神舟5号的资料

如题所述

神州5号载人航天飞船简介

谁也不知道,中国究竟要造一个什么样的载人飞船。

专家们为自己心中的飞船争论不已时,作为飞船总设计师的戚发轫常常陷入两难境地。沉思中他的银白的头发会微微地颤抖地垂落下来。

前苏联和美国从发射无人飞船到建立长期性空间站,历时30多年,经历从无人飞船到永久性空间站5个发展阶段,其间有成功的喜悦也有惨痛的挫败,中国人该怎样迈出自己的第一步?

在中国之前,美国和苏联都把人送上了太空,那么我们的神舟飞船是不是可以在先行者的肩头起步,或者与国外进行技合作项目?

戚发轫说:“没有。我们曾经很想,但没办成。我们就决定:自己干。”

神舟之神

点火:上演生死时速

“零故障、零缺陷”在地面上可以做到,但只要一上天,有很多事就难以预测了。

“挑战者”号爆炸的烈焰每一个航天人都不敢忘记。

李颐黎是神舟应急救生系统的主任,他要考虑的是从待发射、上升、运行和返回着陆的救生对策。

飞船发射的瞬间可以说是千钧一发。设计师们根据世界载人航天历史上的失败教训认定,此时的危险源主要是火箭或飞船推进剂泄漏、着火,火箭发生故障等,航天员该如何尽快逃离。

发射前最后5分钟。航天员系好束带,关闭头盔面罩,戴好手套,两手抱膝静坐等待升空。

突然故障检测系统报告出现紧急情况,航天员迅速从座椅处攀上近2米高的舱口,快速打开飞船舱门,以最快速度钻出飞船。飞船舱门正对着第九层发射塔架,旁边有一个航天员专用防爆电梯,但是没电。航天员快速跑到撤离滑道口,纵身向几十米的紧急撤离滑道跳下去……

这是逃生演习中的一幕。

紧急撤离滑道是一个钢套管和高弹力阻燃材料救生袋制造的高约50米的细长的尼龙口袋,航天局叉开双腿,用肘部及手使劲撑住袋壁,以便下滑得慢一点。尼龙口袋里层是张力为钢材的10倍特殊纤维层,只要用力撑,就可以控制下滑速度或者停止,防止溜得太快太远而摔伤。

尼龙滑道是湿的。这是为了磨擦产生静电面浇湿的,航天员从口袋里钻出来,到达发射架下的地下掩蔽室,至此,航天员就安全了。

但这只是在时间允许的情况下的逃离办法,火箭一旦点火,就不可能再停下来。神舟五号的救生办法是:火箭顶端的逃逸塔迅速点火,拉着飞船以超过火箭几倍的速度逃离火箭。逃逸塔上四个又轻又薄不会变型的栅翼格会自动打开,控制飞船稳定飞行。

逃逸塔的作用是火箭点火的前5分钟到起飞后120秒钟,也就是飞行高度0公里至39公里,帮助航天员脱离危险区。在世界载人航天史上,逃逸塔只被使用过两次。

回家:闯过死亡关口

飞上207公里的飞船就进入入轨轨道了。浩淼的太空离地球很远,但并不意味着没有危险。

一个可能是飞船失去控制,飞向更远的太空回不了家;第二个可能是飞船的航天员座舱被流星或太空垃圾击穿;第三个可能是飞船上的某个阀门泄漏。

1960年5月15日,前苏联首次发射了无人驾驶的卫星式飞船1号,飞船姿态控制系统故障,制动火箭点火后将返回舱推向了更高的轨道,1962年9月5日飞船才返回大气层并烧毁。

回家和上天,一样充满风险。返回是载人飞船的事故多发段,不少航天员在回家途中死去。

飞船控制专家陈祖贵的四个摞起来有30厘米厚大本子上写满了计算公式。他要给飞船安上“眼睛”和“大脑”。他习惯了人们这样和他见面打招呼:“飞船能不能回来?”

2001年1月,神舟二号飞船返回的前一圈,突然发生飞船发生震荡,返回姿态不稳,轨道舱泄压,此时距离飞船的返回只有一个半钟头了。指挥大厅的空气几乎凝固。陈祖贵拿出可信的数据,说明飞船完全在控制之中,可以发出“回收”命令。果然,一切如常。

神舟飞船的落点范围精确在了正负10公里左右,这相当于打靶发十环的水平,而俄罗斯的水平是30多公里。

据说,为了让摄影师拍摄到飞船在火红的晚霞中徐徐降落的情景,制导导航专家们特意设计了偏航机动技术。按推算,神舟一号的最佳发射窗口时间是上午,那么飞船就会在漆黑的晚上返回。而使用偏航机动技术,就无需考虑发射窗口,它可以在任何时间发射。当神舟一号降落在晚霞中的大草原时,没有人想到,科学和浪漫竟然会结合得如此完美。

假如返回座舱发生泄漏,神州五号的控制面板会发出压力报警信号,航天员必须在10分钟内穿好航天服,接通供气管。航天服可连续6个小时保证航天员的氧气供应。在这6小时内,飞船可以在10个应急着陆场中选择着陆。

假如险情十分紧急,飞船可以启动立即返回功能,设计师保证飞船有2个小时的时间,瞄准第一个来得及着陆的地区着陆。

假如2台变轨发动机发生放障,另两台会立即补上;假如4台发动机者停火,另有8台小发动机,足以让飞船完成自动调姿,顺利返回。

假如着陆缓冲发动机不工作,返回舱底部安装的Y高度仪会使缓冲发动机点火,给飞船一个向上抬的力,足以让航天员安然着陆。万一发动机不点火,航天员的座椅下部胀环式缓冲器,能够起到“弹簧”的作用。

