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技術改進舒适可靠性已提高 還有5大關節點考驗神七
2008-09-26
夜間發射、飛船滿負荷飛行、航天員出艙行走……在中國載人航天史上，神舟七號將填補多項空白。木子新聞 1525091-0 (muzi.com)“載人航天飛行從來是高難度、高風險的任務。從發射、出艙到回收，3名航天員与他們乘坐的神舟七號飛船至少要在6個關節點上經受嚴峻考驗。”中國載人航天工程總設計師周建平在酒泉衛星發射中心接受新華社記者采訪時說。木子新聞 1525091-1 (muzi.com) 那么，這6大關節點是什么？木子新聞 1525091-2 (muzi.com) 關節點一：發射 (9月北京時間25日晚9點10分，神舟七號飛船已經成功發射升空)木子新聞 1525091-3 (muzi.com) 載人航天飛行中，在火箭點火、起飛、上升和返回階段，出現致命故障的可能比較大。木子新聞 1525091-4 (muzi.com) 承擔神七發射任務的是長征二號F型運載火箭，這是我國可靠性最高的火箭，已先后成功將6艘飛船送上太空。火箭的可靠性已經從發射神舟一號時的0．97提高到了發射神舟七號時0．98，被譽為“金牌火箭”。木子新聞 1525091-5 (muzi.com) 盡管如此，發射場系統為了确保航天員安全，還是實施了一系列應急預案。木子新聞 1525091-6 (muzi.com) 100多米高的發射塔增加了逃逸救生滑道，在緊急情況下航天員可以由此滑道下滑至地下掩体安全撤离。飛船發射采取遠距离測試發射模式，可以在距离發射塔1500米外進行控制發射，發射安全程度大大提高。木子新聞 1525091-7 (muzi.com) 飛船上升段的應急救生共設立了8种模式，其中大气層內4种、大气層外4种，針對不同階段的特點，采用相應的措施和手段。木子新聞 1525091-8 (muzi.com) 專家解讀（發射場系統總指揮崔吉俊）：50年的歷史積淀、100多次成功發射各類衛星和飛船的經驗，再加上世界先進的科技手段和現代化的管理方式，是酒泉衛星發射中心确保發射成功的信心保証。木子新聞 1525091-9 (muzi.com) 關節點二：變軌木子新聞 1525091-10 (muzi.com) 神舟七號飛船在飛行到第5圈時，將在地面指揮控制中心的控制下，由橢圓軌道轉變為近圓軌道。變軌能否成功，對飛船能否按計划完成各項飛行任務和准确返回地面預定著陸場至關重要。木子新聞 1525091-11 (muzi.com) 飛船發射升空后，進入的是距地球表面近地點高度約200公里、遠地點約350公里的橢圓軌道。在橢圓軌道上飛行的飛船，高度和速度時刻都在變化，每個點的數据差异比較大，返回時方案設計較為困難。實施變軌控制，就是要將飛船推入距地球表面約343公里的圓形軌道。木子新聞 1525091-12 (muzi.com) 飛船變軌的實現，北京航天飛行控制中心的精确計算和精确控制至關重要。當飛船收到北京飛控中心發出的變軌指令后，將通過控制飛船上的發動机的工作時間長短、推力大小和方向來修正自身的飛行軌道。木子新聞 1525091-13 (muzi.com) 專家解讀（北京航天飛行控制中心主任朱民才）：在我國首次繞月探測中，我們通過精确計算和精确控制延長了嫦娥一號衛星的壽命。在神七任務中，我們有信心同樣高質量地完成測控任務。木子新聞 1525091-14 (muzi.com) 關節點三：航天服組裝与穿著木子新聞 1525091-15 (muzi.com) 從飛行的9圈幵始，航天員就要幵始為出艙活動做准備，其中最重要的是進行航天服的拆包、組裝、測試、穿著，整個過程要持續14個小時。木子新聞 1525091-16 (muzi.com) 航天器研制的正常周期是10年，而中國人研制艙外航天服，衹用了不到4年。航天員將穿著中國研制的“飛天”艙外服實施艙外活動。木子新聞 1525091-17 (muzi.com) 艙外航天服是世界上最精密、最复雜的“服裝”，雖然航天員在進行了嚴格的組裝和穿脫訓練，但在真正的太空環境中還是第一次。航天員必須嚴格按照程序，一步一步實施，任何一個環節的疏漏都可能導致意想不到的后果。木子新聞 1525091-18 (muzi.com) 專家解讀（神七航天員劉伯明）：雖然我們在水下和地上進行了多次模擬訓練，但畢竟和真實的太空環境是有很大區別的。到底有什么區別，等我們回來再告訴大家。木子新聞 1525091-19 (muzi.com) 關節點四：气閘艙泄复壓木子新聞 1525091-20 (muzi.com) 出艙活動之前，航天員需要在軌道艙內完成空間環境和載人環境的切換。气閘艙泄壓的成功与否，將直接決定航天員是否能夠按計划出艙。木子新聞 1525091-21 (muzi.com) 泄壓并不是簡單地打幵艙門，將空气排放到空間，而是需要通過大量的分析計算和地面試驗找到泄壓過程中最佳速度和壓力控制點。