二、梦想,从飞天故乡启航
20世纪90年代,内蒙古巴丹吉林沙漠。千百年来,出使西域的驼铃、征战匈奴的战鼓,都未曾改变它亘古不变的沉寂。而今,这里正孕育着一声撼天震地的惊雷。
1992年8月10日,中国的第13颗返回式卫星发射成功后,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席江泽民的双脚踏进了这片大漠深处的酒泉卫星发射中心。
酒泉卫星发射中心实际上位于内蒙古自治区阿拉善盟的额济纳旗境内,地理位置在北纬41°、东经100°,是由聂荣臻元帅亲自挑选,中国建设最早、规模最大的航天发射场,当年出于保密原因,才以临近的城市“酒泉”来命名的。1958年,面对帝国主义的经济封锁和核讹诈,从抗美援朝战场上归国的10万建设大军悄然进入这一地区后,他们放飞银星、挥舞长剑,在通向太空的天路上,铸起了一座座丰碑。我国第一枚导弹在这里发射,第一颗卫星从这里上天,第一枚洲际运载火箭由这里飞向太平洋……20世纪90年代到来的时候,酒泉卫星发射中心已积累了丰富的实践经验和雄厚的技术基础,拥有完善的测量、控制、通信、气象、计量、铁路运输、发供电设施设备,可完成多种轨道卫星的测试发射任务,具有良好的载人航天发射的试验基础。
汽车行驶在巴丹吉林沙漠深处,从鼎新机场前往发射中心途中,江泽民问前来迎接的中心领导李凤洲:“你对未来发射宇宙飞船有什么看法?”李凤洲回答说:“要树立航天大国形象,保持航天大国地位,保持航天工业发展后劲,就应该启动飞船工程,这样才能凝聚航天人才,带动科技工业的发展。”江泽民听了,满意地点了点头。
抵达发射中心的时候,戈壁滩上大雨倾盆而至,但江泽民仍冒雨登上高高的发射架平台,眺望着雨中的大漠,胸中似乎有了一张早已绘就的宏伟蓝图:用不了多久,中国的载人航天工程就将从这里启航。
这次视察,戈壁滩艰苦的生活工作环境和极不便利的交通条件给江泽民留下了深刻的印象。回到北京后,他在一次中央政治局常委会上深有感触地说:“茫茫戈壁,很多人都不愿去。但航天事业要发展,就必须有人在那里工作,这就需要我们培养人,培养立志献身航天事业的人。”江泽民特意指示中国联合航空公司,每周为发射中心加开一趟航班,解决中心与北京往返的困难。
由于载人航天器的特殊性,发射场的选址要根据发射试验技术的特点以及安全性和可靠性的条件来确定,有着十分复杂的综合性要求。载人航天的发射场究竟应该选在哪里?在最初的论证过程中,专家们曾提出两个方案,一个是将酒泉卫星发射中心作为载人航天发射场,另一个是选择西昌卫星发射中心作为载人航天发射场。工程立项后,经过了一年多的地理考察,专家们认为西昌卫星发射中心附近地形起伏较大,气候条件也比较差,不利于发射阶段的逃逸救生。而当他们来到戈壁沙漠,对发射区、落区、应急救生区都做了详尽考察后,一致认为,酒泉卫星发射中心处于戈壁平原地带,人烟稀少,地势平坦,视野开阔,发射前后航天员应急救生条件较好,有利于发射场各项设施的建设。而且这里气象条件优越,对跟踪测量的限制小,年可发射时间长达300多天,没有集中的天气因素影响,比较适合于将来空间交会对接、空间应急发射窗口的选择。还有一点,酒泉卫星发射中心距离城市远,环境艰苦,利于保密,符合中央要求的“只干不说”的原则。相比之下,酒泉卫星发射中心的优势不言而喻。
发射场系统不但是整个载人航天工程的基础,而且是中国航天面向世界的一扇窗口。虽然当时的酒泉卫星发射中心已建有大型、中小型以及气象和探空火箭的发射场,可以发射较大倾角的中低轨道卫星,但根据工程总体的要求,原有的发射场不能满足今后的发射任务,需要新建一座发射场专门用于载人航天的发射。
1992年1月13日,国防科工委本年度的党委扩大会议的最后一天,丁衡高传达了中央专委第五次会议的精神,并部署载人航天工程的论证工作。丁衡高要求酒泉卫星发射中心立即组织发射场方案论证,并在最短时间内拿出论证报告。发射中心主任李元正代表中心正式领受了载人航天发射场系统的建设任务。1月29日,中心成立了以李元正为组长的方案的论证小组,进行发射场方案论证和定点勘查。