返回舱里为航天员准备了所有能够想到的救生物品:远距离呼救电台、Cpp定位仪、信号枪、闪光标位器、太阳反光镜、光烟信号管、海水染色剂,急救药包、蛇伤自救盒、蚊虫驱避剂、食品、饮水、指北针、抗风火柴、防尘太阳镜、引火物、救生船、渔具、驱鲨鱼剂、抗浸防寒飘浮装备、救生手册等、救生手枪、生存刀。

飞船落地后其顶端的闪光灯以每分钟闪动55下的频率发出白色的闪亮,可以连续闪光25小时;假如落在海里飞船上配备的染色剂会把飞船周围的海域染成绿色荧光区,便于飞机搜索。

细节:洞开生之门

1967年1用月27日,美国阿波罗4A飞船和土星5号火箭进入了倒计时,突然通话器传来密封舱员呼救:“着火了!”“快放我们出去!”但等救援人员跑去打开舱门时,飞船里的3名航天虽已全部被烧死。

这只是—次地面联会模拟飞行试验,就让美国损失了3名航天员。阿波罗飞船座舱里气压较低,着火后,舱内形成负压,无论里面还是外面在短时间里都无法打开门。

中国的神舟飞船的舱门无论从里面还是从外面,不超过3秒钟就能迅速打开。

生之大门因为一个小小的细节而洞开。但是这个门可能有几百上千种方案和样式,你必须有能力和智慧选择出最佳的一种。

这个门如果宽—点航天员逃生可能更为顺利,但它可能因为大而密封不严从而造成隐患;这个门可能因为密封很好而让人放心,但它可能因为过于密封而开启困难。矛盾、芜杂、纷乱,有时候可能你向左了就不能向右,这时候就必须在针锋相对中进行趋利避害的选择。

而选择的智慧不是天生的,它来自于反复的实践。神舟飞船的降落伞是目前世界上正在使用的降落伞中最大的一种。它展开有1200平方米,它的每一个针脚都要求一致、细密,为了保持一致性,有的活必须一个人从头到底。据说,一个缝纫女工一年只能缝一面伞。

降落伞对于航天员的生命是至关重要的。1948年6月11日,美国发射的—只猴子在回收过程中,由于降落伞无法张开被活活摔死。

大沙漠试验场上,伊尔76大型运输机从1万米的高空把模拟返回舱抛下。主伞先开一个小口,慢慢地全部撑开,此时五彩缤纷的主伞铺开在蓝天上,返回船悠悠然地向下飘落。在落地的一刹那,返回舱上的切割器“咔喳”一声切断伞绳吊带,1200平方米的降落伞如一片彩云随风而走。

如此情景反复实验了70多次,但科学家们还是不放心,特意配备了2名“大刀手”,一旦伞绳不能自动切断,大刀手就要冲上前去飞刀断绳。

如果返回舱落在水里,伞舱正在航天员头部的上方,水就会涌进伞舱里,使返回舱沉没。设计师妙思解难,设计出一种特殊的排水功能。伞舱底部被装了一个气囊,返回舱落水里气囊就会自动充气,膨胀成一个体积为150升的大气包,不仅能把水挤出伞舱,还能24小时充当浮筏,让返回舱漂浮起来。

一个细节和一个细节之间如连环锁一样紧紧相扣,它托起的是航天员的生命。

飞船环境:承载生命重量

内蒙古大沙漠,“神舟”五号空投实验。飞船返回舱从高空抛下,溅起一股沙尘。

科技人员跑过去舱门,一股刺鼻的白烟窜出来。“像火药燃烧的味道。”一位科技人员回忆。

这是一次偶然发现,但这个发现是致命的。返回舱舱内有害气体严重超标,其主要成分是一氧化碳。

飞船必须给人提供一个像地球一样的生存、生活和工作的小环境,否则,人在太空是连一分钟也不能生存的,

飞船舱内的空气必须是新鲜的,这是第一要素。航天员所呼吸的空气是由飞船自身携带有氧气瓶和氮气瓶提供的,通过舱内安装的压力调节系统,不断地为座舱补充氧气和氮气。使舱内的大气成分和压力始终保持在适当的范围内,同时,舱内的通风净化设备不停地将航天员呼出的二氧化碳等废气进行过滤和净化。

这股意外的臭气从何而来,为什么神舟一号、神舟二号没有发现?后来一分析。发射无人飞船时,返回舱要在落地一段时间后才开舱。那时味道已散开了,所以问题没有进入研究的视野。

飞船总指挥袁家军、总设计师戚发韧的亲自带领盘查,发现气体来自两处一是火工品工作时间舱内泄漏的燃气,二是从舱内非金属材料排泄出有害气体。

改进是必然的,但这意味着所有的密封结构设计、垫圈选择和安装工艺等都要重新来过。

“堵”是重要的,但更重要的是要把有害的气体排出去。他们在飞船返回舱身上钻通一个个的小孔,这些小孔的奥秘是,既能把有害气体排出舱外,又能保证舱外的气体流不进舱内来,保持密封。

就这样的一个问题,攻关小组竟工作了两年才完全解决。

飞船上有了人,湿度问题随之而来。人呼吸、排汗每天可产生1公斤多的水汽。这些水汽在飞船的舱壁、仪表表面凝成雾,电气设备就会短路。

因为没有载过人,所以没有考虑到人的呼吸和汗气会造成如此大的影响,原先的设计中,许多电缆接插件没有防水功能。

所有电缆接插件都做了模拟结露结水试验,以找出会出问题部位。有趣的是科技人员发现,婴儿尿不湿的纤维织物对吸水吸湿很有作用,于是类似的材料被聪明的用在飞船上。

一个飞船有20多个“窗口”,它们有舷窗、伞舱、发动机舱口,每一个窗口都是一种考验,都可能隐藏着一种危险。这些窗口必须是密闭的,又要是防热的。

舷窗在设计者的手里变成了多层,最外层采用耐高温的材料,这种外层玻璃只隔热但不密封,中间多层玻璃之间采用真空密封设计,类似于暖水瓶。

太空卧室:让机器充满人性

戚发轫为航天员设计的家周到、美丽。

飞船座舱内仪表是黑色的、走电线的内壁是铁灰色,座椅的四周是乳白色的舱内的照明灯也是乳白色的,灯管的外面还罩漂亮花纹的灯罩。但是每一样材料的选用完全不同于家庭装修,材料的用与不用,都有科学依据。舱内照明舍弃了白炽灯,因为它可以产生热量,现在用的是冷光源的U形荧光灯,既明亮又不刺眼。灯罩的作用是收集灯管破裂后的碎片,并使亮度二次均匀分布。

