神舟飞船公众看点——神舟几号上真人?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 04:12:48



  我国载人航天工程第一步即载人飞船工程的最终目标就是要成功地实现载人飞行,那么“我国载人飞行的技术是否成熟?”“宇航员到底能不能安全上天并返回?”在长征二号己遥四火箭将神舟四号飞船成功发射升空后,这些问题再次成为各界普遍关注的焦点。
在载人飞船工程中,载人飞船系统是保证载人飞行可靠、安全的关键系统,神舟四号总指挥袁家军、总师戚发韧表示:载人工程第四次飞行试验是对神舟飞船系统设计的正确性及协调性、飞船系统工作性能、可靠性和安全性的再次考核;由于神舟四号飞船是无人状态下,考核最全面的一次飞行,也是检验飞船载人环境,获取航天员船上生活环境和航天员安全有关的数据的最佳时机。如果神舟四号飞船经受住了考验,我国实现载人飞行将指日可待。

神舟飞船创造的功勋
为了达到安全载人的目标,我国在四次神舟飞船飞行试验中,有计划、有步骤地进行了全面的技术检验,并在试验中发现问题、研究问题、解决问题。
1999年11月20日,在我国新建成的酒泉卫星发射中心,神舟一号飞船成功飞天,这标志着中国成为继俄罗斯、美国后,第三个掌握载人研制、发射、返回技术的国家。神舟一号飞船,是一艘试样飞船,主要考核的是飞船返回制动、防热技术、再入控制和防热、着陆技术等关键技术。在飞船的设计上以解决返回技术为基本原则,采用了最低的配置,并首次验证了载人工程总体设计方案的可行性。
2001年1月10日神舟二号飞船顺利发射升空。神舟二号飞船首次按载人飞行的实际轨道,完成了环绕地球108圈、飞行7天的任务后,轨道舱与返回舱分离,轨道舱继续留轨运行了半年,返回舱返回了地面。神舟二号飞船在完善了神舟一号飞船在舱内温度控制、系统配合等方面存在的不足的基础上,飞船的考核重点转移到环境控制、生命保障和应急救生两个分系统,同时还安装了宇航员的代谢装置、实现了留轨技术。
今年3月25日,神舟三号飞船成功发射并返回,按照载人需要安装了硬件配置,并完善了逃逸救生分系统。据神舟三号总指挥袁家军介绍,逃逸分系统技术的关键是要避免出现误逃、漏逃的情况,为此,这项分系统在地面就进行了多次的仿真试验。飞船上还安装了人体代谢检测仪器,检验了活动舱内压力内温度、空气成分等空间舱内大气环境控制能力。

  中国的神舟飞船已经发射了4次,和前三次一样,神舟四号仍然是不载人的试验型飞行,那么无人飞行试验要解决些什么问题呢?简单地说,要破解两大问号。一是长征二号F火箭可靠吗?能否把乘坐飞船的航天员安全送入太空轨道;二是神舟飞船保险吗?能否保证航天员在飞船内正常生活、工作和安全返回。
长征二号F火箭可靠吗?