李元正的思路很明确,新建的载人航天发射场应当采用世界上最先进的技术体制和技术方案,保证发射的安全可靠,成为中国航天事业的一个新的标志。他对发射中心的副总工程师徐克俊说:“我们一定要争取主动,拿出一个具有世界先进水平的发射场方案。”
接过任务后,有两个重大的方案需要徐克俊来明确。一是火箭和卫星的上架模式,二是发射场的选址定点。
酒泉卫星发射中心过去采用的都是水平上架模式,就是火箭和卫星在技术区进行水平状态下的测试后,分段转运到发射区,经垂直吊装对接并进行测试后加注发射的模式。
徐克俊是个敢作敢为、勇于创新的专家,他只用了一个晚上的时间,就归纳出了世界上工艺流程最先进的发射场的技术资料。参照了美国“阿波罗登月”发射场的建设经验后,徐克俊建议新建的发射场改用“垂直上架”的模式,即运载火箭和飞船运抵发射场后,在垂直厂房中进行垂直组装、垂直测试,再垂直整体转运到发射阵地,经过简单的远距离测试后,就可以加注发射。这就是当时具有国际先进水平的“三垂一远”发射模式。
徐克俊的想法最早源自于美国NASA出版的一本书《阿波罗登月全过程》,那是1980年11月,七机部副部长张廉斧在赴美考察肯尼迪航天中心时,中心负责人送给他的书。回国后,张廉斧把书转给了发射中心。从这本书中,徐克俊发现“阿波罗”飞船采用的就是“垂直上架”的模式。1992年1月29日,成立论证小组时,他们忽然想起了这本书,立刻找来一边翻译,一边论证。
就国际航天界来看,当时俄罗斯用的是“水平整体模式”,即在水平状态下进行总装、测试,然后水平整体起竖。但俄罗斯火箭控制系统惯性导航器件用的是捷联惯组,而中国的是惯性平台装置,两者有很大的不同。惯性平台必须保证不能倾倒。如果采用水平转运,需要把惯性平台单独卸下来转运,到发射区再组装、测试,给火箭带来许多技术和测试上的不便。日本采用的是火箭垂直准备,卫星单独转运,到发射区再进行组装。法国圭亚那发射场与日本模式差不多,也是火箭垂直准备,卫星单独转运。
经过论证比较,专家们发现,最先进的就是美国肯尼迪航天中心,飞船和火箭全部是采用垂直模式准备,技术区准备好之后,飞船和火箭组合体垂直整体转运到发射区,实施发射。美国还有一个“固定模式”,建了一个很复杂的活动勤务塔,火箭一进场就开始起竖,固定在发射架上。等测试完后,直接加注发射,不存在转运和重复测试的问题。但这种方法有两点不足:一是火箭飞船占用发射平台时间太长,发射频率不高;再一个是安全性差,一旦火箭在发射台爆炸,损失将非常惨重,整个发射场地面设备全部被毁,很难恢复。此方案在美国发射场也使用不多,后来基本废弃。
李元正和徐克俊觉得,最合适的参考对象是美国肯尼迪航天中心的模式,他们应该采用这种世界上最先进的“垂直上架”模式。于是,他们在论证报告中大胆提出了“组装、测试、转运一体的垂直上架”模式。
2月12日,中心论证小组到北京后,经过和工程设计单位共同商讨,正式提出“垂直上架”和远距离测试发射的设想。没想到,他们在向专家组汇报时,有些专家一时不能适应,评审组对这一方案拒不签字。
有专家说,“垂直上架”是一个全新的概念,技术进步跨度很大,难度很大,如果把握不好,将直接影响到研制工作的进行,进而影响整个工程的实施。而且,当时国家经济实力还没有今天这么雄厚。肯尼迪航天中心搞垂直模式,仅一个转运车就耗资两亿多美元,相当于16亿人民币,比我们整个发射场的投资预算还要多。所以,他们认为还应当使用水平分段的方法,因为这种方法是从以前的卫星发射沿袭过来的,不仅造价低廉,而且技术上也相对成熟。
载人航天工程不同于其他工程,发射场如果要搞“三垂模式”,研制各方都得同意,尤其是专家组,必须全数通过才行。尽管专家组不认可,但丁衡高却对这一模式很支持,明确指示要搞就搞最先进的。他一方面找元老级专家座谈,找专家组成员讨论,研究实施“垂直上架”的可行性和必要性;另一方面要求发射场论证组,针对最难的技术问题,多研究、多试验,想办法把经费预算降下来。
按照丁衡高的指示,论证组围绕最难的几大技术问题,动了很多脑筋,终于把设计难度和设计经费全都降了下来,整个发射场预算降到8亿多人民币。尽管这样,还是有一部分专家不同意。那时候已经是1993年3月份,其他系统早已开始研制了,发射场论证方案还没有定下来,无法进一步开展工作。丁衡高很着急,他委托国防科工委司令部再分头去做工作,一定要研制各方达成一致。国防科工委又召开讨论会,把研制各方的专家元老请到一起,进行了两天的深入讨论和论证,终于艰难达成共识,形成了“垂直上架”的统一意见。从1992年2月到1993年3月,在一年多时间里,仅发射场系统方案论证一事,就举行了十几次论证汇报会。
