2011年10月31日下午6点，出租车司机巴图从内蒙古额济纳旗回到位于“10号”的家里。若是平时，他会在吃过晚饭后与妻子去基地里散步。但这时他的手机响了。“今晚带几个客人到发射场，有时间吗？”电话是他的“老熟人”、总装备部的一名工作人员打来的。巴图果断地答应了，他已经料到今晚会有额外的工作。
2011年11月3日1时43分，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343公里的轨道成功对接（截屏图）。 （朱引炜/CFP/图）
“10号”是戈壁荒漠中东风航天城的代号，也就是酒泉卫星发射中心。航天城始建于“两弹一星”的年代，现在有一万多人在此生活。以“酒泉”命名，是因为酒泉是离它最近的城市；即便这样，它们也相距240多公里。
在航天城东边十多公里处，有一个神秘的发射场。通往发射场的公路很窄，几乎完全被高大的白杨树遮挡，从外面很难看清路上的情况。
夜里，司机巴图把客人们送到发射场后，就回家睡觉了。“发射就戒严，‘神八’发了之后到年底还有四五次发射呢！”巴图的妻子有点厌倦了高强度的发射对他们生活的影响。
11月1日凌晨5点58分，发射场上的0号指挥员开始在广播里发布指令：“点火！”
随着一声巨响，“长征二号F”运载火箭底部闪出一阵耀眼的火光，照亮了整个天空。火星蹿到发射塔两旁，与储存在塔底的水接触后升腾起白色的水蒸气。发射塔两侧500米开外的植物也在干燥的空气中被燃烧的助推剂点着开始燃烧。火箭开始缓缓上升，声音撼动着大地和天空。由于当时是阴天，火箭很快就钻进了低矮的云层，只留下屁股上的白色火光给抬头注视它的人们。
583秒后，搭载于火箭上的“神舟八号”顺利进入预定轨道，发射中心指挥大楼一片欢呼。
神舟八号是一艘无人飞船，两天之后，它依照计划与一个月前发射的“天宫一号”在343千米的高度成功进行了对接。这是我国进行的首次空间交会对接，它成为中国载人航天工程的一个新的里程碑，让中国成为继美国和俄罗斯之后世界上第三个独立掌握空间交会对接技术的国家。
此次对接让一些国人诗性大发，称其为“太空之吻”或“激情拥吻的‘浪漫’一刻”。
“你今天所看到的，是发展空间站的重要一步。”美国亚利桑那大学的行星科学家约翰·列维（John Lewis）在央视的节目中评论说，“你完全可以想象，现在距离最后一步还很远。很多很多的可能性由此展开。”
一些美国科学家还对《纽约时报》表示，这次任务的成功提供了无可回避的证据，表明美国长达20年的对中美航天工程合作的限制已经遭遇失败。
印度媒体则有人发文称，印度应该严肃看待中国建设空间站努力所带来的影响。尽管中国的轨道空间站将比现在的国际空间站小得多，但它将会为中国建设更长寿命的更大空间站开辟道路。“作为太空的战略前哨，一个自己的空间站无疑会帮助中国增强太空战实力。”
2011年10月26日，神舟八号船箭塔组合体从垂直总装测试厂房顺利转运至发射区。 （海晗/CFP/图）
“我们的速度越来越快”
尽管地处西北大漠，“10号”已经完全脱离了戈壁的模样。坐北朝南的东风礼堂被誉为“10号”的“天安门”，东西向的水泥公路则是“长安街”——“10号”的主干道。从东门进入基地，走到西边的尽头则是空军管辖的禁区。南北两侧整齐地排列着许多栋低层民宅和各类宾馆、饭馆以及店铺。道路两侧无一例外地种着一排白杨树。
1970年代，这里被称作“中国人民解放军第20训练基地”，代号“东风”，是中国“两弹一星”的重要实验地。这里的一切都和航天有关，不仅密布着“航天纪念塔”、“剑魂”等一系列雕塑，“飞天宾馆”、“神舟宾馆”、形如火箭的路灯，还有胡杨路、宇宙路、航天路等路名也都打上了航天的烙印。
神舟系列飞船都是在这里升空的。从1999年的神舟一号飞船，到2011年的神舟八号，神舟系列飞船恰好完整地经历了三种技术状态。
神舟一号到神舟六号属于“初期实验”技术状态。它们的特点是，飞船的返回舱返回地球之后，轨道舱还能再留轨利用半年，进行各种探测或科学实验。“这是我们国家的一个创新。轨道舱上有太阳电池翼和独立的姿态控制系统，这样等于免费发射了一颗科学实验卫星。”中国空间技术研究院研究员庞之浩介绍说。
神舟七号则是“出舱活动实验”技术状态。它主要是为太空行走而研制，它的轨道舱既能作为工作的生活舱，又兼有气夹舱的功能。但是它的轨道舱不留轨利用，所以没有安装太阳电池翼和单独的姿态控制系统。