  火箭不像电视机、电冰箱,坏了拿去修理一下还能用,火箭点火升空后,根本没有回头重来的机会。因此发射载人飞船的火箭必须确保万无一失。俄罗斯的联盟号火箭是世界上发射次数最多的火箭,从1963年底至2000年初,共飞行了991次。从1964年10月到2000年12月一共发射了89艘载人飞船,其中只有两次发生故障,发射成功率为98%;美国的航天飞机同样有着良好的安全记录,从1981年至今它飞行了100多次,只发生过一次挑战者号爆炸的灾难。
  中国发射神舟号飞船的长征二号F火箭,是一种推力足够大、可靠性、安全性极其好的运载火箭。它是在我国大型商业发射火箭长二捆(长征二号E)的基础上增加了逃逸系统和故障检测处理系统2个新系统组合而成的。火箭的芯级是发射率成功最高的,曾被航天总公司誉为“金牌火箭”的长征二号丙火箭。火箭全长58.34米,起飞质量479.8吨,运载能力能力为7.6吨,飞行在近地点飞行高度200公里、远地点飞行高度350公里的轨道上。长征二号F火箭从1992年开始研制,1999年11月首飞成功。在历时8年的研制过程中始终将可靠性、安全性放在首位。火箭上广泛采用了冗余设计,提高了元器件等级和筛选标准,结构设计提高了剩余强度系数,发动机也进行了提高可靠性的设计。火箭的可靠性指标从长二捆火箭的0.91提高到了0.97,使它成为目前国内可靠性指标最高的运载火箭。
  经过多次演练证实,长征二号F火箭为航天员的安全想绝了。比如,为火箭的控制系统配了备份,万一主系统出现故障,可以迅速切换到备份系统上保证火箭正常工作。火箭专家进行过统计,在全世界的火箭发射中,但凡火箭发生故障,故障点大多出在控制系统,所以为控制系统加上双保险应该不是多余的。
  再比如,火箭上增加了自动故障检测处理系统,这套系统可以在飞船待发射阶段和上升阶段自动进行故障检测,一旦有问题它会自动报警。假如航天员正在塔架上尚未进舱,他们可以就近跳进塔架上的逃逸布袋,布袋是用一种弹力很强的特殊帆布做的,航天员跳进去后用四肢的阻力来控制下降的速度,像乘软滑梯一样从上面一直滑到地下室的安全地区。假如航天员已经进舱,这套系统可以指挥火箭顶部的逃逸塔自动点火,把飞船返回舱拽离火箭,安全降落。
  此外,为保证航天员的安全,火箭还取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能,配备了逃逸系统,一旦出现意外,它可以随时启动。逃逸系统也叫逃逸塔,在飞船的顶部,塔高8米,从远处看像是火箭上的避雷针。它的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后160秒时间段内,也就是飞行高度在0公里至110公里时,万一火箭发生故障,它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离,并降落在安全地带,帮助飞船上的航天员脱离险境。逃逸塔内有10台发动机,从上至下为控制、分离、主逃逸和高空逃逸发动机,前三种负责39公里高度以下的逃逸工作,后一种在39~110公里高度内发挥作用。在神舟号飞船的首次飞行试验前,逃逸塔已进行过多次成功的飞行试验。
  到目前为止,长征二号F火箭已成功将3艘无人飞船准确可靠地送入预定轨道,其可靠稳定的飞行性能已经得到了初步的检验,为我国航天员安全可靠地进入太空提供了有力的保证。
神舟飞船保险吗?
  一切为了航天员的安全,中国的神舟飞船从设计的源头上就为航天员的安全考虑得十分周全,针对航天员可能遇到的不安全因素,飞船采取了四项周全的对策。