“垂直上架”模式形成统一意见之后,丁衡高多次派团考察国外先进的航天发射场,学习发射场建设经验。经实地考察,日本当时采用的是“垂直上架”模式,即将建设的新型发射场,运载火箭和卫星也全部是“垂直上架”模式。考察团回来,向丁衡高作了汇报,更坚定了他对于“垂直上架”的信心。
在这段时间里,徐克俊把他的想法进一步丰富后写成论文,发表在航天技术领域的学术杂志上。钱学森看到后,立即给工程负责人打电话,称赞徐克俊的文章“很有用,能供载人航天发射场的建设参考”。任新民、谢光选、王希季等老一代专家也纷纷表示赞同这一方案。
1993年,王永志(左4)、李元正(右3)、王建蒙(左3)等考察组成员在日本种子岛航天发射场考察
上架模式确定后,发射场的选址定点问题就成了重中之重。当时,曾有一种想法是对老的卫星发射场进行改造。但这个发射场从发射“东方红一号”起已使用了30多年,设备陈旧老化不说,而新的载人航天发射场采取的是与它完全不同的发射模式,技术上显然也无法满足要求,应该选址新建。另外,老的发射场距离中心生活区较远,给执行任务带来诸多不便。因此,李元正和徐克俊决定在弱水河南岸距生活区大约7000米的戈壁滩上,新建一座专门用于载人航天的发射场。
1992年10月5日,中央政治局常委、中央军委副主席刘华清专程到酒泉卫星发射中心视察,当即同意了这一方案。
1993年3月4日,是发射场系统向工程总体提供载人航天发射点建议决策的日子。国防科工委派出一个定点勘察组,载人航天工程经济技术可行性论证组办公室副主任王建蒙带队来到发射场。这天,一望无垠的戈壁滩风和日丽,湛蓝的天空万里无云,太阳暖融融地照在这块即将世界瞩目的空旷大地。工作人员拿来一根一米多长包裹着红绸子的木桩。发射场中心主任李凤洲兴奋地说:“这里将是我们向上级建议的未来载人火箭的发射点!我提议由上级派来的王建蒙同志举锤砸桩。”王建蒙接过大锤,落下了具有历史使命的一锤。
王建蒙等勘察组成员回到北京后,立即向丁衡高和沈荣骏等工程领导专程做了汇报。丁衡高和沈荣骏听后,对这一发射点的选址建议表示赞同。国防科工委随即向国务院和中央军委呈报了关于中国载人航天发射点的请示,很快获得批准,一望无垠的大漠戈壁上开始了热火朝天的工程建设。
1994年7月3日,载人航天发射场正式奠基,刘华清再次来到酒泉为开工剪彩,当他抬脚挖起第一锹土时,现场响起热烈持久的掌声。刘华清激动地说:“铲起了发射场奠基的第一锹黄土,我感到荣幸与自豪。中华民族曾有过无比辉煌的历史,但也有过被讥为‘东亚病夫’的屈辱。现在,我们又重新屹立于世界民族之林,将从这里自豪地跨出迈向太空的脚步。”
用于发射“神舟”飞船的“长征二号F”火箭正在进行垂直转运
4年的时间转眼过去了,1998年春节到来的时候,空旷的戈壁滩上矗立起一座巍峨的厂房,载人航天发射场的主要工程项目大体完成。
载人航天发射塔架为钢结构固定塔,这座总重量2500吨、高达106米的塔架上设置了12层固定平台。塔架上安装有防爆电梯、航天员逃逸滑道等设施,塔顶有重型吊车,塔底是双向导流槽。垂直总装厂房外高93米,内高85米。考虑到航天器空间交会对接对发射的要求,厂房内设计了两个总装测试工位,可同时对两发火箭进行总装测试。然后,飞船、逃逸塔在这里与火箭对接,构成完整的船箭塔组合体。厂房通往发射塔架转运轨道是世界上最宽的无缝钢轨,船箭塔组合体将通过这条20米宽、1.5千米长的轨道从技术区转往发射区。
发射场虽然建成了,但能不能实现发射飞船的重任,还需要通过一次技术合练来验证,工作人员也要通过这次考核来掌握基本的发射流程。
1998年5月,合练任务行将展开,各路大军从四面八方汇聚到大漠深处,所有的大型地面测试设备、庞大的电缆中枢都在合练中安装铺设完成。这次合练证明,新建的载人航天发射场工作方便、高效快捷,完全达到了预期的发射要求。前来视察的首长们高兴地对李元正和徐克俊说:“祝贺你们!发射场的建设通过了评审!”