探訪神七飛船：氣閘艙是技術難關最大突破

神七飛天五大特色。

　　相對神舟六號而言，神舟七號飛船不再有兩對而只有一對“翅膀”──太陽能帆板。外觀變化的同時，神七所承載的任務更讓人充滿期待──航天員出艙、滿載三名航天員、眾多第一次空間試驗，“通過支持這三個主要活動，神七有許多新的設計和改進。”飛船系統總設計師張柏楠説。

　　三任務 設計改進配置優化

　　飛船系統副總指揮秦文波介紹説，飛船原來有兩對“翅膀”，像蜻蜓一樣，其中一對是安在軌道艙上，這是因為原先設定航天員回來以後軌道艙還要留軌半年。神七取消了軌道艙留軌功能，航天員返回以後，軌道艙不再需要動力，所以沒有了太陽能帆板和相應的發動機。

　　圍繞航天員第一次出艙活動，軌道艙增加了可供航天員出艙的氣閘艙功能。

　　三名航天員同時執行任務也將考驗神舟飛船的最大設計指標。儘管從神舟一號開始飛船就是按三人設計，但尚未真正滿載三人。滿載情況下，必須滿足三人的有效供給，包括艙內航天服、供氣供氧、睡袋、座椅等，消耗品的量也要增加。滿載時對飛船的空間、重量、功耗等影響比較大，這樣飛船要進行很多改進。“有些重要功耗要提高效率，用更小的代價滿足三人的要求。還需優化配置，使回收能力有更大余量”，張柏楠説。

　　飛船的另一個重要任務是支持空間的科學應用和試驗。眾多第一次空間新技術試驗將在飛船在軌期間完成，包括出艙航天員從飛船外部取回裸露在太空的一塊固體潤滑材料，在軌釋放伴飛衛星並進行中繼通信試驗等。飛船系統副總設計師潘騰介紹説，飛船的平臺設計對此都做了考慮。

　　艙內外 完備設計人性考慮

　　為了保證航天員安全，防止出現類似地面上暈船暈車的空間運動病，飛船內部有一個大氣環境，通過對氧氣和二氧化碳的控制、大氣成分的控制來營造這個環境；一個溫度環境，由完善的熱控系統來控制；還有一些測控和控制分系統，來保證整個飛船的正常運行。

　　飛船設計方面也徵詢了航天員的意見。比如顏色的搭配，航天員不太喜歡的顏色，或者太顯眼、明亮、刺激性的顏色儘量少用。神七飛船內部的主色調是比較柔和的米黃色。

　　飛船回收系統也進行了大量可靠性試驗。飛船系統副總設計師白明生説，火箭、降落傘等返回裝置都是按三人狀態來設計的，以前上一個人時，旁邊也有兩個座椅，放兩個科學試驗的裝置，重量和兩個人相當。所以返回時的安全性、可靠性沒有任何問題。

　　氣閘艙 技術難關最大突破

　　飛船在軌的第二十九圈，航天員將出艙活動。持續約30分鐘的“太空行走”中，航天員將沿軌道艙外壁活動，取回固體潤滑材料試驗樣品。在真空、失重、溫度變化劇烈的太空環境中，如何保證出艙一系列步驟順利實施，如何在高風險的出艙過程中保障航天員安全？

　　“氣閘艙的設計關係到整個出艙活動能否成功，”張柏楠説，“在軌道艙的基礎上實現氣閘艙功能，是考慮到目前飛船現有三艙的構型比較成熟，為了利用好現有構型，所以想到把軌道艙改成氣閘艙，但這也比單獨設計氣閘艙增加了難度。”

　　“氣閘艙設計的難點是泄壓和復壓的控制，要在出艙活動之前把9個立方米的空氣放掉，執行任務之後還要把真空的氣閘艙復壓為1個大氣壓。”潘騰説。

　　這個過程中，有三個重要環節：

　　第一個環節是軌道艙的密封，其中關鍵是艙門，打得開、關得上，還要保證密封性；

　　第二個環節是泄復壓設備工作正常，包括泄壓口要可靠關閉，可靠打開；

　　第三個環節是恢復到一個大氣壓的速度不能太快也不能太慢。太慢會延長航天員在危險環境下暴露的時間，增加其他系統的環境壓力。太快則會給航天員的身體造成傷害。

　　“做了將近100項實驗，突破技術難關用了2─3年的時間。飛船最大的突破就是氣閘艙。”潘騰説。(記者 余建斌 蔣建科)

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　　發射時間如何確定

　　神五和神六都在10月中旬的上午9時發射，而神七的發射卻選定在9月25日晚9時10分，這是為什麼呢？

　　“我們設想在陽光照射的情況下讓神七航天員出艙，以保障安全，同時下傳圖像也更清晰，還希望飛船返回時盡可能在白天。”中國載人航天工程副總指揮張建啟解釋説。此外，秋分前後對通信衛星有不利因素。綜合各種因素，最終確定在9月25日晚上9時10分發射。

責編：王旭