从屈原的天问到天问一号中国经历了什么

粽子飘香,龙舟竞渡,又到一年端午时。
在许多人的童年记忆里,端午最期待的事就是吃上家里人亲手裹的粽子,肉粽的口感最丰富,赤豆粽的谷香味最浓,白粽虽朴素但撒上白糖后堪称一绝。
2017年5月26日,广西南宁,人们正忙着包粽子按照民间流俗的说法,端午吃粽子最初是为了祭祀国破之后悲愤投江的诗人屈原。
虽然这种说法被学者证实是不可靠的传说[1],但无疑,屈原已成为了端午最醒目的代名词,也成为中华民族弥足珍贵的精神财富。
2000多年前的“天问”不论是“长太息以掩涕兮,哀民生之多艰”的为民之情,还是“亦余心之所善兮,虽九死其犹未悔”的忠贞之心,屈原的这些爱国情怀跨越了千年,仍能在我们心中激起回响。
2013年06月12日,端午文化节古礼祭祀屈原大典在武汉东湖举行,近百名学子参加了此次活动而更可贵的是,在这位伟大的诗人身上,我们还看到了勇于探索真理的执著精神。
他曾在长诗《天问》中接连提出172个问题[2],从宇宙起源到昼夜变化,从天地构造到星辰运转。
屈原一路追问,一路探索这天地万物的奥秘。
1930年代,湖南洞庭湖东侧的汨罗江受制于技术与认知,屈原没能对这些问题作出解答,但与屈原一样对宇宙苍穹好奇的人们,却从未停止对未知的探索。
早在殷商时期,天文已经就被当做一门学术看待。
而到了春秋战国时期,对太阳、月球以及金、木、水、火、土五个行星的研究已经相当深入。
天文学家石申在《天文》一书中详细记载了二十八宿距星以及其他150颗恒星位置,成为了后世天体测量的基础[3]。
为了纪念石申的贡献,位于月球背面的一座古老环形山还被命名为石申环形山[4]。
石申环形山 / IAU东汉时期的张衡同样也在天文领域不断突破,探索未知。
他不慕官位,不羡升迁,前后担任太史令、掌管天文历法长达14年[5][6]。
他对天体运转进行观测,计算出太阳和月球的角直径约为半度,并得出月光是太阳光反射而成的结论[3]。
他还提出了宇宙结构如同鸡蛋,地球如蛋黄,漂浮于水面等观点,几乎可以代表当时世界天文学的最高水平[7]。
到了北宋,天文仪器无论是在数量或质量上,都大大超过以往任何一个时代。
特别是科学家沈括详细研究了浑仪、圭表和浮漏三种天文观测仪器产生误差的原因,并提出了纠正和改进的方法[3]。
位于河南登封中国天文博物馆的浑仪此外,在日月观测记录方面,我国古代天文学家也做了不少工作。
据统计,从汉初到公元1785年,我国共记录了日食925次,月食574次,堪称世界之最[8]。
但古人对宇宙苍穹的好奇,其实更多停留在浪漫幻想的层面。
他们探索未知的精神,仍处于萌芽阶段。
当浪漫幻想变成现实直到新中国成立,中国人才真正踏上了宇宙探索之旅。
1965年,中国正式开启了第一颗人造地球卫星“东方红一号”的研制工程[9]。
“东方红一号”人造卫星直径为1米,重达173公斤尽管有2亿专款用于卫星制造,但在当时中国的整体工业水平都较为薄弱,加上西方国家的封锁、中苏技术断交,研制人造卫星,就如同开垦荒地一般,一切都需要从零开始[10]。
卫星上天需要海量数据支撑。
而这些数据的计算大多靠的是人工用半自动手摇计算器一点一点摇出来的,情况紧急时连算盘都用上。
为了保证质量,工作人员每天三班倒,24小时不停计算,一条轨道算了整整一年[11]。
“东方红一号”的重量,要比苏、美、法、日发射的第一颗卫星加起来都要重得多[10],要想飞上天还必须依靠运载火箭的强劲动力。
位于内蒙古额济纳旗的“东方红一号”卫星发射场遗址为研制固体火箭发动机,年轻的研制团队前往内蒙古戈壁荒滩,那里风沙四起,夜晚还有野狼出没[12]。
生活条件更是艰苦,一日三餐都是窝窝头和苞米土豆。
因为没有油水和蔬菜,很多人都得了浮肿,视力也受到了影响[13]。
但即便如此,也没能阻挡这群年轻人在技术空白的固体发动机领域探索真理的脚步。
他们冒着被炸死的危险,进行19次试车,直到试验到第14次,才获得了突破[14]。
遗留在“东方红一号”卫星发射场遗址的电子元件“东方红一号”最终要征服的是距离地表2300多千米的太空,对于中国人来说,那是一个无比神秘的未知世界,特别是太空中200多摄氏度的温度差,仪器、材料、元器件怎么保持“体温”正常运转,成为登天之路的一大难题[15]。