航天员在飞船上的坐姿始终是窝着的,身体被紧紧地束缚在太空椅上,手臂能够到的地方有限,飞船上的仪表台、控制台、按钮的安放都比较矮,航天员不用改变身体的姿式就有能够到。太空椅边还放置了一根小棒,如果手臂够不到,就用小棒,就可以控制开关。

航天员因为戴了手套,手指要比一般人粗些,因此飞船上各种按钮和开关的尺寸都做得比地面上的大,之间的间隙也很大。

何宇、朱光辰、柯伦被称为“飞船工程师”。何宇坐上宇航椅,立即发现从这个位置上够到操作板是不容易的。于是进行了改进。从飞船轨道舱到返回舱,都安有扶手、脚蹬子,便于航天员经过时使用。但当飞船工程师们穿上笨重的航天服时,发现腿打不了弯儿,脚蹬子的距离就显得太大了,脚蹬子因此多了几个,不用的时候还可折叠收起,方便了航天员的进出。

飞船报警的时候屏幕上的汉字,字体是仿宋体而没有用黑体。仿宋字比较柔和,可以缓解感官上的刺激,报警语句最多不会超过9个字,用的是女中音,让人听起来会感觉到沉稳和踏实。

飞船发射前的几小时,何宇等人最后一次进入飞船,检查阀门、按键、照明灯、仪表显示,然后郑重地在确认单上签上自己的名字。

箭之美

本报驻京记者吴晨光 张丽

站在高高的火箭发射塔架下面,任大漠之风吹过头发,火箭系统总指挥黄春平略显踌躇。在他的65个年轮里,有39个与航天密切不分。

“这是一个大喜大悲的工作。”他说,“每临射之前,我的口袋里都装着速效救心丸。”

他曾经4次成功地神舟飞船送入宇宙。“现在更不能失败。我们失败不起。”他说,“当我---还有火箭实验大队的队员们——看到航天员登上飞船的一刻,再不用任何人强调这次飞行的重要。”

最后一次“总检”

10目2日15时30分,长征二号F火箭的第五次总检查开始了。还有不到300小时,它将带着“神舟”五号飞向苍穹。

在基地的飞行指挥控制中心,标有“航天发射指挥监控系统”的电子大屏幕突然亮起来。在屏幕上,你会看到9块大小不等的显示器,其中5块是对火箭或飞船某—部位的即时监测录像---可以随时变换;另外4块上呈现着重要数据,比如测试的阶段、口令和时间。

斑澜的图像让单调的中控室变得生动起来。身着白色工作服的人们穿梭着,进入标有红色警戒线的地带,这是他们的岗位。每个人都会用手快速触摸“放电棒”,卸去可能干扰信号的静电。

“-3小时准备!ACI号,请接通变频!”坐在大屏幕左侧一岗上的战士传达着口令。

“变频接通!”扬声器传来执行者的回复。

“明白!”一岗回答。

“-40分钟准备!AC4号,请检查加进器压力!”

“AC4报告:检查完毕!”

“明白!”

口令在继续。好,一切正常。

“这次总检之后,火箭将和‘神舟'对接。”黄春平说,“‘长二F'的五大电器系统---推进、控制、遥测、逃逸和故障检测,今天会被再一次考验。除了点火起飞、以及飞行中的物体分离之外,检测和发射时的状态基本一致。”

载人航天工程七大系统的总工程师王永志严肃地坐在后排。但这毕竟是一次模拟飞行,紧张还留在13天之后。

“-20分钟准备……-10分钟准备……10.9、8.7……”

很好,一切正常。

“从火箭起飞前8小时开始,我们就用倒记时表示离点火的时间。”火箭系统总设计师刘竹生说,“它很直观,但给每个人增加了无形压力。”

“……AB3号,准备起飞!”

“点火,起飞”!大屏幕的文字令人心跳。设想中的长箭冲向苍穹。好极了,一切正常。

斜阳挂在湛蓝的天上。窗外,“神五”发射塔架在戈壁中耸立,这个巨大的钢铁之物被阳光镀上一层金色。

黄色的电子计时板在跳跃。大屏幕上的时间:升空后120秒。逃逸塔与火箭分离。好,一切正常。

140秒,助推器分离。

160秒,一二级分离。

200秒,整流罩分离。

580秒,想象中的“长二F”火箭与神舟五号飞船成功分离。

真是好极了,一切正常。

王永志淡淡一笑。基地首长笑笑。黄春平和刘竹生点点头。央视记者不失时机地把话筒递了上去。

检测仅用了1小时。没有飞船的参与,程序被简化了。(由于涉及保密工作,文中的代号、口令及技术参数做了处理,并非真实数据——记者注)

10万人的结晶

基地与北京有着1小时的时差。早晨7时整,明亮的太阳会从地平线上跳出来,叫醒火箭实验大队的28—多名队员。

自助早餐很丰盛,相当于星级宾馆。“我们的采购人员会开车花24小时穿越戈壁,买来新鲜的蔬菜和水果。”实验队临时党委副书记罗北庆说。

8时45分,贴有“神箭”标志的大巴车会在队员们的宿舍--神舟宾馆---前准时等候。而后车子行进2公里,越过黑可,进入厂区。

这里把上班称为“上前线”,厂区是“阵地”,领导人则是“总指挥”。2003年8月2O日,队员们从大本营---位于北京南郊的中国火箭技术研究院,坐着专列来到基地。“我们的日程已被提前安排好,”实验队总调度倪海龙说,“但也会有些微调,比如火箭出现故障时。”

