趙爾東專欄》陸太空實力後來居上

「後來居上」語出《史記》,在近代,真正讓舉世矚目的「後來居上」例子包括中國改革開放的經濟貿易成世界坐二望一地位與超過7億人口脫貧的成就,也包括了中國的太空實力。而與其他有過經貿科技發展「奇蹟」的國家不同的是,這多是在西方干擾、禁運、封鎖,並且在國際強勁競爭之下,幾乎是完全自主開發進行的。

4月18日,美聯合發射公司經由NASA的31億美元發射爲數十次的合同,在2014發射失敗之後,首度以改進的擎天神(Altas)火箭搭載天鵝座(Cygnus)太空船運輸約3.5噸的食品物資到國際空間站。4月20日,14年來首次搭載美俄太空人共兩人的俄國聯盟號飛船由Soyuz-FG火箭在哈薩克發射場成功升空去國際空間站。

也是4月20日,搭載天舟一號貨運飛船的長征七號遙二運載火箭,以無毒無污染液氧煤油燃料,在海南文昌航太發射場發射成功。可見國際太空活動已然常態,競爭激烈,好不熱鬧。

天舟貨運飛船的構造基於前此的天宮一號,將作爲中國空間站的5個模組之一,與核心艙、實驗艙I、實驗艙II、載人飛船(神舟飛船),同在核心艙統一調度協同工作,爲預計於2018年發射的天和一號核心艙作準備,在2022年完成中國空間站承擔的各項任務,其關鍵技術也將爲日後火星深空探測打基礎。

天舟一號貨運飛船本身質量爲13.5噸,其主要任務一是補給空間站的推進劑消耗空氣泄漏,運送空間站維修和更換設備,延長空間站的在軌飛行壽命;二是演習運送太空人員工作和生活用品,保障空間站太空人在軌中長期駐留和工作;三是運送空間科學實驗設備和新技術設施等用品,支援和保障空間站具備開展較大規模空間科學實驗與應用。因爲天舟一號連接天宮二號後,組合體的質量中心點會變化,「空中加油」──補給天宮二號空間站的推進劑以及貨物轉移,必須在技術要求甚高的自動保持整體穩定的控制程序之下進行。

這次天舟一號要進行3次「空中加油」鍛鍊:第一次是在面對太陽直射反光情況進行,第二次是通過繞飛天宮二號從不同的接口進行,第三次是經過5次變軌動作的6小時快速「空中加油」(通常須要兩三天)等重要技術。此外天舟一號還練就了把天宮二號軌道推高「送一程」的關鍵功夫

天舟一號的運載能力約6.5噸左右,含5.5噸物資與約1噸的推進劑,荷載比達48%,是國際上最高的(約30至40%左右),其運載能力高於俄進步號M型(2.60噸)、美軌道公司天鵝座飛船擴展型(2.70噸)、美太空探索公司龍飛船擴展型(3.31噸加壓/非加壓總和)及日本宇宙航運載船HTV(6.00噸加壓/非加壓總和),但低於歐洲航天局已退役的運載飛船(7.67噸)。

天舟一號與天宮二號組合體在軌飛行約2個月後,將再獨立飛行約3個月,完成既定任務(包括日後回收空間站垃圾)後,將受控離軌隕落燒燬。這次發射是第一次零窗口(60秒之內)發射,代表了國際上較高度的準備性(Readiness)技術,深具科學與國防意義大陸的這「後來居上」來得及時。(作者爲太空工程師