第三种状态就是现在的“天地往返运输器”的技术状态。神舟八号的轨道舱也不打算留轨利用，所以看不到它有太阳电池翼。但它最大的变化是，增加了交会用的测量系统和对接用的对接机构。为了交会对接的方便，它还增加了八个平移发动机和四个后退发动机，这让它能够上下左右和前后移动。
神舟八号虽然不载人，但它是按载人设计，并携带了两个形体假人。两个假人各重75千克，身着航天服，航天服上安装有生理信号测试盒，能够模拟产生人的心电、呼吸、体温、血压四大生理指标。这是为了测试生理指标信号传输的链路是否正常。在正式的载人飞行中，航天员的这些指标是要进行实时监测的。
神舟系列飞船也从八号开始定型，今后不再进行大的改变，进入批量生产阶段。明年中国即会发射与神舟八号相似的神舟九号和神舟十号飞船。神舟九号是否载人要根据八号的交会对接情况而定，而神舟十号已经确定为载人飞船。
从神舟一号到神舟十号，“我们的速度越来越快。”庞之浩说。在他看来，“这与我们不计报酬、不计个人得失的载人航天精神密切相关。”载人航天精神通常被归纳为“特别能吃苦，特别能战斗，特别能攻关，特别能奉献”。
对于生活在航天城的巴图来说，他2003年初到“10号”的时候，各式各样的红色大字标语迅速就勾起了他的军人情结。
然后他很快就熟悉了“10号”的每个角落，也开始觉得这里似乎也没有那么神秘。他说：“还有一个地方我还没去过，就是发射场。”但他知道，那里不是随便进出的。无数次地路过航天员公寓问天阁的门口，他除了知道里面能吃到美味的额济纳特产驼掌之外，一无所知。
好奇心让他对载人航天飞船产生荒谬的想法，比如，他一度认为载人飞船就是一架大飞机。“我还觉得杨利伟会坐着降落伞从空中飘下来。”巴图笑着回忆道。
2003年10月15日神舟五号发射的那个晚上，面对戒备森严的“10号”，他开始与熟识的人员沟通，试图走进那个神秘的发射场观看发射。最终，他被允许在“10号”内规定的地方观看发射。他说：“我听到一阵巨大的响声，然后看见一个屁股上着火的东西，直直地蹿上去，很快就不见了。”这是他第一次亲眼看见火箭升空，兴奋极了，也知道了载人飞船靠的是火箭。后来，他还从总装备部的官员那里知道了杨利伟是坐在坚固的返回舱里回来的，并不是跳伞，最后降落在了四子王旗。
国人对航天的认知程度是与神舟飞船一起进步的，“尤其是在神舟五号之后特别明显。”庞之浩也注意到。神舟五号发射之后，报考中国空间技术研究院的年轻人明显增多了，而且许多人是怀着对航天的兴趣而来。
2011年10月1日，酒泉卫星发射中心载人航天发射场垂直总装测试厂房，执行神舟八号任务的长征2F运载火箭的四个助推器依次吊装，与芯一级进行组装。 （海晗/CFP/图）
空间站的起点
最开始的时候，几乎每次发射巴图都要去看。“冬天半夜冻到零下二十多度，夏天有时候四十多度，我都要去看。”他说。不过现在他已经对发射习以为常了。国庆节前两天发射天宫一号，巴图也亲眼见证了。“当时天气好，火箭飞上去过了好久还能看见尾巴上的白点。”他说。
天宫一号是一个8.5吨重的目标飞行器，可以与三艘飞船对接，寿命两年，用于试验我国的空间交会对接技术。对于载人航天来说，这是三大基本技术之一。另外两项技术分别是载人航天器的成功发射并安全返回和空间出舱活动。
天宫一号由两部分组成，分别是实验舱和资源舱。它之所以被称为“目标飞行器”，是因为它在空间交会对接中是一个被动目标，即飞船是追着它进行对接的。
在空间交会对接的两个航天器中，一个称目标飞行器，一般是空间站或其他的大型航天器，作为准备对接的目标，交会对接时保持稳定状态；另一个称追踪飞行器，一般是地面发射的宇宙飞船、航天飞机等，交会对接时要通过变轨来追赶目标飞行器，实现两者的交会对接。
从其他的意义上，天宫一号亦被称为“空间实验室”或“载人空间实验平台”，但它并不是一个真正意义上的空间站。按照计划，我国真正意义上的空间站将在2020年前后建成。天宫一号是空间站计划的一个“起点”。它会先后与神舟八号、神舟九号和神舟十号进行交会对接。
美国和苏联几十年前试验空间交会对接时，是将飞船作为了被动目标。中国的做法与他们相反，这至少带来了两个好处。首先，如果我们要进行N次对接，那么只需要发射N+1个航天器即可。比如说，要对接3次，那么发射4个航天器就行了。而按照美国和苏联的方式，要进行N次对接，需要发射2N个航天器。即对接3次便要发射6个航天器。
这种“N+1”式的交会对接属于我国首创，其他国家的空间交会对接历史上未出现过此种模式。它带来的另一个好处是，如果进行载人对接的话，航天员还可以进到空间实验室中去，进行短期的空间科学实验和技术试验。这也是国外所没有用过的方式。“所以可以说是经济高效。”庞之浩评论道。
