做客《新聞夜話》飛船專家詳析“神四”回家

央視國際 (2003年01月06日 16:09)

　　央視國際消息（新聞夜話）：

　　主持人：李品華專家嘉賓：白明生（中國空間技術研究院主任設計師）

　　

進入大氣層的瞬間返回艙會“失控”幾分鐘

　　主持人：神舟四號飛船，它的回收過程和方式與神舟三號是不是完全一樣？

　　嘉賓：是完全一樣的。現在無人飛船都是給載人飛船打基礎的，這樣整個系統的工作狀態、過程和原則就是一致的，通過多次的飛行可以提高可靠性的驗證，為載人飛行打基礎。所以，原則上不是每一次都要有所改變的。

　　主持人：飛船在軌道上運行，包括它從發射到回收的整個過程，都要受到地面的監控。我們知道，在飛船的返回艙回落地面的過程當中，在進入大氣層的時候，它可能要與大氣層劇烈地摩擦，表層還要劇烈地燃燒，在這個時候，飛船和地面的通信是中斷的，也就是説地面控制中心的人是不可能了解到飛船內部的情況，是嗎？

　　嘉賓：對，是這樣的。返回艙在返回過程中，到一定的高度，就會進入一個所謂的科學上叫“黑障區”的階段，也就是地面跟飛船的通信中斷了，返回艙靠自身的控制系統，按照一定的程序返回地面；再到一定高度以後，就可恢復測控，地面就可以與航天員建立通信聯絡。這是一個正常的過程，而且是無法避免的。

　　主持人：在這個過程當中，如果出現問題，該採取怎麼樣的應急措施呢？

　　嘉賓：因為時間太短了，沒辦法靠地面來採取一些特殊的手段。

　　主持人：通信中斷的這段時間可能會維持多久？

　　嘉賓：大概是幾分鐘的時間吧！

　　

飛船頂著降落傘降落猶如飛行員跳傘

　　主持人：神舟四號飛船是在內蒙古的什麼地方著陸的？

　　嘉賓：在內蒙古的中部地區，在呼和浩特的東北方向，離呼和浩特不遠。

　　主持人：在其他的一些國家有很多飛船，他們的著陸點是在水上的，中國的飛船著陸為什麼卻是選擇在陸地而不是在海上呢？

　　嘉賓：這個主要是根據不同國家的地理特點和搜救的手段的不同，而選擇不同的著陸地點，比如中國，在內蒙古自治區有非常好的陸地回收環境，因為那裏有面積很大的草原，非常平坦，這樣有利於返回艙比較安全地回收。美國可能有它的特點，就是適合於在海上做這些工作。其實在陸上、海上回收都是可以的，咱們的飛船也是沒問題的。

　　主持人：飛船返回過程，就是脫離預定軌道，進入大氣層，最後著陸。我們知道這次著陸是在內蒙古的中部地區，那它在脫離軌道時可能會在地球上什麼位置呢？

　　嘉賓：大致是在新疆的上空。

　　主持人：那麼飛船從脫離軌道進入大氣層，然後再著陸這個過程，會是一個什麼樣的景象？

　　嘉賓：飛船的返回艙，大概在１００公里左右的高空進入大氣層。由於飛船返回艙的速度非常快，它跟大氣産生大量的摩擦，産生很大的熱量，這樣返回艙本身看著是一個火球，我們在地面，肉眼都可以看到的，通過攝像機這些都可以看到的，大概經三四十公里左右，就是飛船速度比較小了以後，就沒有這個景象了。大概在１００００米左右的高空，飛船的降落傘打開，這樣的話，返回艙就比較平穩，就跟飛行員跳傘似的，一個滑落的過程，就降落到地面上。

　　主持人：飛船下落之前，有一段時間，飛船的姿態是橫過來飛的，然後到脫離軌道之前，它又是反過來飛的，就是頭朝後來飛的。

　　嘉賓：飛船的前面是軌道艙，中間是返回艙，後面是推進艙，這樣的話，在返回以前，我們進行第一次調姿，相當於飛船是橫過來，轉９０度。

　　主持人：就是這樣橫著運行。

　　嘉賓：對，橫著運行，把軌道艙分離出來，軌道艙又作為一個獨立的衛星，在天上再繼續工作，還按原來的軌道繼續工作，而且我們後面飛行控制還是要繼續進行。後面返回艙跟推進艙就繼續飛行，到了一定的時間和位置以後，它根據地面的要求，再轉一個９０度，進行第二次調姿，尾部朝前。這樣的話，再靠推進艙的發動機，制動發動機點火，整個把這個組合體的速度降下來，它們再一塊兒飛行一段時間，到了這個高度，推進艙就分離掉了，然後它在返回大氣的過程中燒燬了，只剩下返回艙返回地面。

　　

