关于神舟七号飞天的资料
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发布时间:2022-04-26 05:43
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时间:2022-06-24 07:39
【7大系统】
《1》航天员系统
航天员是怎样炼成的?
驾车在北京八达岭高速路北安河出口向西一拐,进入北清路,行驶约10分钟后,可以看到路左侧一个银色的金属标志——“中国北京航天城”。在这个名叫唐家岭的小村庄里,占地约3500亩的航天城戒备森严。中国航天员科研训练中心就设在这里。
神七航天员翟志刚、景海鹏、刘伯明中国航天员科研训练中心的前身是创立于1968年4月1日的宇宙医学及工程研究所,2005年9月30日更名为中国航天员科研训练中心,成为继俄罗斯加加林训练中心、美国休斯顿航天中心之后,世界上第三个航天员科研训练中心,被誉为“中国航天员成长的摇篮”。
据称,“神七”是在总结“神五”、“神六”航天员选拔经验的基础上,根据每名航天员在乘组中的不同分工,依据个人特点进行的科学选择,完全遵循“科学、公正、客观、合理”的原则。航天专家介绍说,“神七”航天员是经过5级筛选才脱颖而出的,可谓“两百里挑一”。
神舟七号太空船3名正选太空人包括入选过神五及神六计划的翟志刚、以及2名也曾经入选过神六的队友刘伯明与景海鹏。当中最有可能执行出舱任务的是翟志刚,第一备选是刘伯明。42岁的翟志刚是黑龙江齐齐哈尔市龙江县人,1985年加入空军,有超过1000小时的安全飞行纪录。
飞天号航天服中国造
神舟七号准备了两套航天服,一套是俄罗斯海鹰“飞天”舱外航天服号航天服,一套是中国自主研究的飞天号航天服。飞天号航天服接口各方面都是按照中国的模式来做的。飞天号是我们的自主知识产权,以后航天员出舱可能依赖我们自主的航天服,而不是俄罗斯的航天服。这次外出行走的航天服将是我们的航天服。
《2》飞船应用系统
飞船应用系统
飞船应用系统是一个实用性的系统,它与人们的生活、环境息息相关。飞船应用系统的主要任务是利用载人飞船的空间实验支持能力,开展对地观测、环境监测,进行材料科学、生命科学、空间天文、流体科学等实验,安装有多项任务的上百种有效载荷和应用设备,飞船试验阶段的应用属试验性质,实验内容非常广泛,研究成果将广泛用于医药发展、食品保健、防治疑难病症以及工业、农业等各行业之中。载人飞船系统采用由轨道舱、返回舱和推进舱组成的三舱、两对太阳电池帆板构型和升力控制返回、圆顶降落伞回收方案。其中轨道舱位于飞船的前部,装有船上各分系统为飞船自主飞行和留轨飞行工作所需的设备及有效载荷。
飞船应用系统成功为气象预测服务
从1992年以来,应用系统完成了近200台全新有效载荷的研制,共200多台次有效载荷设备分别参加了“神舟”一号至“神舟”五号飞船的发射和在轨试验,取得了*成功;地面应用中心的接收、预处理、监控管理等系统全部无故障运行。建成了系统集成测试平台、有效载荷应用中心和空间环境预报中心,开展了67个课题的科学研究,创造了100多项具有自主知识产权的新技术、新方法,取得了丰硕的科技成果。
在对地观测方面,应用系统为我国成功地研制出中分辨率成像光谱仪、多模态微波遥感器、地球辐射收支仪、太阳紫外光谱监视器、太阳常数监测器等一批先进空间遥感器。其中,“神舟”三号中分辨率成像光谱仪,是继美国1999年发射MODIS之后进入空间的第二台中分辨率成像光谱仪,图像质量清晰,光谱分辨率好,应用部门已利用这些成果开展试验性应用研究,对其评价认为:“这标志着我国可见光和近红外遥感上了一个新的台阶,我国可见光和近红外遥感技术已跨入美国和欧共体等国际上先进行列”;“神舟”四号多模态微波遥感器,在轨运行取得大量具有应用价值的科学数据,一举试验成功微波辐射计、微波高度计和微波散射计,是我国空间遥感技术的重要突破;配合微波高度计的飞船精密定轨,达到我国低轨道空间飞行器全球定轨的最高精度;卷云探测仪具有探测大面积卷云和薄卷云的能力,结果超出预期,受到用户的高度评价;为我国首次实现对全球环境重要参数绝对量的探测,对太阳和地—气紫外、太阳常数和地球辐射收支状态等进行了系统监测,观测成果达到国际水平。