为了研制出完整的温控系统方案来平衡卫星内部的温度,技术人员穿着冬天的大衣,拖着夏天的塑料鞋,把海军冷库当做低温实验室[16]。
1970年4月24日,中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”终于成功发射,浩渺的太空传回属于中国人的乐曲:“东方红,太阳升......”这是中国航天史上开天辟地式的里程碑,同时也这成为了年轻人敢于追求真理的力量来源。
在此之后,一代又一代的中国航天人前仆后继,不断探索未知,创造奇迹。
神舟飞天,嫦娥探月,天宫对接、北斗组网......一串串富有东方浪漫色彩的名字被载入人类探索宇宙的历史。
1999年11月20日,长征火箭托举着我国自行研制的神舟一号无人试验飞船飞向太空,拉开了中国载人航天的序幕。
这项被誉为是“技术最复杂、难度最大的航天工程”,中国只用了不到三十年的时间就走过了发达国家半个世纪的发展历程[17]。
2003年10月15日,中国第一艘载人航天飞船神舟五号发射升空从无人飞船到载人飞行,从一人一天到多人多天,中国共研制了11艘神舟飞船,并先后组织实施17次重大飞行任务,完整掌握了往返、出舱、交会对接三大技术[18][19]。
而最新的神舟十二号飞船,也已在6月9日垂直转运至发射区,择机将三名宇航员送入空间站。
中国航天事业不断前进,勇于探索的中华民族从未停下脚步,将视角伸向了更远的月球。
从2007年第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”发射成功到2020年“嫦娥五号”挖土归来[20],中国人把“上九天揽月,下五洋捉鳖”的梦想逐渐变成了现实。
从《天问》到“天问一号”而就在2021年端午节前的一个月,中国航天又迈出了星际探测的重要一步。
以屈原《天问》命名的探测器“天问一号”搭载“祝融号”火星车经历9个多月的长途跋涉,成功登陆火星地表,实现了从地月系到行星际的跨越。
2021年6月11日,天问一号探测器着陆火星首批科学影像公布 / 中国国家航天局这是对“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的文化传承,也是对屈原这位伟大诗人最好的节日纪念。
但踏上火星又何其艰难。
回顾人类火星探测60多年的历史,你就会发现,从初期的飞掠火星,到中期的环绕探测,再到现今的着陆地表,每一步探索都伴随着失败与惊险。
苏联是人类探索火星最早的先行者,在20世纪60至70年代多次尝试发射探测器,但几乎全部以失败告终。
有的在发射阶段就因事故损毁,有的在飞行途中失联,有的则在登陆时未打开降落伞,撞毁于火星表面[21]。
1971年时,苏联发射的火星3号探测器终于实现了软着陆,就当苏联人以为要成功时,探测器在十几秒后,失去了联系[22]。
而当时冷战铁幕另一端的美国,火星探测也没开个好头。
在1964年,美国发射首颗火星探测器“水手3号”由于太阳板出现故障,最终任务失败[21]。
美国首颗火星探测器“水手3号”据统计,自1960年以来,人类已进行了48次火星探测,但完全成功的只有21次,成功率不足五成[23]。
而这一次,中国却一次性完成对火星“环绕、着陆、巡视”的三大目标。
这是一种对探索未知的执著追求,也是一种克服艰难险阻的充分信心。
上亿公里的地火距离带来的通讯延时,使得地面无法对探测器进行实时监测,于是,“天问一号”装上了多台星敏感器用作“眼睛”来感知方位,并利用环绕器上的聪明“大脑”——GNC单元进行自主控制与执行[24]。
着陆环节是火星探测中最大的难点,“天问一号”克服火星恶劣环境,在短短几分钟内借助气动外形、降落伞、发动机、着陆缓冲等多项技术,将速度从2万千米/小时降低到0[25],精准无误、毫发未损地成功登陆,这难度堪比“巴黎打的高尔夫球落到东京的一个洞里”。
2020年10月1日,问一号火星探测器传回深空“自拍”照 / 中国国家航天局这一壮举震惊世界,但对于勇于求索的中国人来说,只是复制前人所做过的火星环绕和着陆还远远不够,只有让火星车在火星表面自由移动,探索别人未曾到达的地方,才有更多发现宇宙奥秘的可能。
例如,火星的形貌与地质构造是怎么样的?
