新華網酒泉9月25日電題:6大關節點考驗神七
新華社“新華視點”記者徐壯志、李宣良、白瑞雪
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。
“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名航天員與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採訪時説。
那麼,這6大關節點是什麼?
關節點一:發射
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。
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,已先後成功將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”。
儘管如此,發射場系統為了確保航天員安全,還是實施了一系列應急預案。
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體安全撤離。飛船發射採取遠距離測試發射模式,可以在距離發射塔1500米外進行控制發射,發射安全程度大大提高。
飛船上升段的應急救生共設立了8種模式,其中大氣層內4種、大氣層外4種,針對不同階段的特點,採用相應的措施和手段。
專家解讀(發射場系統總指揮崔吉俊):50年的歷史積澱、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確保發射成功的信心保證。
關節點二:變軌
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,對飛船能否按計劃完成各項飛行任務和準確返回地面預定著陸場至關重要。
飛船發射升空後,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,每個點的數據差異比較大,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。
飛船變軌的實現,北京航天飛行控制中心的精確計算和精確控制至關重要。當飛船收到北京飛控中心發出的變軌指令後,將通過控制飛船上的發動機的工作時間長短、推力大小和方向來修正自身的飛行軌道。
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,我們通過精確計算和精確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。
關節點三:航天服組裝與穿著
從飛行的9圈開始,航天員就要開始為出艙活動做準備,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。
航天器研製的正常週期是10年,而中國人研製艙外航天服,只用了不到4年。航天員將穿著中國研製的“飛天”艙外服實施艙外活動。
艙外航天服是世界上最精密、最複雜的“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後果。
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。到底有什麼區別,等我們回來再告訴大家。
關節點四:氣閘艙泄復壓
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。氣閘艙泄壓的成功與否,將直接決定航天員是否能夠按計劃出艙。
泄壓並不是簡單地打開艙門,將空氣排放到空間,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。艙內的氣壓要始終和航天服的狀態相協調,從一個大氣壓到泄壓完成是一個循序漸進的過程。
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,約半個小時後置換完血液裏的氮。泄壓之後,航天員穿著航天服站在艙內接近零壓力的環境下,也就是相當於站在太空環境下。
與出艙過程相反,航天員從太空回到飛船內,要經歷一個復壓過程。
專家解讀(載人飛船系統總設計師張柏楠):我國出艙活動技術複雜、起點高,特別是氣閘艙設計巧妙,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種功能。
關節點五:出艙活動
根據預定計劃,從第29圈開始航天員出艙活動30分鐘,這是整個神七飛行任務的最大難點和亮點。
艙外活動對於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劃完成空間潤滑材料和太陽能電池極板的實驗項目,地面人員則要保證“天地”聯絡暢通並提供必要的支持。通信設備、照明設備、操作界面、攝像機……任何一個細節都直接影響出艙活動的成敗。
在這個過程中,就連小小的返回艙艙門都是“生死之門”。艙門打得開、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,將艙門打開,並非輕而易舉,航天員需要完成開保險鎖、開關轉動手柄、拉開艙門、給艙門套上保護罩等一套規定動作。艙門若不能保證密封,則可能出現災難性後果。
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。
關節點六:穿越“黑障”
當飛船在太空中飛行最後一圈時,測控指揮部門向飛船注入返回指令,飛船開始制動返回。制動發動機的點火時間必須精確控制,點火時間相差1秒鐘,就會使飛船落點位置相差9公里。
再入大氣層的飛船返回艙必須穿越極為危險的“黑障”階段。與空氣的高速、高溫摩擦,使得返回艙表面形成一個等離子區,飛船與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離地球約40公里處,“黑障”才會消失。
緊接著,如果飛船降落傘能夠正常打開、反推發動機能夠精確點火、防震賦形座椅能夠及時啟動,3名航天員就可以穩穩著地。
專家解讀(著陸場系統總指揮隋起勝):航天員著陸後,著陸場系統將採取空中搜救航天員、地面處理返回艙的方式,在第一時間搜救並轉運航天員。我們將全力以赴,確保為神舟七號飛行任務畫上一個圓滿的句號。
責編:荀志國