七大系统构成了中国载人航天工程(参见相关资料表格),运载火箭系统是其中之一。“系统之间需要协调,”倪海龙说。每天17时30分,他会准时参加实验大队内部的例会,安排次日工作;与其他六个系统的协调会,则放在每天18时进行。

“火箭与飞船的关系最密切。”黄春平说,“因为箭、船要对接,像乘客和公交车的关系。”

珠联壁合的对接要协调好三种接口---机械接口、供电系统接口及软件接口。连接直径的数值是多少?卡头是怎样的?接点又是什么样的?……这些是前两种接口需要解决的问题,对于第三种接口,则需要信息的有效传递——比如火箭出了问题,必须由逃逸系统指令飞船尽快脱离险区。

“箭、船两个系统的主任设计师,会以文字形式对此严格作出规定。”黄春平说,“那些初始参数被奉为金科玉律。”

每个火箭实验队员都知道:在七个系统中,火箭是最基础的部分。“一旦这个系统发生了问题,一切将灰飞烟灭。”黄春平感叹道,“载人火箭是不败工程。”

自20世纪50年代开始,在某一型号的火箭上就执行着总指挥负责制。65岁的黄春平在实验大队拥有决策权,他的副手刘宇是一位沉稳帅气的中年男士。

而在技术层面上,64岁的刘竹生担当着系统的首席人物。人们称他为总设计师。火箭总体副总设计师剂木春、控制系统副总师孙凝生是刘的得力助手。副总之下,是各系统的正副主任设计师。而各系统的设计员们,承担着火箭技术的最基层工作。

这个实验大队里,还有负责新闻报道的内刊记者及摄像师。

“很难确切统计,共有多少人参与到‘长二F'的设计和生产中。”刘竹生说,“如果算上生产元件的90多个厂家,恐怕不下10万人。”

所以,尽管其中一个人认真工能起到的作用微乎其微,但只要某个人有一点疏忽,就可能给火前乃至七大系统带来灭顶之灾。

很多实验队员因此患上了“火箭综合征”:临发射前3个小时,开始口干,要不停地喝冷水——即使在零下20多度的冬天;还有手心出汗、不停上厕所;在发射成功之后,他们又会抱在一起疯狂的哭笑。

“发射‘神五”之前,人们比前四次更紧张。”罗北庆说,“下班后也没人打牌——队员们借此证明自己的全心投入。过去,玩扑克一直是他们放松的重要方式。”

调整队员们的情绪是罗北庆的工作之一。10月3日上午,他走进戈壁寻找美丽的胡杨林。“我们已经做了一本名册,上面有280多个队员的名字。”他说,“我们准备附上照片。胡杨——能代表戈壁的植物,应该是拍照最好的背景。”

故检与逃逸:力保航天员安全

当“长二F”竖立在厂房里时,你看不到它的全貌。

火箭太庞大了,从基座到顶端,需要坐电梯跨越7个楼层。它长达58.3米,直径2.25-3.35米,起飞总质量为580多吨,身上装有4万多只元器件,价值约2亿人民币。

它的身体呈明亮的乳白色。这与绘在上面的五星红旗,构成了一幅完美图画。

哨兵时刻巡逻在火箭的身边,想与之会影的人会被坚决制止。

“所谓‘长',是指它的名字‘长征号';‘二'是火箭的级数---这是一发两级火箭,还有些火箭是一级或三级。”刘竹生说,“而‘F'是序号。”

那么,我们的“神箭”神在何处?

“它采用了55项新技术,其中10项达到国际先进水平。”黄春平说,“它丝毫不逊色于俄罗斯的同类火箭。”

“‘长二F'的可靠性达到0.97,安全性是0.997。”刘竹生说,“这意味着,发射100次会有97次成功;即使失败1000次,航天员也可以被成功逃离997次。”

与不载人的商用火箭相比,“长二F”有着两个特有的重要系统---故障诊断(又称故障检测)系统及逃逸系统:通过故检系统,可以随时监测火箭的各项参数,判断其工作是否正常。如果情况不妙,故检系统会向逃逸系统发出指令,后者将把飞船迅速带离危险区。

“故检系统的原理很简单,就像你去医院体检,仪器会为你测量体温、血压等各项指标。”刘竹生说。

但这里的问题是,首先如何选择参数--判断人是否发烧用体温,判断火箭的故障该用哪些数值?在整个火箭中,能够遥测的参数不下1000个。二是“门槛值”——人的体温超过摄氏37度被认为是发烧,而火箭的某个参数达到了怎样的值,才算出了问题?

“参数来源于两个方面,一是火箭自身的判断,二是地面控制系统的判断。”故检系统主任设计师张智说,“‘箭上判断'的能力有限,主要针对火箭过载下降--这表现为加速度越来越慢——是发动机系统出了问题;还有姿态失稳——火箭偏离轨道或者翻了跟头,这是火箭的控制系统的问题。”

地面控制系统的判断,则分为待发和上升两个阶段。待发段容易出现的问题是:推进剂泄漏、火箭着火、火箭倾倒、发动机紧急关机等。它们很容易判断,因为火箭上有数据线与控制系统相联,甚至肉眼就能一目了然。出现问题时,一线人员会上报指挥员、指挥长直到总指挥。

而在上升段,危险来自发动机着火、停止工作,或者整流罩打不开把飞船困在其中。

“如果火箭在上升段起火,温度和热流参数将通过箭上的传感器传到地面的计算机里。”张智说,‘测控人员根据参数的变化,就会命令航天员逃逸。而这个值,是通过多次实验积累而成的。”