在空间生命及微重力科学领域,研制了一批先进的实验装置,进行了数十项空间实验。其中微重力液滴热毛细迁移的空间实验和理论研究,达到国际领先水平;空间细胞培养、细胞电融合、蛋白质结晶、空间生物效应和空间连续自由流电泳,以及在空间微重力条件下进行的金属合金、氧化物晶体、半导体光电子材料的生长实验,也取得了丰硕的科学成果,部分已经达到国际先进水平。
在空间天文方面,在国内率先对宇宙及太阳的高能暴发现象进行空间观测,取得了γ射线暴探测研究的重要成果。载人航天工程一期空间科学计划的成功,使我国掌握了空间科学实验的重要关键技术,空间科学实验和探测水平跨上了一个新台阶。作为载人航天安全保障而安排的空间环境监测及预报研究,获取了大量有价值的飞船轨道空间环境参数,准确预报了对飞船发射有危害的流星暴事件和其他灾害性空间环境状态,保障了飞船和航天员的安全,建立了空间环境预报中心,有力地推动了我国空间环境预报保障体系的建设和发展,同时促进了相关学科的研究水平。
《3》载人飞船系统
载人飞船构造:
1,轨道舱呈圆桶形状,是航天员工作、生活和休息的地方。轨道舱调整了舱内布局设计以便安装应用系统设备及航天员食品和饮用水装置。轨道舱的后端底部设有舱门,航天员通过这个舱门可以进入返回舱。轨道舱外部两侧装有两个像鸟儿翅膀一样的太阳电池翼,轨道舱所需要的电能就是由这两个电池翼提供的。
2,返回舱是载人飞船唯一返回地球的舱段,飞船起飞、上升到入轨及返回着陆时,航天员都在返回舱内。神舟六号的返回舱形状像钟,其舱门与轨道舱相连,航天员通过这个舱门,可以进入轨道舱。返回舱是飞船的指挥控制中心,舱内安装了航天员的座椅。飞船在起飞、上升和返回地面时,航天员躺在座椅上的。返回舱内还安装了飞行中需要航天员监视和操作的仪器设备,航天员通过这些仪表可以随时判断、了解飞船的工作情况,还可以在必要时人工干预飞船的系统和设备的工作。
3,推进舱形状也是圆柱形的,舱内安装推进系统发动机和推进剂,其使命是为飞船提供姿态高速和进行轨道维持所需的动力,飞船电源、环境控制和通信等系统的一部分设备也安装在这里。推进舱外部两侧也安装了两个太阳电池翼,为飞船提供所需的电能。
载人飞船的轨道舱和返回舱都是密封的舱段,舱内与外界完全隔绝,内部安装的环境和生命保障系统,将为航天员提供一个与地球环境一样的舒适生活环境。另外,还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口,一个用于航天员观察窗外的情景,另一个供航天员操作光学瞄准镜观察地面驾驶飞船。
《4》运载火箭系统
神舟七号将使用长征2F火箭进入太空。目前火箭已经抵达发射基地。专家一致认为,火箭功能及性能满足工程总体和飞行任务要求;产品技术状态受控,研制质量良好,出现的质量问题已经全部归零或有不影响飞行任务的明确结论;完成了规定的可靠性安全性项目试验,各项准备工作满足载人航天飞行产品出厂放行准则的要求。
长征2F火箭整装待发
长征2F运载火箭主要技术指标:
火箭的可靠性为0.97,安全性为0.997:0.97的可靠性就是说100次发射里,只有3次火箭可能出现问题;0.997的安全性是指火箭出现1000次问题里,可能有3次会危及航天员的生命安全。这是载人火箭的特性。一般的商用火箭可靠性为0.91到0.93,没有安全性要求。
火箭起飞重量为479吨:火箭加上飞船重量约44吨,其它的都是液体推进剂。因此,火箭的90%都是液体,比人体含水量还大。水通常占人体的60%到70%。
飞船重量为8吨多,占船箭组合体起飞重量的六十二分之一:要把一公斤的东西送入轨道,就得消耗62公斤的火箭。神舟六号飞船比神舟五号在重量上有所增加,因此发射神六的火箭也重了不少。