  周全一:太空卧室绝对防辐射。太空辐射是对航天员安全的最大威胁,神舟三号飞船返回舱里安装了舱内辐射计量包、辐射环境检测仪,它们的任务是探测飞船座舱里受到辐射污染的程度。在前几次的飞行中,座舱里放置了模拟航天员,他体重70公斤,与真正的航天员的体重差不多。在他宇航服左小腿的口袋里,装了一个剂量仪,用它来测量航天员“吃”了多少太空辐射,这些辐射对天航员的健康有何影响。飞船回收后,科学家对上述测量仪测量的数据进行了计算,发现仪器在太空环境里工作正常,飞船舱内受到的太空辐射剂量很小,对航天员的身体基本没有影响。与神舟3号相比,神舟4号的生命保障系统及相关的试验条件将更为完备,神舟4号飞船上仍装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,它可以模拟航天员在太空生活时的多种重要生理参数:脉搏、心跳、呼吸、饮食和排泄等,并随时受到地面指挥中心的监控。
  周全二:应急救生装置一应俱全。飞船上安装了自动和手动两套应急救生装置,无论是在宇宙航行中或是在返回时发生意外,船上的救生系统会自动启动,万一自动装置出现故障,船上的手动系统完全可以“抵挡”,航天员绝不会坐以待毙。飞船的返回舱也非常神奇,它返回地面后,即便不能马上被发现,舱内为航天员配备的救生物品,足以保证航天员在陆上生存48小时、海上生存24小时。返回舱里还有一套气囊,一旦落入水中,3吨重的返回舱也不会沉入水底,它会漂在水中,等待救援。
  周全三:特种太空椅抗冲击。飞船升空和返回阶段的加速度达到了4~5g,这时,航天员会感到自己的身体“重如泰山”,连挥挥手这样简单的动作都无力去做。而没有受过训练的普通人则会两眼失明、呼吸困难、四肢麻木、意识丧失,严重的会导致死亡。为了减少航天员的痛苦,飞船里为他们配备了特制的太空椅,坐在上面不像坐很像躺,躺姿还有点古怪,像胎儿在母亲的子宫里蜷曲的模样,因为这种姿势使人的脊椎可以承受较大的过载,而不致受到伤害。
  周全四:安全返回。安全返回是载人飞行的最后一环,也是载人航天活动成败的最终标志。当年加加林首次上天返回时,飞船总设计师科罗廖夫打电话向苏共中央主席赫鲁晓夫汇报:“降落伞已经打开,正在着陆,飞船正常。”而赫鲁晓夫却大声问道:“人还活着吗?在发信号吗?”足见载人飞船的返回难度揪人心弦。载人飞船返回时以极高的速度进入稠密的大气层,气动摩擦使返回舱周围的空气温度高达1000℃以上,飞船被熊熊大火团团包围,如果飞船没有防热措施,里面的航天员会被活活烧死。1961年11月29日,美国曾把一只名叫恩诺思的黑猩猩放进水星号飞船中进行试验,结果返回时舱内的温度高达40℃,黑猩猩被烤得死去活来。经过多次试验,科学家终于找到了三种较好的防热办法,一是辐射法,夏天人们爱穿浅色的衣服,因为浅色可以反光,减少热量吸收,飞船外面涂上银色的抗高温金属层就可以反射掉大部分热辐射。二是热沉法,飞船不可能把所有热辐射全部反射掉,那么就在涂层里使用一些耐热、导热的铍材料,让它们把飞船表面的余热全部吸过来传到热沉材料层去,帮飞船解热。三是烧蚀法,就是故意在飞船外面特别是飞船底部包上厚厚的可烧蚀的耐热材料,与大气摩擦时,耐热材料就会一层一层地烧蚀成炭,一层层地剥落。燃烧可以消耗大量的热能,这种“丢卒保车”的办法可以保证飞船的安全。中国的神舟号试验飞船在内蒙古中部地区安全返回后,历经大气严重烧蚀,底部被烧得发黑有股焦糊的味道,这就是烧蚀防热法发挥了作用。飞船里面放置的假人,搭载的纪念邮封、各类旗帜、植物种子、胚胎细胞等物品均完好无损就是最好的证明。当飞船返回下降到距地面15公里时,它所受到气动阻力等于它所的受的重力,下降速度在每秒200米左右,此时如不采取减速措施,飞船就会一头撞向地面摔碎。神舟号飞船上1200平米的降落伞试验非常成功,飞船的软着陆的功夫已经得到了充分的考验。按科学家的设计,飞船返回的落点偏差允许值一般为30公里。在前几次的试验中,两艘神舟飞船的返回精度已基本达到了设计指标。
