子星座7号飞船上的航天员就曾用红外遥感器监视和跟踪了1枚潜射导弹的发射，所获信息比潜艇上的观察人员报告的还要快。
此外，用载人航天器可以部署、修理、组装大型高级军用卫星、拦截与摧毁敌方卫星和导弹、协助指挥和控制地面军事力量、作为特殊武器试验场……前苏联礼炮2号、3号、5号空间站均是军用空间站，其它空间站也是军民两用。美国航天飞机则为典型的军民结合与军民共用的产物，执行过大量的军事任务。
载人航天器上的高真空、微重力等特殊环境，为科研提供了一个理想的实验场所，它在推动生命科学与生物技术、微重力科学与应用、空间环境研究、空间天文和天体物理的研究等方面正发挥着重要作用，并有望解决一些在地球上力不从心的一些关键科学问题，即有可能在一些前沿学科上取得突破性进展，为人类带来巨大的效益。例如，国际空间站将加速微重力走向商业化的过程，为建设未来的太空工厂做好准备，为发展全球经济创造新的增长点。
载人航天还将为人类大规模开发空间资源奠定技术基础，解决地球上的能源问题、人口问题和环境问题等。如地球能容纳的人口有限，因此人类最终会向太空进军。
载人航天活动已取得了巨大的成就，而且前途非常广阔，那么，谁将在21世纪首先成为继美俄之后第三个独立进行载人航天的国家呢？
欧洲空间局曾雄心勃勃研制使神号小型航天飞机，后因资金等原因中途夭折了。
日本虽然还在搞霍普号小型航天飞机，不由过于技术复杂等情况，此计划前途未卜。
印度近些年在航天方面取得长足进步，并正设计微型航天飞机，但其运载技术水平不高，在载人航天器所必需的生命保障技术和返回技术领域也是空白，因此还有较长的路要走。
中国是世界第三个掌握航天器返回技术的国家，运载火箭技术也属世界一流，并且早在50—60年代就发射过生物火箭，把小豹和小狗“姗姗”等送到100公里的高空并安全返回，1990年和1996年又用返回式卫星进行了搭载老鼠等的实验，达到了相当高的水平。11月20日，中国“神舟”号载人航天试验飞船的成功发射并成功返回地面，将对中国的载人航天事业产生巨大而又深远的影响。
未来，人类将发展规模更大的载人空间基地，建立月球城市，进行载人火星飞行，进一步使太空人类化。
（附图片）
2005年将建成的国际空间站
前苏联上升号宇宙飞船
美国阿波罗号飞船与“天空实验室”空间站会合并准备对接。
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走出地球风光无限
张友新
11月20日，我国载人航天工程试验飞船飞行成功，标志着中国向人类走出地球迈向宇宙的目标迈出了坚实的一步。
继1961年4月苏联航天员加加林乘坐第一艘载人飞船叩开宇宙大门后，美国航天员阿姆斯特朗乘坐“阿波罗十一”飞船于1969年7月第一个踏上月球，当时他兴奋地向世界宣称：“对我来讲这是一小步，而对整个人类来说却是一大步。”
载人航天是指人类驾驶和乘坐航天器在太空工作和生活的航天活动，所谓载人航天器有载人飞船、载人飞机、空间站等。载人航天的路漫长而艰巨，充满了风险，但其价值对人类的未来和对国家的政治、军事、经济、科技等均有巨大影响，还有利于解决困扰人类的资源枯竭、环境恶化、人口膨胀等危机，因此发达国家竞相研究开发载人航天技术。世界载人航天事业的发展可谓激动人心。
走出地球，奔向太空，航天员们看到的是：风光迷人，未来光明。乘坐在载人飞船上，有一种与在地球上生活不同的新鲜感受，茫茫太空，阳光耀眼夺目，颗颗星星似乎擦肩而过。
当前太空中有几十个载人航天器在遨游。空间站犹如太空中的一艘不沉的“航空母舰”，适合人类在太空中长期生存和发展。由美、俄、日、英、法等10多个国家合作建造的阿尔法国际空间站将于2005年开始投入使用。
在未来的岁月里，载人航天将会有更大发展。科学家们已提出，随着科学技术的发展，空间站将演变为太空城，他们设想将“太空城”做成圆柱体、球体，或者像汽车轮胎似的环状体，可容数百万人。在开始阶段，太空城可建在位于月球公转的轨道上，内表面盖泥土供农牧业用，也可以建造高楼大厦，内部的天空呈蔚蓝色，并有朵朵云彩。科学家认为：“太空城从一开始就将是空间移居者的家。”
人类进入外层空间，向宇宙的广度和深度进军，这是历史的必然，又是人类文明继续发展的重要条件。从更加遥远的观点看，太空城这艘巨大的载人飞船将前往火星和小行星带，利用无数小行星作为新的建筑材料基地，改善和充实太空城，成为在宇宙中漂泊的“自由世界”。久而久之，飞出太阳系的太空城将越来越多，而其他行星系统的技术文明也可能用同样方式进入太空，也许有朝一日，某个地外文明的旅行家与来自地球上的空间移居者们在太空邂逅，进而开创“地球文明”与“地外文明”融合的新纪元。