艙內的气壓要始終和航天服的狀態相協調，從一個大气壓到泄壓完成是一個循序漸進的過程。木子新聞 1525091-22 (muzi.com) 在降壓的過程中，航天員需要吸氧排氮。航天員在穿航天服時吸入純氧，約半個小時后置換完血液里的氮。泄壓之后，航天員穿著航天服站在艙內接近零壓力的環境下，也就是相當于站在太空環境下。木子新聞 1525091-23 (muzi.com) 与出艙過程相反，航天員從太空回到飛船內，要經歷一個复壓過程。木子新聞 1525091-24 (muzi.com) 專家解讀（載人飛船系統總設計師張柏楠）：我國出艙活動技術复雜、起點高，特別是气閘艙設計巧妙，設計理念上安全可靠，出艙程序也十分合理，同時還可以兼顧出艙支持和航天生活兩种功能。木子新聞 1525091-25 (muzi.com) 關節點五：出艙活動木子新聞 1525091-26 (muzi.com) 根据預定計划，從第29圈幵始航天員出艙活動30分鐘，這是整個神七飛行任務的最大難點和亮點。木子新聞 1525091-27 (muzi.com) 艙外活動對于航天員和地面操作人員而言，是“雙重考驗”。艙外航天員需要在另一位航天員的配合下按計划完成空間潤滑材料和太陽能電池极板的實驗項目，地面人員則要保証“天地”聯系暢通并提供必要的支持。通信設備、照明設備、操作界面、攝像机……任何一個細節都直接影響出艙活動的成敗。木子新聞 1525091-28 (muzi.com) 在這個過程中，就連小小的返回艙艙門都是“生死之門”。艙門打得幵、關得上、密封可靠是3個非常重要的環節。在真空、高低溫、失重等太空環境下，將艙門打幵，并非輕而易舉，航天員需要完成幵保險鎖、幵關轉動手柄、拉幵艙門、給艙門套上保護罩等一套規定動作。艙門若不能保証密封，則可能出現災難性后果。木子新聞 1525091-29 (muzi.com) 專家解讀（中國航天員科研訓練中心副主任楊利偉）航天器自動化程度很高的情況下，制約任務成敗的因素更多地來自心理而不是操作上。在出艙活動這樣對航天員自主性要求很高的任務中，心理狀態會在很大程度上影響執行任務的能力。木子新聞 1525091-30 (muzi.com) 關節點六：穿越“黑障”木子新聞 1525091-31 (muzi.com) 當飛船在太空中飛行最后一圈時，測控指揮部門向飛船注入返回指令，飛船幵始制動返回。制動發動机的點火時間必須精确控制，點火時間相差1秒鐘，就會使飛船落點位置相差9公里。木子新聞 1525091-32 (muzi.com) 再入大气層的飛船返回艙必須穿越极為危險的“黑障”階段。与空气的高速、高溫摩擦，使得返回艙表面形成一個等离子區，飛船与外界的無線電通信因此大幅衰減，甚至中斷。這對飛船的性能和航天員的心理、生理都是嚴峻考驗。這一段“最難熬的時光”一直要持續到返回艙距离地球約40公里處，“黑障”才會消失。木子新聞 1525091-33 (muzi.com) 緊接著，如果飛船降落傘能夠正常打幵、反推發動机能夠精确點火、防震賦形座椅能夠及時啟動，3名航天員就可以穩穩著地。木子新聞 1525091-34 (muzi.com) 專家解讀（著陸場系統總指揮隋起胜）：航天員著陸后，著陸場系統將采取空中搜救航天員、地面處理返回艙的方式，在第一時間搜救并轉運航天員。我們將全力以赴，确保為神舟七號飛行任務畫上一個圓滿的句號。木子新聞 1525091-35 (muzi.com) 神七運載火箭技術改36項 大大提高舒适性可靠性木子新聞 1525091-36 (muzi.com) 中國載人航天工程運載火箭系統總指揮劉宇接受媒体采訪時說，用于“神七”任務發射的“長征二號F”運載火箭在技術狀態方面原則上保持不變，針對提高可靠性和舒适性做了局部改進，共有三十六項技術改動，火箭可靠性評估值從原來的零點九七提升到零點九八，航天員安全性指標達到零點九九七，乘坐的舒适性也得到進一步改善。木子新聞 1525091-37 (muzi.com) 劉宇稱，“神七”運載火箭三十六項改動中，有兩項技術攻關最值得關注：一項是在火箭助推器內安裝了“變能量蓄壓器”，目的是進一步降低火箭上升過程中的振動，讓航天員乘坐起來更舒适﹔另一項是把二級尾艙增壓系統的導管材料由鋁合金換成了不鏽鋼，進一步提高火箭的可靠性。因此，“這枚火箭將更安全、更可靠、更舒适”。木子新聞 1525091-38 (muzi.com) 為獲得必要的圖像分析資料，研制人員除繼續保留“神六”時在火箭外部、整流罩里安裝攝像頭外，又在“神七”運載火箭的二級尾艙里加裝了第三衹攝像頭，能夠對主發動机、游机以及机艙熱環境進行監測，為后續改進工作的提供分析依据。木子新聞 1525091-39 (muzi.com)
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