解密中国航天飞机计划长城一号航天飞机

中国上马航天飞机计划

在当时中国的载人航天方面，有宇宙飞船与航天飞机两条道路选择。美国在实现载人登月后放弃了飞船发展，转而研发可以反复使用的航天飞机，并取得了一定的成功。但是航天飞机无法克服在发射过程中因强烈震动而造成隔热瓦脱落的问题，而相比于航天飞机，宇宙飞船则不存在上述情况，因而要安全得多。

我国在发展载人航天的过程中，是走飞船的道路还是走航天飞机的道路，曾经产生过广泛的争论，以当时的主流意见来看，走航天飞机的发展道路占了上风。因此在此后的一段时间里，我国也全力开始了航天飞机的预研。我国的航天飞机研制计划最早提出于80年代，构想起于发展天军的战略，最早将其归属于863计划子项目编号204的航天附属项目中，是一个由宇宙飞船到航天飞机的渐进构想。

当时，美国航天飞机成功首飞取得了巨大的轰动，所以我国国内主导意见是上航天飞机项目，宇宙飞船当时根本排不上号。当年力主宇宙飞船方案的航天专家王希季院士回忆道：“如果中国当时研制的是航天飞机，那么现在的‘神州飞船载人计划’恐怕早就下马了。”

神秘的“863计划”

航天技术是“863计划”七大领域中的第二领域，主题项目是：大型运载火箭及天地往返运输系统、载人空间站系统及其应用。

“863计划”出台后，航天领域成立了两个专家组，一是大型运载火箭及天地往返运输系统，代号863－204；二是载人空间站系统及其应用，代号863－205。

1987年，在原国防科工委的组织下，组建了“863计划”航天技术专家委员会和主题项目专家组，对发展我国载人航天技术的总体方案和具体途径进行全面论证。“863－204”专家组在1987年4月发布招标通知，以招标方式选择在技术方面有优势的单位，按要求各自论证载人航天方案。

航天部、航空部、国家教委、中科院、总参谋部、国防科工委等系统60多家科研单位参加了这场大论证，仅航天部所属的单位就有一、三、五、八等四家研究院分别参加了投标。由于是科学界里的技术概念论证，没有太多的行政干预，所以这番讨论思想相当解放，视野相当开阔，是中国航天技术发展史上前所末有的。

在不到2个月的时间里，各竞标单位提出了11种技术方案。“863—204”专家组筛选出5种代表方案，要求他们在1988年6月底前，完成技术可行性论证报告，以便参加高层专家的评审。

方案一：天骄一号小型航天飞机

该方案由航天部一院一部提出，它与方案三的长城一号航天飞机接近，所不同的是轨道器不带主动力，返回时利用自身结构滑翔着陆。

天骄一号借助运载火箭送入轨道，即可载人又可载货，可部分重复使用，研制周期15年，它是当时世界拥有航空技术实力的国家正在发展和准备发展的运输器。以法国为首的欧共体积聚十几个国家的力量，正在联合攻关“赫尔墨斯”小型航天飞机，这种飞机以美国航天飞机为原型，缩比1／6研制。中国如完成此方案，可以为发展空天飞机和火箭飞机解决许多技术难题。

方案二：长城一号航天飞机

此方案由航天部上海航天局805所与航空部604所共同提出。它垂直起飞，水平降落，可部分重复使用，轨道器带主动力，可自主飞行。这个方案基本是以我国现有大型火箭为基础，虽有一定技术风险，但并非没有可能性。

方案三：V2两级火箭航天飞机

该方案由航天部北京11所提出。它像火箭一样垂直起飞，如飞机一样水平着陆，以火箭发动机为动力，可完全重复使用。这个方案既有新型高空高速飞机的技术，又有新型氢、氧、烃火箭发动机技术，它需要先搞两个初级型，后搞最重要的轨道器部分，再搞全尺寸的火箭飞机，按时间进度可在2015年前后服役。

方案四：H2空天飞机

这个方案由航空部601所提出。它可以像飞机一样水平起飞和降落，使用吸气式涡喷组合发动机，可完全重复使用。这是一种集航空、航天技术为一体的高技术方案，技术难点较多，特别是吸气式涡喷组合发动机在国外也是一个久攻不克的难关。但是它符合瞄准世界前沿的战略思想，一旦在2015年获得成功，则使我国的航空航天技术一步登到世界先进水平。