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三匹“天马”竞风流
东方
近半个世纪以来，载人航天的发展是沿着载人宇宙飞船、试验性空间站、航天飞机到建造永久性空间站的道路前进的，这是国际航天业在太空展开竞争与合作的结果。
当代载人航天器按飞行轨道可分为两类。一类是往返于地面和太空的宇宙飞船和航天飞机，主要用于天地往返运输，在太空飞行时间一般不超过20天；另一类是不返回地面，在太空长期运行的空间站，它主要用于观天看地、研究空间科学、太空生产、在轨服务等。
在3种载人航天器中，宇宙飞船是规模最小、技术相对简单、费用最便宜、在轨飞行时间最短的一种，因此美国和前苏联均是通过首先研制宇宙飞船来突破并掌握载人航天基本技术的，并各自都发展了3代。目前发射最多、用途最广的宇宙飞船是卫星式飞船。前苏联／俄罗斯一共发展了三代飞船，上升号为第二代。它是在东方号的基础上改进的，即把笨重的弹射坐椅改换为普通的椅子，为的是抢在美国之前载人飞行。其座舱外还增加了气闸舱，供航天员出舱使用，列昂诺夫从而于1965年3月成为世界太空行走第一人。这不仅在美国和前苏联太空竞争中为前苏联增加了筹码，也为日后通过太空行走来修理卫星、组装空间站等迈出了十分重要的一步。
第三代飞船便是1967年开始使用的联盟号飞船。它使航天员的工作和生活空间扩大了，而且还能与空间站对接，为空间站接送航天员和物资，故身价倍增。其主要用途就是为空间站提供服务，是世界第一辆太空“公共汽车”。
美国也发展了3代飞船。其第一代飞船水星号于1962年2月20日载格林上天，只有座舱。格林后来于1998年又以77岁的高龄乘航天飞机重返太空，成为世界上第一位登天老翁。1965年投入使用的双子星座号飞船是美国的第二代飞船。
美国的第三代飞船是誉满全球的阿波罗号。它由座舱、服务舱和登月舱组成，可乘3人，是目前唯一的登月式飞船，目前一共发射成功6艘，把12名航天员送上月面，并获得大量成果，使美国在载人航天领域大放异彩。不过，“阿波罗”计划完成之后，美国便停止使用飞船，全力研制航天飞机。
宇宙飞船为载人航天事业立下了汗马功劳。人类通过它不仅一步登天，而且它还是重要的天地往返运输器，为空间站、月球基地等接送人员和货物，其费用较航天飞机便宜。同时由于其体积小、成本低、重量轻，因而可长期停靠在空间站上作为救生艇。目前正在建造的国际空间站也拟用联盟—TM飞船作为早期使用的救生艇。未来的行星际载人飞行也将由飞船来率先实现。
21世纪的宇宙飞航将是多功能、多用途、可部分重复使用的，且返回落点的精度在100米以内。然而，人类并不满足在太空作短暂旅行，为了大规模开发太空资源，必须在太空建立能长期运行的大型生活和工作基地。因此，第一种太空基地应运而生了，它就是空间站。
1971年4月19日，前苏联成功地发射了世界第一个空间站礼炮1号。此举对美国是一个极大的刺激，它马上用“阿波罗”工程的剩余材料研制了一个名叫“天空实验室”的空间站，并于1973年5月14日升空，创下了当时连续载人航天84天的世界纪录。
至今，世界一共建成了9个空间站，它们都是采用舱段式构型的试验性空间站。空间站是当代最适合长期载人航天的“天堂”，具有自主补给消耗器、检修和更换设备的能力以及变更和扩大其功能的性质。其先入轨后上人的特征，既提高了安全保障，又简化了研制过程，前景十分广阔。
前苏联在空间站领域大展宏图，美国则在航天飞机方面一显身手。由于宇宙飞船不能重复使用，而且返回时落点散布很大，航天员承受的过载也很大，所以美国人认为它不经济、不安全、不实用。为此，从1972年起美国开始研制可部分重复使用、水平着陆的载人航天运输器——航天飞机。它是集航空、火箭和空间技术于一身的产物。
1981年4月12日，恰值加加林乘飞船升空20周年纪念日，世界第一架航天飞机哥伦比亚号作了处女航行，这意味着载人航天技术进入了一个崭新的阶段。至今，已先后有6架航天飞机飞向太空，其中5架是美国的。虽然航天飞机在经济性方面没达到预期目标，但它在安全性和实用性上仍技高一筹。
美国现还在研制平级可重复使用运载器“冒险星”，如成功，则可降低发射成本90％。另外，美国还计划研制像普通飞机一样可水平起降的空天飞机。（压题照片为美国航天飞机飞向太空。）（附图片）
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载人航天大事记
1961年4月12日前苏联航天员加加林乘东方1号宇宙飞船上天，成为世界航天第一人。