火箭芯级直径为3.35米:古罗马人使用两匹马拉的车,车轮在石板路上磨出两道沟。由于车轮宽窄不一样,路上留下了不同宽窄的沟。后来他们想把轮距统一起来,就把两匹并排的马*当成标准,即1.435米,后来英国人修铁路也把铁轨轨距定为1.435米,并被各国沿用。按照这个轨距修建的铁路,能够运输的货物最宽为3.72米,去掉车厢外壳,只剩下3.35米。因此,用标准铁路进行运输的火箭最大直径只能达到3.35米。
火箭入轨点速度为每秒7.5公里:这个速度是音速的22倍。我们通常说的“十里长街”,是指北京建国门至复兴门的距离,长6.7公里。每秒7.5公里的速度,相当于1秒钟内从长安街东头跑到西头。
火箭轨道近地200公里,远地350公里:地球半径6400公里,火箭轨道与地球的距离,仅为地球半径的几十分之一。如果站在地球外面看,飞船就像贴着地面在飞行。
《5》发射场系统
载人航天发射场的基本任务是,为运载火箭、飞船、有效载荷提供满足技术要求的转载、总装、测试及运输设施;为航天员提供发射前的生活、医监、医保和训练设施;为载人飞船发射提供全套地面设施;组织、指挥、实施载人飞船的测试、发射及飞行上升段的指挥、调度、监控、显示和通信;组织、指挥、实施待发段和上升段的应急救生;完成运载火箭上升段的跟踪测量和安全控制;为航天指挥控制中心提供有关参数和图像;提供载人航天发射区的后勤服务保障。
酒泉发射场建在戈壁沙漠的绿洲上,西依山,东临河,是当年聂荣臻元帅亲自挑选的一块风水宝地。至今,一提起酒泉卫星发射中心,许多人都会以是在酒泉。其实酒泉发射中心位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗境内,这里距离酒泉还有210公里。当时以“酒泉”命名,一是因为当时各国导弹卫星发射场起名时均避开真实地址,二是发射场地处茫漠戈壁,很难选一个有知名度的地名,而酒泉是与发射中心距离最近,且在历史上是有名的城市。
酒泉卫星发射中心又称“东风航天城”,是中国科学卫星、技术试验卫星和运载火箭的发射试验基地之一,是中国创建最早、规模最大的综合型导弹、卫星发射中心,也是中国目前唯一的载人航天发射场。随着任务的变化,发射场在神七任务中不仅要为舱外航天服提供测试环境和技术保障,还要重新制定测试和发射流程,把舱外航天服与飞船的联试、舱外航天服与火箭的联试等纳入测试流程。
《6》测控通信系统
在“神舟”飞船七大系统中,测控与通信至关重要。打个比方,航天器好比是风筝,测控站和分布在三大洋的远洋测量船就是牵住风筝的那一根线,地面的控制系统就像放风筝的人,测控与通信总体方案设计水平的高低,直接关系着载人航天工程的成败。
、 当运载火箭发射和载人飞船上天飞行以及返回时,需要靠测控通信系统保持天地之间的经常性联系,完成飞船遥测参数和电视图像的接收处理,对飞船运行和轨道舱留轨工作的测控管理。这个测控通信系统由北京航天指挥控制中心、陆上地面测控站和海上远望号远洋航天测量船队组成,执行飞船轨道测量、遥控、遥测、火箭安全控制,航天员逃逸控制任务额。
我国航天器测控系统已经形成了以西安卫星测控中心为中枢,以十多个固定台站、活动测控站和远望号测量船为骨干的现代化综合测控网。在载人航天工程中,我国的飞船测控系统使用了统一S波段系统,通过同一套发射机和天线系统、接收设备发送或接收遥测和遥控信号以及话音和电视信号。探月的号角吹响后,我国的航天测控网又开始建设探月测控系统,月球探测二期工程将建设35米口径天线深空测控网,提高我国深空测控的能力。未来我国还将进一步加强深空测控领域的国际合作。
飞行任务:
这次飞行任务的主要目的是,实施我国航天员首次空间出舱活动,突破和掌握出舱活动相关技术,同时开展卫星伴飞、卫星数据中继等空间科学和技术试验。飞船运行期间,1名航天员着我国研制的“飞天”舱外航天服出舱进行舱外活动,回收在舱外装载的试验样品装置。