哪里有水冰分布?
大气环境与表面气候如何?
……这些问题都等待着我们的探索与解答。
2021年5月19日,“祝融号”传回火星照片 / 中国国家航天局从《天问》到“天问一号”,岁月沧桑变迁,屈原在2000多年前发出的深沉叩问,或许很快就将得到新的答案。
但是,那种执着追问,探索真理的精神已被烙印在每个中国人的骨子里,成为人们不断超越自我,迈向新高度的不竭动力。
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在端午这样特殊的节日里,我们可以品尝粽子,同2000多年前的屈原一同遨游浩瀚宇宙,也可以开着星途揽月,劲擎驰骋,拥抱星辰大海。
[1] 宋亦箫, & 刘琴. (2016). 端午节俗起源新探. 中原文化研究(02), 55-60.[2] 干春松, &张晓芒. (2017). 中国文化常识. 中国友谊出版社.[3] 陈遵妫. (2006). 中国天文学史. 上海人民出版社.[4] IAU. (1970). Gazetteer of Planetary Nomenclature.[5] 范晔. (2007). 后汉书·张衡传. 中华书局.[6] 杜石然 , 范楚玉, 陈美东, 金秋鹏, 周世德, &曹婉如. 中国科学技术史稿(修订版). 北京大学出版社. [7] 卢苏.(2008).《灵宪》的天文学成就述论. 南京晓庄学院学报(03),102-106.[8] 吴国盛. (2015). 科学与礼学:希腊与中国的天文学. 北京大学学报(哲学社会科学版)(04), 134-140. [9] 钱学森智库办公室. (2020). 那段值得被铭记的历史——“东方红”一号卫星发射始末. 中国航天(04),8-15. [10] 新华社. (2020). 中国进入太空50年:“东方红一号”的无形力量.[11] CCTV. (2018). 《军工记忆Ⅰ》第一集 “东方红一号”人造卫星[视频].[12] 新华每日电讯. (2019). “东方红一号”功勋设计师,“无名却伟大”.[13] 本刊编辑部.(2020).光辉岁月:“东方红”一号老航天人对话录. 中国航天(05),52-56.[14] 中国科学报. (2021). 航天日忆航天:第一场胜利是如何来的.[15] 人民日报. (2020).这颗“星”,我们一追就是50年|东方红一号飞天记.[16] 央视新闻. (2020). 50年再回首:揭秘“东方红一号”里的中国故事.[17] 瞭望周刊. (2020). 载人航天:只有头部玩家才有资格玩.[18] 中国航天科技集团有限公司. (2021). 神舟介绍.[19] 新华社. (2021). 九天再迎“中国宫”——写在中国空间站天和核心舱发射成功之际. [20] 中国航天科技集团有限公司. (2021). 嫦娥介绍.[21] SPACE. (2021). A brief history of Mars missions.[22] Perminov, V. G. (1999). The difficult road to Mars: a brief history of Mars exploration in the Soviet Union.[23] NASA. (2021). Historical Log.[24] 中国新闻网. (2021). 走出“摇篮” 神器助力“天问一号”着陆火星.[25] 科技日报. (2021). 铭刻历史:红色火星首次有了中国印迹.

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