  众所周知,载人航天非同儿戏,俄罗斯的航天员上天前,飞船的总设计师是要当面对他们的安全签字画押的,可见没有十分的把握决不能贸然升空。在加加林上天之前,前苏联一共进行了7次东方号无人飞船试验,其是5次发射成功,3次安全回收;美国在格伦上天之前则发射了8艘水星号无人飞船,6次发射并回收成功。这两个载人航天大国都走过了无人到载人的两部曲,中国的载人航天也需要走一个无人到载人的过程,神舟4 号一路顺风,其后的飞船载人升空应当是水到渠成的事。


  我国载人航天工程第一步即载人飞船工程的最终目标就是要成功地实现载人飞行,那么“我国载人飞行的技术是否成熟?”“宇航员到底能不能安全上天并返回?”在长征二号己遥四火箭将神舟四号飞船成功发射升空后,这些问题再次成为各界普遍关注的焦点。
在载人飞船工程中,载人飞船系统是保证载人飞行可靠、安全的关键系统,神舟四号总指挥袁家军、总师戚发韧表示:载人工程第四次飞行试验是对神舟飞船系统设计的正确性及协调性、飞船系统工作性能、可靠性和安全性的再次考核;由于神舟四号飞船是无人状态下,考核最全面的一次飞行,也是检验飞船载人环境,获取航天员船上生活环境和航天员安全有关的数据的最佳时机。如果神舟四号飞船经受住了考验,我国实现载人飞行将指日可待。

神舟飞船创造的功勋
为了达到安全载人的目标,我国在四次神舟飞船飞行试验中,有计划、有步骤地进行了全面的技术检验,并在试验中发现问题、研究问题、解决问题。
1999年11月20日,在我国新建成的酒泉卫星发射中心,神舟一号飞船成功飞天,这标志着中国成为继俄罗斯、美国后,第三个掌握载人研制、发射、返回技术的国家。神舟一号飞船,是一艘试样飞船,主要考核的是飞船返回制动、防热技术、再入控制和防热、着陆技术等关键技术。在飞船的设计上以解决返回技术为基本原则,采用了最低的配置,并首次验证了载人工程总体设计方案的可行性。
2001年1月10日神舟二号飞船顺利发射升空。神舟二号飞船首次按载人飞行的实际轨道,完成了环绕地球108圈、飞行7天的任务后,轨道舱与返回舱分离,轨道舱继续留轨运行了半年,返回舱返回了地面。神舟二号飞船在完善了神舟一号飞船在舱内温度控制、系统配合等方面存在的不足的基础上,飞船的考核重点转移到环境控制、生命保障和应急救生两个分系统,同时还安装了宇航员的代谢装置、实现了留轨技术。
今年3月25日,神舟三号飞船成功发射并返回,按照载人需要安装了硬件配置,并完善了逃逸救生分系统。据神舟三号总指挥袁家军介绍,逃逸分系统技术的关键是要避免出现误逃、漏逃的情况,为此,这项分系统在地面就进行了多次的仿真试验。飞船上还安装了人体代谢检测仪器,检验了活动舱内压力内温度、空气成分等空间舱内大气环境控制能力。

  中国的神舟飞船已经发射了4次,和前三次一样,神舟四号仍然是不载人的试验型飞行,那么无人飞行试验要解决些什么问题呢?简单地说,要破解两大问号。一是长征二号F火箭可靠吗?能否把乘坐飞船的航天员安全送入太空轨道;二是神舟飞船保险吗?能否保证航天员在飞船内正常生活、工作和安全返回。
长征二号F火箭可靠吗?