按计划,神舟飞船将从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场发射升空,运行在高度约343公里的近圆轨道。
航天员出舱活动完成后,飞船将释放一颗伴随卫星。还将进行“天链一号”卫星数据中继试验。
神舟七号飞船完成预定飞行任务后,将返回内蒙古中部地区的主着陆场。
《7》着陆场系统
飞船着陆场系统是指担负对飞船再入轨迹的捕获、跟踪和测量,搜索并回收返回舱,以及对航天员出舱后进行医监医保、医疗救护和紧急后送等相关分系统的总称。
着陆场是我国载人航天工程新增加的一个系统。着陆场系统的主要任务是:飞船在太空飞行后,从返回舱再入大气层开始,利用先进的无线电测量系统,对目标进行捕捉、分析和落点预报,然后组织迅速*近返回舱,并且对返回舱进行处置,且将其安全运回基地。着陆场系统还包括:飞船上升段陆上和海上应急返回搜救分系统,在海上救生区部署了专门的打捞救生船和直升机,配备了能在复杂海况下打捞漂浮在海面上的返回舱的设备。
要让在300多千米高空飞行的飞船准确降落在旋转着的地球上的预定地点,肯定不是一件简单的事情,它需要多种技术保障,要有非常可靠的控制系统、跟踪系统和安全的着陆场系统。前苏联曾有一次飞船返回时,因控制系统发生偏差,飞船偏离预定着陆点1000多千米。结果当飞船降落到距地面一定高时,3名宇航员从飞船弹射出来后(那时是乘降落伞着地,不是乘飞船直接着地),有两个宇航员落地了,还有一个宇航员掉到了森林里。由于直升机无法在森林着陆,只得专门派伐木工人紧急赶至现场,开辟一个停机坪,让直升机降落才把人救走。当时天气很冷,航天员在森林里冻了一天一夜,差点冻死。所以除了对飞船的控制、跟踪技术非常重要外,飞船着陆场地的选择和建设也是非常有讲究的。
当然,飞船的着陆场不是像跳伞员降落地点那样,在一块平坦的地面上画个圈,做个明显标志,跳伞员自己控制降落伞,落到里面就行了的。飞船着陆场的选择远不是这样简单,而且它的建设是一个非常复杂的系统。
神舟七号发射成功,于9月25日晚上9时10分发射。
神州七号安全返回,于9月28日下午17点37分返回舱成功着陆
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时间:2022-06-24 07:39
9月28日17时37分!
当时针指向这可以镌刻在中国航天史册上的时刻,当国人紧张的呼吸中交错着炽烈的期盼而目不转睛地盯着电视画面,当“神舟七号”在傲视苍穹3天后满载着中国13亿份沉甸甸的希望与祝福而安全着陆,当宇航员的脚步重新踏向神州大地而将“神舟七号”载人航天飞行任务画上完美的句号时,除了那些被光环与荣耀包围着的航天英雄们,还有一群人站在海拔1000多米的高原上,仰望着苍天激动不已——这就是内蒙古自治区为“神舟七号”着陆提供气象保障的所有气象人。
从气象服务总指挥中心——内蒙古自治区气象局,到自治区气象台、气候中心、气象信息中心,从“神舟七号”主着陆场——四子王旗,到全自治区15个地面气象观测站、4个高空气象探测站、6部新一代天气雷达和713雷达,为了护航“神舟七号”安全着陆,整个自治区形成了一个庞大而密集的气象服务保障网。
一
8月26日清晨,内蒙古自治区气象局*乌兰在日渐转凉的天气中嗅到一丝紧张的气味。
这一天,*总装备部作试局、西安卫星测控中心和北京航天指挥中心与内蒙古自治区气象局就“神舟七号”气象保障任务进行了深入讨论。会上,乌兰明确了具体的服务任务和技术细节。
8月28日,内蒙古自治区气象局迅速成立了以乌兰为组长的“神舟七号”气象服务领导小组,为“神舟七号”气象保障服务做全局性的统筹规划。
虽然“神舟七号”的主着陆场延续了以往“神舟”系列飞船回收的地址——四子王旗的阿木古郎草原,虽然多年来对“神舟”系列飞船回收积累了很多宝贵经验,但是,由于“神舟七号”在航天史上所承载的意义,这一次,气象保障服务的难度与挑战更大。为此,内蒙古自治区气象局成立了由天气预报、短期气候预测、气象信息网络、气象观测、卫星遥感等专家组成的技术专家组和应急保障组,分别负责主附着陆场区的气象预报技术工作和应急气象保障服务。