1963年6月16日东方6号宇宙飞船将世界第一位女航天员、前苏联的捷列什科娃送上太空。
1965年3月18日前苏联航天员列昂诺夫乘上升2号飞船升空实现了世界上第一次太空行走。
1969年7月16日3名美国航天员乘阿波罗11号宇宙飞船升空前往月球。7月21日格林威治时间3时51分飞船的登月舱在月面降落，阿姆斯特朗第一个踏上月面，使人类千年的梦想成真。
1971年4月19日前苏联发射成功世界第一个空间站礼炮1号，它是航天史上的一个里程碑。
1981年4月12日美成功发射世界第一架航天飞机哥伦比亚号。
1984年7月25日前苏联女航天员萨维茨卡娅走出礼炮7号空间站，从而成为世界第一个在太空行走的女性。
1986年1月28日美国挑战者号航天飞机爆炸，7名航天员全部罹难，包括1名女教师，这是当今最惨重的航天事故。
1986年2月20日20世纪世界上质量最重、载人最多、寿命最长、技术最先进的前苏联和平号空间站第一个舱发射成功。它于10年后全部建成。
1998年11月20日由10多个国家参与研制的第一座国际空间站第一个舱升空。（任民）
（附图片）
俄罗斯和平号空间站曾9次与美国航天飞机对接。
太空行走第一人列昂诺夫（左）与同伴一起从太空归来。
前苏联暴风雪号航天飞机进行过1次无人飞行。
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置身航天器
不少航天员为国际航天事业谱写了一曲曲壮丽的生命之歌
司马士元
载人航天器与无人航天器的主要区别是，它装有环境控制和生命保障系统、报话系统、仪表和照明系统、人机对话操作控制台、航天服、应急逃生装置等。
在载人航天器中，航天员生活和工作的密封座舱里，舱内温度一般都控制在18—25摄氏度，湿度在30％—70％，空气成分和压力与地面差不多。每个航天员每天至少要消耗食物0．5千克，水2．3千克。航天员的吃喝拉撒睡在座舱里都能得到保证。
这一切都要依赖航天器内的环境控制系统、生命保障系统等。这两个系统通常由舱内空气更新、废水处理以及舱内通风和温湿度控制3个部分组成。空气更新包括清除舱内的二氧化碳、臭气和有害气体，供给新鲜的氧气。由于航天器内的气流和液体不能对流，因此里面的温度和湿度很不均匀，舱内的热量很难排除，必须配置通风设备，进行强迫对流通风。
航天服是一种在真空环境中穿着的特殊服装，一般是在载人航天器上升、返回及出现故障或航天员出舱时使用，它也很重要。1971年6月30日，3名前苏联航天员在首次完成了飞船与空间站的对接并飞行近24天之后，在返回地面之前由于飞船座舱漏气，而他们没有及时穿上航天服，致使航天员因急性缺氧、体液沸腾而死亡。
现在，不少航天组装和维修工作，需要航天员走出密封舱外，这时的生命保障设施就是舱外活动航天服。这种航天服具备密封座舱的全部功能，并增加了喷气背包和通信背包，以便航天员像“铁臂阿童木”一样在太空自由行走。
高可靠性是载人航天中最为重要的特点。为了保证万无一失，载人航天器中一些关键部件采用双备份甚至三备份。航天器在上天前要在严格的环境条件下进行大量地面测试和模拟飞行试验，以排除隐患。有时，一点小问题会导致“全军覆没”。1967年4月24日，前苏联航天员科马罗夫乘联盟1号飞船返回地面时，因地面技术人员处理数据时在小数点后面遗漏一位数，结果飞船提前进入了大气层而无法打开降落伞。在面对死亡的最后4分钟里，他迅速汇报了有关情况，然后对妻儿说：“你们要爱祖国、爱人民……”“轰”的一声，一切都消失了。坐在屏幕前的前苏联领导人目睹了这一切并禁不住掩面而泣。这也是在太空中牺牲的第一位航天员。
安全返回是载人航天的最后一个环节。对于飞船来讲，不仅需要启动反推火箭减速、调姿和进入返回轨道等复杂技术，还要闯过三道“鬼门关”：一是过载关，飞船高速进入大气层时会产生巨大的冲击过载，就像飞机撞山一般，所以必须把过载限制在人的忍受范围内；二是火焰关，飞船返回时与大气层的剧烈摩擦会产生几千摄氏度的高温，因此必须有先进的防热措施，否则钢筋铁骨也要化成灰烬；三是撞击关，尽管飞船降落时有降落伞帮助减速，但降速仍达14米／秒，如果没有“绝招”，很难确保安全。另外，其落点精度也应比返回式卫星要高，以便及时发现营救。前苏联一艘飞船曾因落点精度差，结果营救人员一时找不到被困在冰天雪地的森林中的航天员，差点使航天员冻死。目前，掌握航天器返回技术的国家只有美国、俄罗斯和中国。
尽管载人航天器成本极高，并有很大的风险性，但仍有越来越多的国家积极参与载人航天事业，这是由于载人航天器可以由航天员直接操作，它大大地扩展了航天器的功能和用途，对人类的文明和进步具有不可估量的巨大推动作用。