9月20日，“天宮一號(hào)”端坐在70米高的長(zhǎng)征二號(hào)F火箭上

“天宮一號(hào)”歷史地位：

載人航天工程第二步

羊城晚報(bào)：“天宮一號(hào)”發(fā)射，意味著中國(guó)載人航天走到了哪一步？

焦維新：應(yīng)該說是中國(guó)載人航天工程的第二步，第三步是建立永久性空間站。只有實(shí)現(xiàn)了交會(huì)對(duì)接，建立的空間站才有用。所以，最關(guān)鍵是考驗(yàn)對(duì)接技術(shù)。

龐之浩：“天宮一號(hào)”是空間實(shí)驗(yàn)室的雛形，為后面的二號(hào)、三號(hào)做準(zhǔn)備。我們?cè)?016年以前還要發(fā)射天宮二號(hào)、三號(hào)，那就是空間實(shí)驗(yàn)室了，為后面的空間站做準(zhǔn)備。第三步，在2020年我們要建立自己的空間站，也將是多艙式的，一個(gè)核心艙對(duì)接兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙。

羊城晚報(bào)：交會(huì)對(duì)接成功的意義何在？

焦維新：建設(shè)大型空間站不是一次就能到位的，需要多次組裝。空間站在運(yùn)行過程中需要定時(shí)更換維修一些設(shè)備，航天員也要經(jīng)常更換。所以，太空對(duì)接是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作。如果這個(gè)關(guān)鍵技術(shù)不解決，下邊的工作就沒法進(jìn)行，也沒法建空間站。

龐之浩：首先，交會(huì)對(duì)接技術(shù)可以為長(zhǎng)期在軌運(yùn)行的空間設(shè)施提供人員的運(yùn)輸和物資的補(bǔ)給，要通過飛船、通過交會(huì)對(duì)接技術(shù)才能把人和貨運(yùn)上去，工作完后還要分離，把人運(yùn)回來。第二，現(xiàn)在的航天器越來越大，不可能靠運(yùn)載火箭一次運(yùn)上去。分成多個(gè)模塊逐步送上去以后，通過交會(huì)對(duì)接才能組成大型多艙式的空間站。第三，可以用于在軌航天器之間的互訪。還可以實(shí)現(xiàn)物資轉(zhuǎn)運(yùn)，可提供緊急救生。這個(gè)空間站著火了，我坐飛船到那個(gè)空間站，人到那邊躲一下，不一定非得返回地面。

羊城晚報(bào)：交會(huì)對(duì)接的難度和風(fēng)險(xiǎn)主要有哪些？“天宮一號(hào)”和神舟系列在太空中“N+1”式的交會(huì)對(duì)接模式前所未有，意義何在？

焦維新：交會(huì)對(duì)接要突破三大難關(guān)：一是位置的控制，二是速度的控制，三是姿態(tài)的控制。交會(huì)對(duì)接包括兩個(gè)不同的階段，先是交會(huì)，然后才是對(duì)接。

交會(huì)是讓兩個(gè)航天器在預(yù)定的時(shí)間同時(shí)到達(dá)一個(gè)指定的地點(diǎn)聚集。有時(shí)候交會(huì)不一定要求對(duì)接，對(duì)接還有更復(fù)雜的技術(shù)，要準(zhǔn)確地調(diào)整高度、位置、相對(duì)速度以及兩個(gè)航天器的姿態(tài)，使兩個(gè)航天器軸線基本上在一條直線上平穩(wěn)、安全地靠近。然而，兩個(gè)航天器距離地面三百多公里，以極高的速度運(yùn)行，基本上是第一宇宙速度(7.8公里/秒)，要實(shí)現(xiàn)極小誤差的精準(zhǔn)控制是非常難的。

舉個(gè)例子，大家經(jīng)常看到的賽車，如果要求飛奔的兩輛賽車始終保持在一米之內(nèi)的距離，難度很大，稍有差池就會(huì)撞上。所以，這對(duì)我們的導(dǎo)航定位系統(tǒng)是一個(gè)嚴(yán)格的考驗(yàn)。此外，對(duì)接機(jī)械的設(shè)計(jì)是否合理，將要經(jīng)受檢驗(yàn)。

徐克俊：對(duì)接有兩套方案：一種是機(jī)械式(手動(dòng)控制)，一種是無線引導(dǎo)式(自動(dòng)控制)，兩種方式各有利弊。手動(dòng)控制完成空間交會(huì)對(duì)接成功率高，但缺點(diǎn)是工作時(shí)間長(zhǎng)，從幾個(gè)小時(shí)到幾天，而且工作強(qiáng)度很大，此外還受空間環(huán)境條件(如光照)的嚴(yán)格限制等。用自動(dòng)控制來完成對(duì)接相對(duì)輕松些，但需要分布很廣的地面站或中繼衛(wèi)星，花費(fèi)巨大。