  火箭不像电视机、电冰箱,坏了拿去修理一下还能用,火箭点火升空后,根本没有回头重来的机会。因此发射载人飞船的火箭必须确保万无一失。俄罗斯的联盟号火箭是世界上发射次数最多的火箭,从1963年底至2000年初,共飞行了991次。从1964年10月到2000年12月一共发射了89艘载人飞船,其中只有两次发生故障,发射成功率为98%;美国的航天飞机同样有着良好的安全记录,从1981年至今它飞行了100多次,只发生过一次挑战者号爆炸的灾难。
  中国发射神舟号飞船的长征二号F火箭,是一种推力足够大、可靠性、安全性极其好的运载火箭。它是在我国大型商业发射火箭长二捆(长征二号E)的基础上增加了逃逸系统和故障检测处理系统2个新系统组合而成的。火箭的芯级是发射率成功最高的,曾被航天总公司誉为“金牌火箭”的长征二号丙火箭。火箭全长58.34米,起飞质量479.8吨,运载能力能力为7.6吨,飞行在近地点飞行高度200公里、远地点飞行高度350公里的轨道上。长征二号F火箭从1992年开始研制,1999年11月首飞成功。在历时8年的研制过程中始终将可靠性、安全性放在首位。火箭上广泛采用了冗余设计,提高了元器件等级和筛选标准,结构设计提高了剩余强度系数,发动机也进行了提高可靠性的设计。火箭的可靠性指标从长二捆火箭的0.91提高到了0.97,使它成为目前国内可靠性指标最高的运载火箭。
  经过多次演练证实,长征二号F火箭为航天员的安全想绝了。比如,为火箭的控制系统配了备份,万一主系统出现故障,可以迅速切换到备份系统上保证火箭正常工作。火箭专家进行过统计,在全世界的火箭发射中,但凡火箭发生故障,故障点大多出在控制系统,所以为控制系统加上双保险应该不是多余的。
  再比如,火箭上增加了自动故障检测处理系统,这套系统可以在飞船待发射阶段和上升阶段自动进行故障检测,一旦有问题它会自动报警。假如航天员正在塔架上尚未进舱,他们可以就近跳进塔架上的逃逸布袋,布袋是用一种弹力很强的特殊帆布做的,航天员跳进去后用四肢的阻力来控制下降的速度,像乘软滑梯一样从上面一直滑到地下室的安全地区。假如航天员已经进舱,这套系统可以指挥火箭顶部的逃逸塔自动点火,把飞船返回舱拽离火箭,安全降落。
  此外,为保证航天员的安全,火箭还取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能,配备了逃逸系统,一旦出现意外,它可以随时启动。逃逸系统也叫逃逸塔,在飞船的顶部,塔高8米,从远处看像是火箭上的避雷针。它的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后160秒时间段内,也就是飞行高度在0公里至110公里时,万一火箭发生故障,它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离,并降落在安全地带,帮助飞船上的航天员脱离险境。逃逸塔内有10台发动机,从上至下为控制、分离、主逃逸和高空逃逸发动机,前三种负责39公里高度以下的逃逸工作,后一种在39~110公里高度内发挥作用。在神舟号飞船的首次飞行试验前,逃逸塔已进行过多次成功的飞行试验。
  到目前为止,长征二号F火箭已成功将3艘无人飞船准确可靠地送入预定轨道,其可靠稳定的飞行性能已经得到了初步的检验,为我国航天员安全可靠地进入太空提供了有力的保证。
神舟飞船保险吗?
  一切为了航天员的安全,中国的神舟飞船从设计的源头上就为航天员的安全考虑得十分周全,针对航天员可能遇到的不安全因素,飞船采取了四项周全的对策。