箭上判断和地面判断采用“二选一”的原则。只要一个判断系统发现了问题,就会对逃逸系统发出指令。“双保险”是“长二F”的安全性高达0.997的重要原因。

逃逸系统的主要组成部分包括逃逸塔、整流罩、栅格翼和上下支撑机构。“在‘长二F'的顶端,你可以看到一个尖尖的、形状像塔的物体,它被称做逃逸塔。”火箭逃逸系统的主任设计师肖耘说,“逃逸塔与飞船相连,并拥有自己的动力系统,可以带着飞船离危险的火箭。”

在火箭离开地面120秒,行进约39公里之后,逃逸塔会被抛弃。此后火箭出现故障,系统的另一重要部件--整流罩将接替逃逸塔的功能。整流罩同样拥有自己的动力系统,它能把飞船的前两部分---工作禾舱和载入舱安全带离。200秒时,整流罩也会被抛弃,此后飞船可以依靠自己的动力,直接甩掉问题火箭。

肖耘用手指着自己鼻尖,笑笑说:“如果火箭在发射架上就出了问题,航天员可以从飞船进入一条特制的管道,而后垂直滑入地上。管道的设计采用了减速原理,1999年我曾经试过一次,结果不小心蹭破了鼻子。”

“美国没有载人火箭,他们启用了航天飞机。”张智说,“美国人的设计理念与中国相反---航天飞机上没有故检和逃逸系统。他们认为:如果飞机的某个部位可能出现问题,就将其换掉,以保证航天器的可靠性接近100%。但很遗憾,挑战者号和哥伦比亚号的爆炸,给这种设计思路蒙上了阴影。”

马上就要发射了,人们对即将升空的“长二F”火箭做最后的检查。“我们熟悉它可能出现的121个问题,”黄春平说,“这些问题是我们总结了长二丙、长二捆等相似型号火箭的经验教训,分析出来的。在这枚火箭出厂前,我们对它做了13次检查;运到基地后又查了9次--包括5次独立检查,4次与飞船系统的联合检测。”

“我们还建立了故障树系统。”刘竹生说,“火箭的七个分系统可能出现的问题,又被化为分系统的子系统可能出现的问题,由此级级下推,直到每个细枝末节。”

飞船升空
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第1个回答  2008-03-03
神舟5号 资料

2003年10月15日9时,中国成功发射第一艘载人飞船神舟五号!21个小时23分钟的太空行程,标志着中国已成为世界上继前苏联/俄罗斯和美国之后第三个能够独立开展载人航天活动的国家。

这一刻,距中国第一艘试验飞船发射3年零329天,距中国载人航天工程立项仅11年零25天。在发射载人飞船之前,前苏联进行了5次不载人的飞船升空试验,美国进行了8次不载人的飞船发射试验。中国的神舟号飞船在进行了4次飞行试验后,就成功地把人送上了太空。

神舟五号飞船的成功发射和着陆,标志着中国载人航天工程取得了历史性的突破。“我们用了10年时间,完成了一个伟大的历史任务,这是中国航天史上一个重要的里程碑,也是中国为和平利用空间作出的重大贡献。”原国家航天局局长栾恩杰说。本回答被提问者采纳
第2个回答  2008-03-05
神舟回眸 -----神舟一号
发射时间:1999年11月20日6时30分7秒

发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,这次发射,是长征系列运载火箭的第59次飞行,也是最近3年连续17次获得成功。

飞船进入轨道所需飞行时间:火箭起飞约10分钟,飞船与火箭分离,进入预定轨道。

返回时间:1999年11月21日3时41分

发射地点:酒泉卫星发射中心

着陆地点:内蒙古自治区中部地区

飞行时间/圈数:21小时11分/14圈

搭载物品: 一是旗类,中华人民共和国国旗、澳门特别行政区区旗、奥运会会旗等;二是各种邮票及纪念封;三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子,此外还有甘草、板蓝根等中药材。

技术应用: 首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试,整体垂直运输至发射场,进行远距离测试发射控制的新模式。我国在原有的航天测控网基础上新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网,也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间,地面测控系统和分布于公海的4艘“远望号”测量船对其进行了跟踪与测控,成功进行了一系列科学试验。
评论反应: 此间评论高度评价中国实施载人航天工程的第一次飞行试验,称其标志着中国航天事业迈出重要步伐,对突破载人航 天技术具有重要意义,是中国航天史上的重要里程碑。

神舟回眸 -----神舟二号
发射时间:2001年1月10日1时0分3秒

发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次发射是长征系列运载火箭第六十五次飞行,也是继一九九六年十月以来中国航天发射连续第二十三次获得成功。

飞船进入轨道所需飞行时间:飞船起飞十三分钟后,进入预定轨道

返回时间:2001年1月16日晚上7时22分

发射地点:酒泉卫星发射中心

着陆地点:内蒙古自治区中部地区

飞行时间/圈数:6天零18小时/108圈

试验项目: 我国第一艘正样无人飞船。飞船由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱段组成。与“神舟”一号试验飞船相比,“神舟”二号飞船的系统结构有了新的扩展,技术性能有了新的提高,飞船技术状态与载人飞船基本一致。据介绍,我国首次在飞船上进行了微重力环境下空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验,其中包括:进行半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长;进行了蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长;开展了植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等。
评论反应: 此次航天飞船发射,是中国载人航天工程的第二次飞行试验,标志着中国载人航天事业取得了新的进展,向实现载人航天飞行迈出了可喜的一步。

神舟回眸 -----神舟三号
发射时间:2002年3月25日22时15分

发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,这次发射是长征系列运载火箭第66次飞行,自1996年10月以来,我国运载火箭发射已经连续24次获得成功。