9月1日,一份细化到“组织管理”、“服务任务”、“运行机制”、“服务产品制作与发布”、“技术约定”等方面的《“神舟七号”载人航天飞行任务内蒙古落区气象保障服务实施方案》,摆在了每一位气象服务人员的桌面上。
至此,内蒙古自治区气象局“神舟七号”着陆服务保障工作全面展开。
二
9月5日,自治区气象台两名预报专家胡英华、李纯彦正式入驻主着陆场区,协助主着陆场军方气象台开展现场气象保障工作。这已是胡英华第二次参加“神舟”系列飞船气象服务保障。
而不能进入到一线服务的气象台工作人员则根据需要随时与*气象台、军方气象台及有关盟市气象台进行天气会商,并且向相关单位提供天气预报。
进入9月,《“神舟七号”载人航天气象服务专报》每天出一期,中旬后则增加为两期。
专报提供了逐日低云量、积雨云、雷暴、降水、能见度、平均风速、沙尘暴、积雪深度等气象要素概率分析, 4~10天逐日滚动气象要素预报, 1~3天逐日滚动气象要素预报以及MM5中尺度数值预报模式浅层风和高空风预报。
三
9月26日,四子王旗。空气里弥漫着清冷的味道,身穿厚重秋衣的应急保障队的成员们却在热火朝天地忙碌着,全区的天气视频会商在应急指挥车内进行。
这支由12名专家和业务骨干组成的应急保障队早在9月23日便开始了选址、测试等方面的准备工作,24日就投入到观测工作中。自信的微笑一直挂在应急保障队队长、自治区气象台副台长孙永刚的脸上。从“神舟一号”试验飞行开始到现在,多年的工作经验让他能够从容而自信地坚守在四子王旗。提到这次的任务,他平静的脸上洋溢着一丝兴奋。他说:“和以往相比,这次对气象部门提出了更加精细的要求,压力很大。但是,高科技产品的使用也让我们变得更加有信心。”
陪伴孙永刚和其他队员们一道而来的便是第一次打响“神舟七号”气象保卫战的移动应急指挥车、车载风廓线仪、车载多普勒雷达等先进的监测通信设备。这些先进高端的设备为着陆场天气进行各种气象要素的观测、获取第一手资料、通过卫星通信与区气象台实时交换信息和进行视频会商发挥了重要的作用。
9月27日,二连浩特。距离“神舟七号”着陆还有一天。13点15分,二连浩特气象局大院内,工作人员正式开始放球,进行高空气象探测。每天三次的放球任务,要求对风向、风速、温度、湿度、气压等气象要素进行监测。据工作人员介绍,由于此次高空探测的高度要求比以往更加严格,所以站内采用的是1600克的大球,并且使用L波段二次测风雷达进行自动追踪。地面自动气象站每隔30分钟便将天气情况、温度、相对湿度、风向、风速、能见度等实时数据自动采集并发向区气象台。
白云鄂博加密观测的设备在高速运转着。
察右中旗气象站的工作人员目不转睛地盯着电脑。
苏尼特右旗也在随时待命。
……
四
9月28日,呼和浩特。蓝天格外清澈。
15点30分,内蒙古自治区气象台会商室,人声鼎沸。四子王旗的应急保障队成员那带着自信与喜悦的脸出现在大屏幕上,区气象台台长康玲示意“神舟七号”着陆场天气会商开始。
这支由区气象台预报员、经验丰富的退休老专家和着陆场附近的业务骨干组成的会商小组正在有条不紊地介绍着天气情况:28日午后,天气晴到少云,偏西风,风力4级,阵风5级,风速6米/秒到8米/秒,气温13摄氏度到15摄氏度,符合载人宇航器着陆气象条件。
康玲说:“虽然目前监测资料显示出贝加尔湖弱槽可能会对风力的增加有所影响,但是这种影响不会使风速超过15米/秒,也就是‘神舟七号’着陆时风速要求的临界值。”她的脸上始终挂着内蒙古人真诚与自信的微笑。
这种充满信心的笑容就是内蒙古气象人对“神舟七号”胜利着陆的欢迎礼。
所有承担“神舟七号”着陆气象保障的气象站都在忙碌着。所有的付出与奉献,汇聚在中国气象人最殷切的期待中,一起指向那最庄严最神圣最欢喜的时刻——2008年9月28日17时37分“神舟七号”完美着陆!