龐之浩：“天宮一號(hào)”要先后和三艘飛船完成交會(huì)對(duì)接，一個(gè)目標(biāo)飛行器進(jìn)行三次對(duì)接，只需要發(fā)射四個(gè)航天器就夠了，可以節(jié)省兩次發(fā)射成本，而且還縮短了研制周期。

貳

中國(guó)為何要建設(shè)自己的空間站：

科學(xué)意義大應(yīng)用價(jià)值高

科學(xué)探索期待獨(dú)特成果

近年來，國(guó)際社會(huì)對(duì)中國(guó)發(fā)射“天宮一號(hào)”給予了強(qiáng)烈關(guān)注。然而，由于各種原因，中國(guó)載人航天一直沒有獲邀參與國(guó)際空間站的合作。“天宮一號(hào)”如果能使交會(huì)對(duì)接技術(shù)獲得突破，2020年的中國(guó)空間站將是獨(dú)一無二的國(guó)際空間站。

太空探索尚無獨(dú)特成果，與大國(guó)地位不相稱

自己建設(shè)空間站時(shí)機(jī)已到

羊城晚報(bào)：中國(guó)為什么要耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力建造自己的空間站？

焦維新：概括起來，科學(xué)意義、應(yīng)用價(jià)值，都是吸引國(guó)家建立空間站的原因。預(yù)計(jì)我們的空間站建成以后，在很多領(lǐng)域都會(huì)展開實(shí)驗(yàn)，包括觀天測(cè)地、利用微重力環(huán)境進(jìn)行材料科學(xué)等實(shí)驗(yàn)。據(jù)我所知，許多行業(yè)的科學(xué)家已經(jīng)提出了很多實(shí)驗(yàn)方案，有關(guān)部門正在精選。

我國(guó)航天事業(yè)的指導(dǎo)思想就是不模仿，將創(chuàng)新性和可行性結(jié)合起來。人類太空科學(xué)發(fā)展的歷史已有五十多年，這期間真正推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的主要是歐美俄。我國(guó)雖然在七十年代就發(fā)射了衛(wèi)星，但主要還是一些應(yīng)用衛(wèi)星，在科學(xué)探索方面還沒有獨(dú)特的成果，這與大國(guó)的地位是不相稱的。以前局限于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平，現(xiàn)在我們的經(jīng)濟(jì)足以為發(fā)展空間科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造很好的條件。

2020年，可能只有中國(guó)擁有空間站

將建設(shè)成為國(guó)際空間站

羊城晚報(bào)：中國(guó)為什么沒有參與國(guó)際空間站合建？還有加入的可能嗎？

焦維新：國(guó)際空間站在醞釀建設(shè)過程中沒邀請(qǐng)我們，這是原因之一。另外考慮自己的情況，一開始我們也沒有開展載人航天的活動(dòng)，也沒有特殊技術(shù)。神舟飛船還只是實(shí)驗(yàn)性的飛船，只有空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)得到圓滿解決，我們的飛船才可以進(jìn)行商業(yè)飛行，這樣一來，飛船不僅可以和我們的空間實(shí)驗(yàn)室以及未來的空間站對(duì)接，如果需要合作，將來還可以和國(guó)際空間站對(duì)接。

我個(gè)人認(rèn)為，如果我們的交會(huì)對(duì)接技術(shù)解決了，是可以考慮加入國(guó)際空間站的。當(dāng)然，我們也要考慮到參加的條件，比如說我們租賃一個(gè)艙，可以租多長(zhǎng)時(shí)間、體積多大、收費(fèi)如何，是否參加，要綜合考慮政治、經(jīng)濟(jì)以及各方面技術(shù)等因素。

羊城晚報(bào)：2020年國(guó)際空間站將結(jié)束其使命，而按規(guī)劃，2020年前后中國(guó)的空間站正好進(jìn)入軌道。中國(guó)的空間站能否擔(dān)負(fù)新的國(guó)際空間站職能？

焦維新：我想肯定會(huì)是這樣。我們的空間站預(yù)計(jì)在2020年到2022年之間建成。那時(shí)候在太空運(yùn)行能夠進(jìn)行多學(xué)科實(shí)驗(yàn)的空間站，恐怕只有我們中國(guó)。由于科學(xué)實(shí)驗(yàn)有其連續(xù)性，其他國(guó)家的科學(xué)家想進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)，只有和中國(guó)進(jìn)行合作，如果有發(fā)達(dá)國(guó)家科學(xué)家參加，他們攜帶先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備，我想我們也會(huì)歡迎的。

所以，未來的空間站不光是中國(guó)開展多學(xué)科實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，也可能會(huì)吸引多國(guó)的科學(xué)家參加，那就變成一個(gè)國(guó)際性的空間站了。這將是中國(guó)人引以為豪的一件事情。