飞船进入轨道所需飞行时间:火箭点火升空10分钟后,飞船成功进入预定轨道

返回时间:2002年4月1日

发射地点:酒泉卫星发射中心

着陆地点:内蒙古自治区中部地区

飞行时间/圈数:6天零18小时/108圈

搭载物品: 处于休眠状态的乌鸡蛋;进行空间试验的有效载荷公用设备十项,四十四件之多,包括:卷云探测仪、中分辨率成像光谱仪、地球辐射收支仪、太阳紫外线光谱监视仪器、太阳常数监测器、大气密度探测器、大气成分探测器、飞船轨道舱窗口组件、细胞生物反应器、多任务位空间晶体生长炉、空间蛋白质结晶装置、固体径迹探测器、微重力测量仪、有效载荷公用设备。据介绍,微重力测量仪、返回舱有效载荷公用设备是第三次参加飞船试验;空间蛋白质结晶装置、多任务位空间晶体生长炉和轨道舱有效载荷公用设备是第二次参加飞船试验;其余设备均是首次在太空作试验。
试验项目: “神舟”三号是一艘正样无人飞船,飞船技术状态与载人状态完全一致。这次发射试验,运载火箭、飞船和测控发射系统进一步完善,提高了载人航天的安全性和可靠性。飞船上装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。这次发射,逃逸救生系统也进行了工作。这个系统是在应急情况下确保航天员安全的主要措施。飞船拟人载荷提供的生理信号和代谢指标正常,验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统。

神舟回眸 -----神舟四号
发射时间:2002年12月30日0时40分

发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次是长征系列运载火箭的第69次飞行,也是自1996年10月以来,我国航天发射连续第 27次获得成功。

飞船进入轨道所需飞行时间:火箭点火升空十几分钟后,飞船成功进入预定轨道

返回时间:2003年1月5日19时16分

发射地点:酒泉卫星发射中心

着陆地点:内蒙古自治区中部地区

飞行时间/圈数:6天零18小时/108圈

搭载物品: 除了大气成分探测器等19件设备已经参加过此前的飞行试验外,其他的空间细胞电融合仪等33件科研设备都将是首次“上天”。一场筹备了10年之久的两对“细胞太空婚礼”也将在飞船上举行,一对动物细胞“新人”是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,另一对是植物细胞“新人” ———黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体。专家介绍说,在微重力条件下,细胞在融合液中的重力沉降现象将消失,更有利于细胞间进行配对与融合这些“亲热举动”,此项研究将为空间制药探索新方法。

神舟回眸 -----神舟五号
发射时间:2003年10月15日9时整

发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次是长征系列运载火箭第71次飞行,也是继1996年10月以来,我国航天发射连续第29次获得成功。

飞船进入轨道所需飞行时间:9时10分,船箭分离,“神舟”五号载人飞船准确进入预定轨道。

返回时间:2003年10月16日6时28分

发射地点:酒泉卫星发射中心

着陆地点:内蒙古中部阿木古朗草原地区

飞行时间/圈数:21小时/14圈

搭载物品: 除了中国飞天第一人杨利伟外,“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。
试验项目: 神舟5号将尽量减少机舱内的实验项目及仪器,以腾出更多空间来供航天员活动并执行科学观察任务,可以说这一次的任务主要是考察航天员在太空环境中的适应性。
新技术应用: 首次增加了故障自动检测系统和逃逸系统。其中设定了几百种故障模式,一旦发生危险立即自动报警。即使在飞船升空一段时间之后,也能通过逃逸火箭而脱离险境。

神舟回眸 -----神舟六号
发射时间: 2005年10月12日9时0分0秒

发射火箭: 神箭--长征二号F运载火箭

飞船进入轨道所需飞行时间:584秒

返回时间: 10月17日凌晨4时32分

发射地点:酒泉卫星发射中心

着陆地点:四子王草原秋韵

飞行时间/圈数: 115小时32分钟/飞行77圈

搭载物品: 共有8类64种搭载物品,其中包括香港金利来、查氏集团等知名企业标识,搭载的生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子则用于太空育种实验。在开舱仪式现场,6位特殊的“乘客”有机会精彩亮相,它们分别是极地考察时使用过的中国国旗、国际奥委会会旗五环旗、上海世博会会旗、《申报》百年纪念特刊、书画作品《六骏图》和10幅少先队员太空画作品。神舟六号返回舱搭载的物品还有“我给‘神舟’六号航天员写封信征文活动”特等奖作文、共和国元帅特种邮票和神舟六号个性化邮票等邮品以及书画名家的作品等。

技术应用: 飞船的种类非常多,但最常用的是卫星式载人飞船。这种飞船像卫星一样在离地面几百公里的近地轨道上飞行,飞行高度大约为300公里。飞船有单舱式、双舱式和三舱式,目前国际上成熟航天国家的飞船均是三舱式,这次神舟六号就是三舱式飞船,说明中国航天技术已经初步达到国际水平。神舟六号飞船有以下特点:首先是起点很高,飞船具有承载3名航天员的能力;其次是一船多用,航天员返回后,轨道仓可以在无人值守的状态下,作为卫星继续利用半年,甚至可以在今后进行交会对接实验;第三是返回舱的直径大,俄罗斯的直径是2.2米,我国的是2.5米。最后是飞船返回,非常安全,这方面已经进行过全面的测试。总体来看,神舟六号飞船的技术进步是巨大的。技术进步主要反映在:首先是新材料领域,据悉近年来中国在新材料领域所取得的进步上,有2000多种是来自航天领域;其次是电信领域,这方面有硬件设备的进步,也有软件领域的进步,比如编码技术就确保了话音质量和图像的清晰度;第三是图像技术,这些技术可以用于军事领域,也可以用于民用领域;第四是特种食品,航天员的食品研制非常复杂;第五是特种纺织材料,航天服是一个系统,更是高科技的结晶;第六是电子控制系统的进步,飞船是涉及各种复杂子系统的复杂系统,所有系统均需要有电子控制系统进行控制;第七是生物医学体系的进步,载人航天与无人航天有本质上的差异,系统复杂性和可靠性大为不同,神舟六号的成功,表明中国的相关生物医学已经有了巨大的进步。
回答者:zhangyc_007 - 助理 二级 3-8 18:42