终于,当期许了无数个日日夜夜的时刻真真正正地伴着神州大地的欢庆向我们走来时,当宇航员走出舱门带着胜利的喜悦和感恩的谢意向人们挥手致敬时,站在“神舟七号”成功着陆背后、默默地做着气象服务保障工作的内蒙古气象人仰望着神秘而深邃的天空,再一次淳朴地笑了。(责任编辑:潘俊杰)
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时间:2022-06-24 07:40
一旦完成太空行走和轨道舱对接的试验,从技术角度而言中国就已经具备了参与国际空间站合作的能力
人们将会关注9月25日21时10分。
这是中国载人航天火箭系统顾问组组长黄春平对媒体公布的神七发射的首选时间。如果不出意外,神舟七号将在这一时刻冲向太空。
飞船在改进,宇航员在增加,和神五、神六相比, 神七的进步在哪里?它最大的看点是什么?它要完成什么任务才算成功?
太空上的“三居室”
与以往“神舟”系列相比,“神七”宇宙飞船的有效载荷将会有所增加,因为多了一个人。
本次“神七”将有3名航天员一起升上太空。太空飞船不是小公共,增加一名宇航员不是增加一个座位那么简单。没有充分准备将会给宇航员造成危险。
1971年6月,苏联曾经在联盟11号太空船上多塞进一名航天员,只为在美国之前先达到3人登上太空的目标。这种冒险导致返回阶段,由于舱内空间狭窄宇航员无法穿着舱内宇航服。
飞船意外漏气,无法用宇航服备用生命维护系统协助呼吸,3名苏联航天员由于急性缺氧和体液沸腾而身亡。由此可见多一名航天员绝非多一个座位这么简单。必须增加一整套生命保障系统,才能保障航天员的安全。
除此以外,由于“神七”要进行出舱活动,还必须携带舱外航天服和7天太空生活所需的物品,所以上去的时候要携带300公斤的装备物资。
因此神七太空船远比神六宽敞,虽然使用的推进火箭仍为长征2F,但额外增加了推力以满足任务的需要。
为出舱活动准备的新战衣
出舱活动是神舟七号太空船本次任务中最重要的。人们也称之为“太空行走”。
北京大学地球与空间科学学院焦维新教授介绍说,太空行走任务是中国必须掌握的一门技术。早在30多年前苏联和美国已经掌握了这项技术,而现今美俄在太空中的活动,空间行走更被视为是一个必不可少的日常勤务工作。“国际空间站的活动中,几乎每天太空人都要进行太空行走,勘察空间站外部情况,或者维修外部损坏。实际上中国的太空活动的最终目标也是以建立太空常驻空间站为目的,因此必须具备太空行走的能力。”
空间行走所穿的宇航服与舱内宇航服有天壤之别,舱内已经有了全套的生命维护系统,而且具有一个大气压力的舱内压力。舱内宇航服的主要作用是在上升和返回阶段,给宇航员提供额外的保护,例如具有抗荷功能,避免在上升或者返回阶段宇航员由于地球引力的关系,产生较高人体荷载对身体造成损害。如果舱内出现有毒气体泄漏或者氧气供应不足,舱内宇航服可以接入舱内的备用呼吸管道,提供氧气给宇航员,避免类似联盟11号的悲剧。
空间行走宇航服则复杂得多,首先在宇宙空间中具有对人体可能产生伤害的宇宙射线,其次在空间中充斥着大量由宇宙飞行器零件、陨石残骸等物体组成的空间碎片(或者称为太空垃圾),由于此类空间碎片运动速度较高,可以达到每秒钟7公里(相当于军用步*子弹初速的10倍)以上,撞击时相对速度可以达到10多公里每秒的速度。所以空间航天服的防护功能必须非常周全。避免有害的宇宙射线和微空间碎片伤害宇航员。
系根绳子的宇航服
由于人类在无气压条件下无法生存,所以宇航服内必须充入一定的氧气,人为制造气压保障航天员出舱后的生命安全。一般来说宇航服的压力只有常规大气压力的30%~40%,因为如果充入1个大气压力的氧气,宇航员会如同商场促销的吹气人偶那样行动困难。
俄罗斯的舱外宇航服和美国的宇航服就有着不同的设计思路,俄式宇航服穿起来更臃肿,美式的穿起来更贴身,这就是冲入气压的不同,美式宇航服气压低,宇航员在氧气稀薄状态下工作,要更辛苦一些。
两个国家宇航服的穿法也有不同,俄式服装要打开衣服后面的小门钻进去,而后封闭宇航服,美式则是先穿裤子,再背上带生命维持系统背包的上衣,然后把衣服上下相连保持密闭。