飛船高速進入大氣層艙內溫度僅３０℃

　　主持人：飛船進入大氣層的過程中，它的速度可能會是多少呢？

　　嘉賓：最開始的速度，即第一宇宙速度是每秒七點幾公里，後來逐漸降低。

　　主持人：這樣大的一個速度，會引起飛船表層的劇烈摩擦和燃燒。然後這個表面溫度可能會達到上千度，因此如果裏面有航天員的話，可能會是什麼樣的感受呢？

　　嘉賓：咱們飛船的返回艙進行了防熱設計，雖然返回過程中，返回艙的表面溫度是高到上千攝氏度，但是因為它有一定的防熱層，另外它裏面還有防熱的材料、隔熱的材料，哪怕是艙壁上溫度最高的時候，內壁的溫度也是較低的，大約是３０攝氏度左右，這樣航天員在裏面還是有一個比較舒適的溫度。

　　主持人：這些航天員還要面臨很嚴重的超重現象？可能他們承受的壓力是自己體重的很多倍。

　　嘉賓：這叫返回的“過載”，也就是你剛才説的超重。過載不至於很大，不超過體重４倍，是在航天員的承受範圍內的，因為一般的戰鬥機在做一些俯衝，以及各個緊急動作的時候，也是有很大的過載的。

　　主持人：飛船裏面的設計，有哪些可以減輕這種超重的現象呢？

　　嘉賓：一個是根據軌道的設計，還有靠一些控制的設計。

　　主持人：主要的控制就是通過那個升力控制，就是往上升的那個升力？

　　嘉賓：對。

　　主持人：那升力是怎麼産生的呢？

　　嘉賓：升力一是靠返回艙的外形和它的姿態，另外主要是看利用空氣了，後者與它的下落角度有關。空氣的阻力是沿著運動的方向的，返回艙的外形就是按照部分升力體設計的，它就可以把這個阻力一個是化解成一個減速的方向的，另外是一個向上的方向的，這樣的話，使它的軌道更平緩一些。

　　

十幾處應急著陸區專為特殊故障備用

　　主持人：與前三艘神舟號飛船不一樣的是，這次神舟四號飛船，它的主著陸場是在內蒙古的中部，還有一個副著陸場是在酒泉附近。這個副著陸場在什麼情況下，可能會用到呢？

　　嘉賓：我們主著陸場天氣比較惡劣的時候，我們就可以提前給飛船發出指令，讓它落到副著陸場。降落到哪個場地，是主著陸場還是副著陸場，在它制動那一時刻已經決定了。

　　主持人：除了主著陸場，還有副著陸場之外，還有一些海上、陸上的應急救生區，它們是做什麼用的呢？

　　嘉賓：為了保證咱們航天員的安全，咱們還會制定一些預定的著陸區，這是經過咱們預先選定好的，就是對地面的情況進行綜合的評估以後，證明這些著陸區是安全的，可以成為應急著陸區。這樣的話，如果航天員在飛船上出現了一些特殊的故障，非常嚴重的故障，不得不馬上返回的話，那就返回到這些預定的著陸區，因為著陸區比較多。

　　主持人：美國曾發射經的“水星”號飛船，在回收的過程中，它在全球有幾十個預定的回收區，那麼是不是這種預定的回收區越多，這個飛船回落就越安全？

　　嘉賓：當然是越多越好。不過由於飛船出事的概率是非常低的，如果設置了很多應急著陸區，就需要大量的人力、物力去維持這些應急著陸區，這樣從經濟上不划算，因為咱們設計上是可靠的。所以，我們認為目前咱們選擇的著陸區已經足夠了。

　　主持人：那中國有多少個這樣的著陸區？

　　嘉賓：有十幾個。

　　主持人：有沒有可能，因為故障飛船落到所有這些著陸點和救生區以外的地方？

　　嘉賓：飛船本身出故障的概率就非常低，出現應急回收、落到這些預定外的地方的情況很少，概率很低，幾乎是不可能的。我們的航天設計隊伍，為了確保航天員的安全，在設計上也作了有效的可靠性設計，這個前期工作做得非常充分，我們想是不會出現這種情況的。

　　

返回艙若落到海上可如小船般平穩漂浮

　　主持人：飛船如果選擇在海面著陸，它是否可以漂在海面上？

　　嘉賓：對，現在的飛船比如説在發射段，出大氣層外救生的時候，是有可能落在海上的。我們在飛船飛行以前已經作了大量的試驗驗證，就是返回艙落到海上，漂浮是很正常的。另外我們的救援，就是返回艙上的信標這些都能正常工作，為地面上的救援打下一個很好的基礎。

　　主持人：如果搜救人員一時還沒辦法找到返回艙，那麼裏面的宇航員能夠活多久呢？

　　嘉賓：咱們在設計上能確保航天員安全的時間：返回艙在不開門的情況下，即在一個封閉的空間情況下，宇航員在裏面能存活２４小時。如果海上風浪比較小的話，航天員可以打開艙門，這樣的話，返回艙就像小船一樣，可以在海上漂著，也是很安全的；如果海浪太大，可以把艙門關起來，這樣可以節省它裏面的一些生保的消耗品，這樣時間就比較長。