天宫一号的对接机构由上海航天技术研究院研制，它基本上采用了国际上的标准“接口”，将来如有需要，只要稍加改动就能与国际空间站进行对接。
目前国际上使用的有两种对接机构，一种是“异体同构周边式”对接机构，一种是“杆-锥”式结构。后者目前主要是俄罗斯在用，比如它的进步号飞船和联盟号飞船均采用了这种对接机构。“杆-锥”式结构的优点是简单、质量小，但也存在明显的弊端：对接完成之后，航天员如果要从对接口穿过去，就必须把对接口上的那个“锥”移动到舱中，而这样会造成舱内空间被占用。它的另一个问题是，不适合两个大的航天器进行对接，飞船和空间站之间的对接是可以的，但如果是航天飞机便不适用了。
天宫一号采用的是前一种对接机构。这种被称为“异体同构周边式”的对接结构最早出现于1975年。当时，美国和苏联实施了太空合作，进行了阿波罗18号飞船与苏联联盟19号飞船的对接，此举为冷战带来了一些缓和气氛。这种对接机构就出现在这次“美苏大对接”之中。美国在这次对接之后便停止使用飞船，把重点转向航天飞机。此种对接机构后来经美国改进，也用于了航天飞机和空间站的对接。
它的一个优点是，通道比较大。这就是所谓“周边式”的含义——机构设计在了周边，而不是中间。它的另一个优点是既适合大航天器和小航天器之间的对接，也适合大航天器和大航天器之间的对接。不过它也有缺点，即技术比较复杂。
2011年10月31日，甘肃酒泉，长征2FY8火箭开始加注，消防人员在检查消防设备。 （秦宪安/CFP/图）
比百步穿杨更难
2011年11月1日早上6点半，巴图起床后看见蒙蒙亮的东风礼堂上空打起了礼花，就知道发射成功了。
“‘神八’的妙处，在于和‘天宫’接上。”尽管没有亲眼看见，巴图仍然能对“神八”侃侃而谈，“那么快的速度，又不像火车有轨道，要计算得很精确才行。”
神舟八号成功发射之后，中国载人航天工程总指挥周建平这样形容交会对接：“两个以7800米/秒速度飞行的航天器在空间轨道上准确会合，精度要控制在十几厘米之内，这就如同太空中万里穿针，比我们常说的百步穿杨难多了。”
“由此可见，空间交会对接技术十分复杂，这也是苏联、美国和中国把它放在空间出舱活动之后再去攻克并通过发射多次来掌握的重要原因。”庞之浩表示。
历史上，苏联的第一颗人造卫星发射于1957年，仅仅在四年之后，即1961年便发射了第一艘载人飞船。而它的第一次空间交会对接则又过了六年才实现。1967年，苏联的“宇宙186”号飞船和“宇宙188”号飞船进行了对接。这是一次自动对接，两艘飞船实际上都是联盟号飞船，但当时出于保密考虑，才取了这样奇怪的代号。
在此之前一年，美国实现了人类历史上的第一次空间交会对接。1966年3月16日，美国双子星座8号载人飞船与“阿金纳”火箭末级实现了交会对接，其中，“阿金纳”火箭末级作为追踪飞行器，双子星座8号作为目标飞行器。这次交会对接是由双子星座8号飞船航天员手动控制完成的。
1969年，美国首次在月球轨道进行了交会对接。苏联也在同一时期进行了载人的联盟4号和5号的对接。1971年，苏联又进行了飞船和空间站的对接。美国于1995年实现了航天飞机和空间站的对接。
迄今为止，美国和俄罗斯（和苏联）共进行了三百多次对接。美国是成功率最高的，仅有两次失败。而俄罗斯和前苏联是对接次数最多的，其中失败了大约15次。即便是已经有了几十年的经验，对接的事故仍然时不时地发生，包括在2010年也曾发生过。其中最严重的一次，是1997年俄罗斯进步M-34货运飞船与和平号空间站交会相撞，导致和平号光谱号舱和太阳电池翼损坏。
11月3日凌晨，神舟八号追上天宫一号，开始进行交会对接。神舟八号首先以0.2米/秒的速度撞上天宫一号，然后伸出滚珠丝杆，其对接环上的捕获锁撞到天宫一号的卡板器上，便被牢牢锁住。然后神舟八号缓缓收回滚珠丝杆，将两个航天器拉近。滚珠丝杆伸出的长度是200毫米，拉回来则需要240秒。
拉近之后，神舟八号和天宫一号的对接面上的12把对接锁两两相扣。然后连接面上的密封圈压缩，保持密封。最后，通过对接锁让两个航天器贴合，实现刚性连接。这就是神舟八号和天宫一号交会对接的基本过程。
根据计划，对接之后的两个航天器要共同运行一段时间，然后在11月14日进行第二次交会对接试验。这一次主要是考核交会对接设备的重复使用性能。
首次对接的成功并没有让工程人员放松下来。“首次交会对接虽然取得了圆满成功，但目前庆功为时尚早，未来将要进行的二次对接依然充满风险。”天宫一号总设计师张柏楠说。 |