两种装备各有优劣,美俄两国的宇航员曾经一起在国际空间站进行过太空行走。当时选用的是俄式舱外宇航服,因为这种宇航服简单可靠,美国人可以轻松掌握,而没有经过专门训练的俄罗斯宇航员很难掌握复杂的美式宇航服。
可以确认的是,中国舱外宇航服是通过绳子连接宇航员和飞船,而且和俄式宇航服一样是一体式设计,从后面钻进去穿的。
宇宙空间中的温差较大,如果在太阳照射下可达摄氏200度以上,而如果没有阳光的情况下可能低至摄氏零下100度以下。因此宇航服必须有完整的空调系统。在高温的时候宇航服内会有装有水循环的散热设备和能人工制冷的设备保障宇航服内的恒温,而在寒冷的时候则会有电驱动的发热丝为航天员加温。可以说宇航服内装有地球上最好的空调恒温设备。
为了避免航天员呼出的湿润空气造成宇航服的玻璃罩雾凝,宇航服内还得有相应的除湿装置和二氧化碳吸附装置。
为了让航天员能在太空中活动,宇航服还要有一个推进装置。据焦维新教授介绍,神七飞船也许仍然会使用系带来保障航天员的安全。毕竟是第一次出舱活动,而且时间较短。系带不会影响航天员的动作,但是能够提供额外的保护。
从设计指标上来看宇航服的材料,本身技术含量非常高,例如现今常用于防弹衣制作的芳纶、PE等高分子材料虽然抗冲击效果好,但是在宇宙空间中的温度下会彻底失效。所以必须采用更高级的材料制作。
舱外宇航服也许是全世界最昂贵的衣服,美国舱外服价格是150万美元,神七此次的舱外服的价值,相当于1.6亿元人民币。类似的,美国奋进号航天飞机上有一个价值2340万美元的太空马桶,探索太空是一项昂贵的事业。
空间碎片威胁下的神七
现今地球外层空间中,由于多年的太空探索活动产生了大量的空间碎片。
中国科学院空间中心研究员、空间碎片专家都亨教授说:“现今在外层空间*有10多万片直径大于1厘米的空间碎片存在。这些碎片都能对在空间行走的航天员造成生命威胁。因为航天服只能防护直径在1毫米左右的空间碎片撞击。其中最危险的是直径大于10厘米的大型碎片,这些碎片中有12000多片能够对宇宙飞船乃至国际空间站造成重大的伤害。”
国际空间站主要采取屏蔽加装甲的两层防护,首先在空间站外层加一层以铝或者钛金属构成的轻金属屏蔽层,作用是在碎片撞击的时候阻挡减弱其能量,虽然会被击穿但是能产生一定的折射,令碎片改变撞击角度,减小对内壁的冲击力。而内壁的抗冲击装甲则可以进一步阻挡击穿屏蔽层的碎片。有点类似于在伊拉克广泛使用的格栅装甲的原理。
当然,航天员的航天服不会有这么强大的装甲屏蔽,但是仍然有很多方法避免被空间碎片伤害。
总括来说无非是:躲、藏、挡。
首先地面观察站会对较大的空间碎片进行跟踪,并且预测其运动轨道。如果有碎片接近,则航天员必须马上回到太空船内。这是就是“躲”。
除了躲开碎片之外,航天员和太空船的相对位置也很重要。由于一般而言空间碎片的运动方向与地球转动方向一致,因此航天员在出舱后可以躲在太空船的后面活动,这样大部分碎片都被太空船挡住了。这有点类似于步兵伴随坦克冲击,以坦克为掩体避免被敌人火力杀伤。所以被称为“藏”。
至于挡就是靠航天服本身的抗冲击材料阻挡剩余的碎片。这是万不得已的一种办法。
在舱外呆得越久,被碎片杀伤的风险越大,本次神舟七号的太空行走试验预计时间不会太长。所以被碎片杀伤的风险相对比较低。
出舱要防减压症
由于航天服内的压力只有正常气压的30%~40%,如果航天员骤然进入低压状态可能因为原来溶解于体液中的氮气由于气压的变动迅速地变为气泡,引起栓塞而威胁生命安全。这种症状不光出现于太空活动,人类在潜水中也会遇到类似的状况——潜水员骤然从海底返回海面则会出现低压状况,造成同样的栓塞。因此这种情况被称为“潜水症”。
而航天员的情况则和潜水员正好相反,是进入工作环境会出现低压区。所以必须在出舱之前就做好相应的准备。首先在出舱前几小时必须呼吸纯氧,这样可以慢慢排掉身体内多余的氮气。其次在太空船中设有一个专门的气阀舱,航天员在出舱前和返回后都必须经历“减压”和“升压”的过程,使压力慢慢变化,这样身体适应了就不会出现潜水症了。