　　主持人：返回艙裏，除了艙門，有沒有其它的通氣孔呢？

　　嘉賓：現在我們在設計上是有通氣孔的，那叫通風裝置，航天員可以根據海浪的情況打開或者關閉它。

　　主持人：假如風浪不大的情況，返回艙在海面上可以平穩地漂浮，不會顛來倒去？

　　嘉賓：在返回艙的設計上，它在水裏面是一個非常平穩的漂浮姿態。

　　主持人：如果這樣的話，需要哪些部門的配合來搜救他們呢？

　　嘉賓：主要是靠地方政府、解放軍部隊，還有民兵。在發射之前，一般在它那個航程上，當地的政府都會得到通知的。

　　主持人：都靠人工去找嗎？

　　嘉賓：返回艙本身是會發出無線信號的，可以通過接收，知道它落在什麼地方。

　　

宇航員應急自救系統就是按一兩個按鈕的事

　　主持人：在緊急的情況下，飛船當中的宇航員能夠自救嗎？

　　嘉賓：比如説飛船上著火了，還有一些其它的故障，在發射前，就已經做好了預案，而且經過了大量的地面的驗證。在天上萬一齣現故障，航天員是有所準備的，按照預定的故障預案進行處理，就是剛才説到的，比如説著火，搞一套著火的處理程序。

　　主持人：他可以隨時地啟動這個應急系統，隨時返回地面嗎？

　　嘉賓：按照一定的時間啟動返回，不是隨意想返回就返回。

　　主持人：在遇到緊急情況下，這些宇航員是有這種應急的自救系統的，有逃逸系統的，這個操作複雜嗎？

　　嘉賓：航天員只要啟動這個程序就可以了，説簡單一點，就是按一兩個按鈕的事兒。

　　主持人：特別緊急的情況下，宇航員有的時候可能會需要在很短的時間內，有可能是幾秒鐘，要作出一個決定，而且這個決定直接關係到飛船和宇航員的安全。在這種緊急的情況下，他是不是可以作出理性的決定？

　　嘉賓：航天員參加飛行任務以前，一個是進行了非常系統的訓練，包括生理上和心理上的訓練都是很充分的，就是萬一要有這種情況的話，航天員應該是保持理智的控制能力，作出正確的判斷，按照正確的程序進行工作，我想這個是有把握的。

　　主持人：返回艙返回到地面之後，航天員從返回艙裏面出來，他們可能會被送到什麼地方，首先要進行體檢嗎？

　　嘉賓：現場作一些簡單的檢查就可以了，因為航天員的包括生理參數在內的各種參數，我們都是一直在監視的。所以落地以後，先做一些必要的、簡單的檢查，然後通過直升機把他送到呼和浩特，在那兒轉機再回到北京，在北京進行全面的檢查。

　　

模擬人只能考核生理心理狀況還靠訓練解決

　　主持人：在神舟四號飛船上，有兩個模擬人，它們的作用就是模擬真人跟隨這個飛船，從發射到運行，到回落，那麼回落到地面上之後，通過這個模擬人的狀態，就能夠判斷出，如果是真人，他是不是還活著呢？

　　嘉賓：力學的環境是通過這個假人來考核的。

　　主持人：超重在模擬真人身上會有反應嗎？

　　嘉賓：主要是測它超重的量值，這樣地面實際上就可以驗證它對真人的影響。

　　主持人：這在模擬真人身上是有記錄的？

　　嘉賓：對。通過咱們前面四次飛船的飛行的數據來分析，這些量值是在咱們預定的範圍裏面的，航天員上去是安全的，沒問題的。

　　主持人：您剛才提到，這個模擬人更多的是在生理上對真人的一個模擬，但是它是沒辦法模擬真人的心理狀態的。

　　嘉賓：對。

　　主持人：心理狀態會不會對宇航員的安全造成影響呢？因為飛船上還沒有人，現在有沒有辦法知道他們的心理狀況？

　　嘉賓：對，這個問題主要是通過地面大量的訓練來解決。

　　

“神四”的安全性領先世界同類飛船

　　主持人：在神舟四號飛船上，有哪些技術是中國領先於世界的？

　　嘉賓：首先説有一個軌道艙，軌道艙在完成載人飛行任務以後，咱們要獨立地作為一個衛星，在天上繼續工作，可以執行一些對地觀測，或者其他預定的任務，這個在國外是沒有的。另外一方面，返回艙裏面的空間和軌道艙裏面的生活空間，比國外同類的飛船都要大一些，讓航天員生活得更舒適。從系統上講，可靠性設計方面咱們是處於領先地位的。

　　主持人：中國神舟飛船，它的可靠性是最安全的？

　　嘉賓：就是跟國外的同類飛船相比，咱們是更安全，更可靠的。

責編：楊潔