方案五：欧洲“赫尔墨斯”版航天飞机

此方案由航空部611所对欧洲正在研究的“赫尔墨斯”小型航天飞机进行分析后提出。论证方认为，欧洲搞的航天飞机与我国有相似之处，其总体技术与航天部一院一部提出的“天骄一号”小型航天飞机方案类似，是航天飞机众方案中最省力、省时的方案。611所正在与国外开展航空技术方面的合作，可以一并引进国外的有关技术。

航天飞机方案再筛选

经过一年多的论证，专家委员会于1988年7月在哈尔滨召开了评议会。航天专家选取了五种方案进行深入论证和对比分析，分别是宇宙飞船、不带主动力的小型航天飞机、带主动力的航天飞机、两级火箭飞机和空天飞机。1988年7月20日至31日，上百位航天专家汇集哈尔滨，根据五种方案的主题报告，讨论决定最终“机型”。

专家们的主导意见是：航天飞机和火箭飞机虽然是未来天地往返运输系统可能的发展方向，但我国目前还不具备相应的技术基础和投资力度，尚不宜作为21世纪初的跟踪目标。带主动力的航天飞机要解决火箭发动机的重复使用问题，难度比较大。可供进一步研究比较的是多用途飞船方案和不带主动力的小型航天飞机方案。

航天飞机与宇宙飞船之争

在仔细研究材料后，“机型”之争最后集中到两个方案：一是“长城一号”航天飞机方案，二是宇宙飞船方案。在专家的评审表上，两个方案的得分非常接近，前者是83.69分，后者是84分。此后，在围绕飞船方案和航天飞机方案上展开了长达3年的学术争论。主要观点是“航天飞机”大大优于“飞船”，载人飞船作为天地往返运输手段已处于衰退阶段，航天飞机可重复使用，代表国际航天发展的潮流，中国的载人航天应当有一个高起点。搞飞船做一个扔一个，不但不能争光，还会给国家抹黑。而载人飞船方案论证组认为，载人飞船既可搭乘航天员，又可向空间站运输物资，还能作为空间站轨道救生艇用，且经费较低，更符合中国的国情。

1989年，航空航天部党组专门委托庄逢甘、孙家栋两位专家主持召开飞船与小型航天飞机比较论证会。航空航天部北京空间机电研究所的李颐黎作为载人飞船方案的代言人，从技术可行性、国家经济承受能力和技术风险等方面将载人飞船方案与小型航天飞机方案作了比较。作为钱学森的四大弟子之一，李颐黎显然是有备而来：“欧洲发展小型航天飞机凭借的是航空技术优势，而我国不具备这方面的优势。美国有钱，他们现已有4架航天飞机，每架回来后光检修就要半年时间，飞行一次就得5亿美元。俄罗斯也有3架航天飞机，一架飞过一次，另一架正准备飞，还有一架是做试验用的。因为没钱，现在也飞不起了。欧空局研制的‘赫尔墨斯号’小型航天飞机的方案一变再变，进度一拖再拖，经费一加再加，盟国都不想干了，最后只好下马。基于上述原因，我认为绝不能搞航天飞机！”

这次比较论证后，航空航天部系统内逐渐达成共识：中国载人航天发展的途径从载人飞船起步。“863－204”专家组最终确定利用我国现有的长征系列运载火箭发射一次性使用的宇宙飞船，作为突破我国载人航天的第一步。

航天飞机技术四大难点

难点一：热防护技术。航天飞机在再入时因气流加热，部分区域温度可达1000度以上，热防护要求比火箭和飞船更高。

难点二：应急救生技术。为确保载人安全飞行，航天飞机在发射台、起飞和降落期间都必须采取相应的应急救生措施。

难点三：环境控制和生命保障技术。前苏联已研制出基于化学再循环过程的闭路生命保障系统，该系统可以把宇航员的尿液变成氧气、氢气和能饮的用水。氧气供宇航员呼吸，氢气和宇航员呼出的二氧化碳合成甲烷用作火箭的推进剂。

难点四：轨道机动和反作用控制技术。该技术包括入轨机动、轨道修正、轨道变换、空间交会、各个方向上的姿态稳定和控制、脱离运行轨道和再入大气层技等，由此产生了推进剂选择、系统选择、高空点火、冷却等一系列高难技术。