由于出舱活动减压升压的需要,“神七”太空船上增加了气阀舱这样的设备。这在以前的神舟飞船上是没有的。
带一个卫星出门
北京航天飞控中心的专家李剑曾经在天文馆接待航天爱好者时透露,出舱活动的宇航员将会释放一个小型卫星,可以拍摄舱外活动,做一些研究试验工作。这一细节的透露使得英国人曾经大吃一惊,认为中国既然有能力释放和收回自己的卫星,自然也有能力带走或者摧毁别的国家的小型卫星。
“从神舟五号到神舟八号将会是中国航天事业的一个阶段性科研成就。在这个阶段中,中国将会完成载人上天、空中行走、轨道舱试验、空中对接等多个重要科研项目的试验。这是为了将来建设自己的空间站做准备。本次神舟七号完成了重要的太空行走任务,将来可以在空间站进行维修、装卸、更换和回收航天器及航天器或者空间站的外部设备。是中国发展空间站必须掌握的一种技术。”焦维新教授说,“神舟八号可能进行空间对接试验。当神舟八号完成之后,中国就基本具备了建设空间站的能力。”
有力量给空间站跑运输
空间站与太空船的区别,就是房子和帐篷的区别。
一般太空船至多只能在太空活动一至两周的时间。只能算作太空的过客,来去匆匆。很多需要较长时间进行的空间实验都无法进行。而空间站则是一个相对固定的永久太空据点,人类可以在上面进行较长时间的科学试验活动,并且可以作为探索更遥远星体、空间的前进基地。所以中国必须掌握自己的空间站技术,才能在未来的太空活动中占有一席之地。
“等完成了这个阶段的试验之后,中国也可以考虑加入现今的国际空间站合作。现今国际空间站系16国合作的产物,代表了当今地球上最高的科学技术。美国和俄罗斯由于具备空间载人活动能力,所以是该项目的主导。其他合作国家,虽然不具备空间载人能力,但是却在其他科学技术方面有所特长。”焦维新教授说。
加拿大的机械手设计制造科技较强,所有国际空间站的机械手都为加拿大所提供。这就是这个国家的一招鲜。
国际空间站计划是1983年美国总统里根提出并于1993年设计完成的,那时中国的太空技术相对落后,所以未能参与其中。
“一旦本阶段(太空行走和轨道舱对接)的试验完成,中国就拥有了和美俄同等的向空间站输送物资和运输往返航天员的能力。那时从技术角度而言中国已经具备了参与国际空间站合作的能力。”焦维新说。
另一位不愿意透露姓名的专家则表示,虽然中国必定将会发展自己的空间站技术,但是通过国际合作我们能够获得很多自己所没有的航天技术,同时管理、制造、开发空间站的经验也是非常重要的。毕竟中国作为一个开放的大国,应该积极承担国际间科学发展的责任和义务,尤其在参与国际空间站建设的活动中应该有所作为。
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时间:2022-06-24 07:40
16时22分许,主着陆场地面搜救分队正向飞船理论落点开进。
16时41分许,各测控站点进入神七飞船返回跟踪的10分钟准备。
16时44分许,北京飞控中心发出飞船调姿指令。飞船一次调姿到位。
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16时51分许,北京飞控中心宣布飞船进入正常返回轨道
17时02分许,主着陆场六架搜救直升机全部起飞
17时06分许,北京航天飞行控制中心向各测控点发出落点预告
17时12分许,推进舱和返回舱成功飞离
17时17分许,搜救直升机到达指定空域待命
17时20分许,神舟七号飞船飞入中国上空
17时20分许,返回舱降落伞打开
17时21分许,飞船进入黑障区,与地面指控中心的通信暂时中断。
17时22分许,飞船进入主着陆场上空
17时24分许,飞船飞出黑障区
17时25分许,搜救人员在直升机内举牌提示:搜救开始。
17时25分许,三名航天员向地面通报感觉良好
17时36分许,神舟七号完成载人航天任务,返回舱顺利着陆。
18时23分许,航天员成功出舱
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