神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343公里的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。

由于此次飞行没有交会对接任务,神舟六号取消了用于这项功能的附加段,另外,飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件。

神舟六号的改进大致可以归纳为四个方面:

一、围绕两人多天飞行任务的改进。首先,准备了足量甚至余量的航天员消耗品,包括食品、水、睡袋等。食品柜置于轨道舱中,以前处于空置状态。按照每人每天一个半暖壶的用水量,通过水箱和单独的软包装两种方式准备了航天员用水。其次,提高了座舱的环境控制能力。一人一天呼出近一升水,神舟六号提高了对水汽冷凝的能力,扩大了冷凝水箱,把所有裸露管线都贴上了吸水材料,确保飞船湿度控制在80%以下。舱内的氧气、温度和湿度都可自动感应并调节。

二、轨道舱功能使用方面的改进。放置了很多航天员生活的必需品,如食品加热装置和餐具等。轨道舱中挂有一个睡袋,供两名航天员轮流休息用。失重状态下人其实可以浮在空中睡觉,但考虑到人在地面养成的习惯,所以通过睡袋人为地制造一种“床”的感觉,否则航天员睡觉时可能会产生坠入万丈深渊的错觉。轨道舱中还有一个专门的清洁用品柜,航天员可以用里面的湿巾等物品进行清洁。大小便收集装置这次也是首次使用。

三、提高航天员安全性的改进。返回舱中航天员的坐椅设计了着陆缓冲功能,这是为了在反推火箭发生故障时依然能够保证航天员安全。神舟五号飞船里只有杨利伟乘坐的那个坐椅有着陆缓冲功能,并且有个小的缺陷,就是返回前坐椅提升后航天员难以看到舷窗外的情况。神舟六号对缓冲器进行了重新设计,并与整船结合进行了反复试验,从高塔、飞机上抛下的3次试验每次均获得了成功。返回舱与轨道舱之间的舱门,如果在返回时关闭不严,将威胁航天员安全。俄罗斯曾经有3名航天员因此而丧生。神舟六号科研人员研制成功了舱门密闭快速自动检测装置,并花费了数月时间研制出一种专用抹布,这种布不产生纤维、静电、异味,专门用来清洁舱门。

四、持续性改进。我国载人航天工程于1992年正式启动,至今已经过去了13年,飞船上最初使用的元器件和原材料有的已经不再生产,个别技术已经稍显落伍。神舟六号做了一些日常的持续性改进。比如神舟一号到五号上的“黑匣子”,是1994年研制的,存储容量只有10兆字节。现在的黑匣子不仅存储量比原来大了100倍,而且数据的写入和读出速度也提高了10倍以上,体积却不到原来的一半。

(孙彦新)

神舟六号飞船构成

轨道舱:“多功能厅”

“神舟”飞船的轨道舱是一个圆柱体,总长度为2.8米,最大直径2.25米,一端与返回舱相通,另一端与空间对接机构连接。“神六”的轨道舱之所以被称为“多功能厅”,是因为2名航天员除了升空和返回时要进入返回舱以外,其他时间都在轨道舱里。轨道舱集工作、吃饭、睡觉、盥洗和方便等诸多功能于一体。

逃逸塔:保飞船万全

逃逸救生塔:位于飞船的最前部,高8米。它本身实际上就是由一系列火箭发动机组成的小型运载火箭。在运载飞船的火箭起飞前900秒到起飞后160秒期间�火箭运行距离在0至100公里,一旦发生紧急情况,这个救生塔将紧急启动,拽着“神舟六号”飞船的返回舱和轨道舱与火箭分离,迅速逃离险地,并利用降落伞降落到安全地带。

留轨舱:航天员的“家”

轨道舱:也叫工作舱。其外形为两端带有锥角的圆柱体,它是航天员的“太空卧室”兼“工作间”。它还兼有航天员生活舱和留轨实验舱两种功能,所以也称留轨舱。轨道舱里面装有多种试验设备和实验仪器,可进行对地观测,其两侧装有可收放的大型太阳能电池帆翼、太阳敏感器和各种天线以及各种对接结构,用来把太阳能转换为飞船的能源、与地面进行通讯等。作为航天员的“太空卧室”,轨道舱的环境很舒适,舱内温度一般在17至25摄氏度之间。

返回舱:航天员的“驾驶室”

返回舱:又称座舱,它是航天员的“驾驶室”。是航天员往返太空时乘坐的舱段,为密闭结构,前端有舱门。“神舟六号”完成绕地飞行任务后,两名航天员也将乘坐返回舱回归地球。

推进舱:又叫仪器舱。通常安装推进系统、电源、轨道制动,并为航天员提供氧气和水。推进舱的两侧还装有面积达20多平方米的主太阳能电池帆翼。

下面分别介绍各个舱段的情况:

轨道舱

尺寸:长2.8米,直径2.2米。

神州飞船的轨道舱的外形为圆柱形的。为了使轨道舱在独自飞行的阶段可以获得电力,轨道舱的两侧安装了太阳电池翼,每块太阳翼除去三角部分面积为2.0×3.4米,轨道舱自由飞行时,可以由它提供0.5千瓦以上的电力。轨道舱尾部有4组小的推进发动机,每组4个,为飞船提供辅助推力和轨道舱分离后继续保持轨道运动的能力;轨道舱一侧靠近返回舱部分有一个圆形的舱门,为航天员进出轨道舱提供了通道,不过,该舱门的最到直径仅65厘米,只有身体灵巧、受过专门训练的人才能进出自由。舱门的上面有轨道舱的观察窗。

轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内除备有食物、饮水和大小便收集器等生活装置外,还有空间应用和科学试验用的仪器设备。