  周全一:太空卧室绝对防辐射。太空辐射是对航天员安全的最大威胁,神舟三号飞船返回舱里安装了舱内辐射计量包、辐射环境检测仪,它们的任务是探测飞船座舱里受到辐射污染的程度。在前几次的飞行中,座舱里放置了模拟航天员,他体重70公斤,与真正的航天员的体重差不多。在他宇航服左小腿的口袋里,装了一个剂量仪,用它来测量航天员“吃”了多少太空辐射,这些辐射对天航员的健康有何影响。飞船回收后,科学家对上述测量仪测量的数据进行了计算,发现仪器在太空环境里工作正常,飞船舱内受到的太空辐射剂量很小,对航天员的身体基本没有影响。与神舟3号相比,神舟4号的生命保障系统及相关的试验条件将更为完备,神舟4号飞船上仍装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,它可以模拟航天员在太空生活时的多种重要生理参数:脉搏、心跳、呼吸、饮食和排泄等,并随时受到地面指挥中心的监控。
  周全二:应急救生装置一应俱全。飞船上安装了自动和手动两套应急救生装置,无论是在宇宙航行中或是在返回时发生意外,船上的救生系统会自动启动,万一自动装置出现故障,船上的手动系统完全可以“抵挡”,航天员绝不会坐以待毙。飞船的返回舱也非常神奇,它返回地面后,即便不能马上被发现,舱内为航天员配备的救生物品,足以保证航天员在陆上生存48小时、海上生存24小时。返回舱里还有一套气囊,一旦落入水中,3吨重的返回舱也不会沉入水底,它会漂在水中,等待救援。
  周全三:特种太空椅抗冲击。飞船升空和返回阶段的加速度达到了4~5g,这时,航天员会感到自己的身体“重如泰山”,连挥挥手这样简单的动作都无力去做。而没有受过训练的普通人则会两眼失明、呼吸困难、四肢麻木、意识丧失,严重的会导致死亡。为了减少航天员的痛苦,飞船里为他们配备了特制的太空椅,坐在上面不像坐很像躺,躺姿还有点古怪,像胎儿在母亲的子宫里蜷曲的模样,因为这种姿势使人的脊椎可以承受较大的过载,而不致受到伤害。
  周全四:安全返回。安全返回是载人飞行的最后一环,也是载人航天活动成败的最终标志。当年加加林首次上天返回时,飞船总设计师科罗廖夫打电话向苏共中央主席赫鲁晓夫汇报:“降落伞已经打开,正在着陆,飞船正常。”而赫鲁晓夫却大声问道:“人还活着吗?在发信号吗?”足见载人飞船的返回难度揪人心弦。载人飞船返回时以极高的速度进入稠密的大气层,气动摩擦使返回舱周围的空气温度高达1000℃以上,飞船被熊熊大火团团包围,如果飞船没有防热措施,里面的航天员会被活活烧死。1961年11月29日,美国曾把一只名叫恩诺思的黑猩猩放进水星号飞船中进行试验,结果返回时舱内的温度高达40℃,黑猩猩被烤得死去活来。经过多次试验,科学家终于找到了三种较好的防热办法,一是辐射法,夏天人们爱穿浅色的衣服,因为浅色可以反光,减少热量吸收,飞船外面涂上银色的抗高温金属层就可以反射掉大部分热辐射。二是热沉法,飞船不可能把所有热辐射全部反射掉,那么就在涂层里使用一些耐热、导热的铍材料,让它们把飞船表面的余热全部吸过来传到热沉材料层去,帮飞船解热。三是烧蚀法,就是故意在飞船外面特别是飞船底部包上厚厚的可烧蚀的耐热材料,与大气摩擦时,耐热材料就会一层一层地烧蚀成炭,一层层地剥落。燃烧可以消耗大量的热能,这种“丢卒保车”的办法可以保证飞船的安全。中国的神舟号试验飞船在内蒙古中部地区安全返回后,历经大气严重烧蚀,底部被烧得发黑有股焦糊的味道,这就是烧蚀防热法发挥了作用。飞船里面放置的假人,搭载的纪念邮封、各类旗帜、植物种子、胚胎细胞等物品均完好无损就是最好的证明。当飞船返回下降到距地面15公里时,它所受到气动阻力等于它所的受的重力,下降速度在每秒200米左右,此时如不采取减速措施,飞船就会一头撞向地面摔碎。神舟号飞船上1200平米的降落伞试验非常成功,飞船的软着陆的功夫已经得到了充分的考验。按科学家的设计,飞船返回的落点偏差允许值一般为30公里。在前几次的试验中,两艘神舟飞船的返回精度已基本达到了设计指标。
  众所周知,载人航天非同儿戏,俄罗斯的航天员上天前,飞船的总设计师是要当面对他们的安全签字画押的,可见没有十分的把握决不能贸然升空。在加加林上天之前,前苏联一共进行了7次东方号无人飞船试验,其是5次发射成功,3次安全回收;美国在格伦上天之前则发射了8艘水星号无人飞船,6次发射并回收成功。这两个载人航天大国都走过了无人到载人的两部曲,中国的载人航天也需要走一个无人到载人的过程,神舟4 号一路顺风,其后的飞船载人升空应当是水到渠成的事。