返回舱返回后,轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室,它将继续留在轨道上工作半年左右。轨道舱留轨利用是中国飞船的一大特色,俄罗斯和美国飞船的轨道舱和返回舱分离后,一般是废弃不用的。

返回舱

尺寸:长2.00米,直径2.40米(不包括防热层)。

神州飞船的返回舱呈钟形,有舱门与轨道舱相通。放回舱式飞船的指挥控制中心,内设可供3名航天员斜躺的座椅,共航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等,显示飞船上个系统机器设备的状况。航天员通过这些仪表进行监视,并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。轨道舱和返回舱均是密闭的舱段,内有环境控制和生命保障系统,确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体,并将温度和湿度调节到人体合适的范围,确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。

另外,舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。神州好飞船的返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口,一个用于航天员观测窗外的情景,另一个共航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。返回舱的底座是金属架层密封结构,上面安装了返回舱的仪器设备,该底座重量轻便,且十分坚固,在返回舱返回地面进入大气层时,保护返回舱不被炙热的大气烧毁。

推进舱

尺寸:长3.05米,直径2.50米底部直径2.80米

神舟号的推进舱又称设备舱,它呈圆柱形,内部装载推进系统的发动机和推进剂,为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力,还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。两侧各有一对太阳翼,除去三角部分,太阳翼的面积为2.0×7.5米。与前面轨道舱的电池翼加起来,产生的电力将三倍于联盟号,平均1.5千瓦以上,差不多相当于富康AX新浪潮汽车的电源所提供功率。这几块电池翼除了所提供的电力较大之外,它还可以绕连接点转动,这样不管飞船怎样运动,它始终可以保持最佳方向获得最大电力,免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动,这样可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。

设备舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成,它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器,说它们小是和主推进器比,与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。

附加段

附加段也叫过渡段,是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备用的。在载人飞行及交会对接前,他也可以安装各种仪器用于空间探测。

对于附加段现阶段的设备没有官方介绍,但是一些业内人士进行了大胆的推测,如:其中一个半环型装置,据推测是用来安装方形的仪器装置。而三个相互垂直并可伸出的0.4米的探针被推测为可能是导航系统的一部分或对接系统的一部分。因为美国的阿波罗飞船上曾有类似的装置用来进行对接。神舟飞船轨道舱前端可能装有俄罗斯式的对接系统。但这些装置可能只是一种试验型,在将来执行与太空站对接的任务时肯定会被新型对接系统所替换。
第3个回答  2008-03-06
谁也不知道,中国究竟要造一个什么样的载人飞船。

专家们为自己心中的飞船争论不已时,作为飞船总设计师的戚发轫常常陷入两难境地。沉思中他的银白的头发会微微地颤抖地垂落下来。

前苏联和美国从发射无人飞船到建立长期性空间站,历时30多年,经历从无人飞船到永久性空间站5个发展阶段,其间有成功的喜悦也有惨痛的挫败,中国人该怎样迈出自己的第一步?

在中国之前,美国和苏联都把人送上了太空,那么我们的神舟飞船是不是可以在先行者的肩头起步,或者与国外进行技合作项目?

戚发轫说:“没有。我们曾经很想,但没办成。我们就决定:自己干。”

神舟之神

点火:上演生死时速

“零故障、零缺陷”在地面上可以做到,但只要一上天,有很多事就难以预测了。

“挑战者”号爆炸的烈焰每一个航天人都不敢忘记。

李颐黎是神舟应急救生系统的主任,他要考虑的是从待发射、上升、运行和返回着陆的救生对策。

飞船发射的瞬间可以说是千钧一发。设计师们根据世界载人航天历史上的失败教训认定,此时的危险源主要是火箭或飞船推进剂泄漏、着火,火箭发生故障等,航天员该如何尽快逃离。

发射前最后5分钟。航天员系好束带,关闭头盔面罩,戴好手套,两手抱膝静坐等待升空。

突然故障检测系统报告出现紧急情况,航天员迅速从座椅处攀上近2米高的舱口,快速打开飞船舱门,以最快速度钻出飞船。飞船舱门正对着第九层发射塔架,旁边有一个航天员专用防爆电梯,但是没电。航天员快速跑到撤离滑道口,纵身向几十米的紧急撤离滑道跳下去……

这是逃生演习中的一幕。

紧急撤离滑道是一个钢套管和高弹力阻燃材料救生袋制造的高约50米的细长的尼龙口袋,航天局叉开双腿,用肘部及手使劲撑住袋壁,以便下滑得慢一点。尼龙口袋里层是张力为钢材的10倍特殊纤维层,只要用力撑,就可以控制下滑速度或者停止,防止溜得太快太远而摔伤。

尼龙滑道是湿的。这是为了磨擦产生静电面浇湿的,航天员从口袋里钻出来,到达发射架下的地下掩蔽室,至此,航天员就安全了。

但这只是在时间允许的情况下的逃离办法,火箭一旦点火,就不可能再停下来。神舟五号的救生办法是:火箭顶端的逃逸塔迅速点火,拉着飞船以超过火箭几倍的速度逃离火箭。逃逸塔上四个又轻又薄不会变型的栅翼格会自动打开,控制飞船稳定飞行。

逃逸塔的作用是火箭点火的前5分钟到起飞后120秒钟,也就是飞行高度0公里至39公里,帮助航天员脱离危险区。在世界载人航天史上,逃逸塔只被使用过两次。

回家:闯过死亡关口

飞上207公里的飞船就进入入轨轨道了。浩淼的太空离地球很远,但并不意味着没有危险。

一个可能是飞船失去控制,飞向更远的太空回不了家;第二个可能是飞船的航天员座舱被流星或太空垃圾击穿;第三个可能是飞船上的某个阀门泄漏。

1960年5月15日,前苏联首次发射了无人驾驶的卫星式飞船1号,飞船姿态控制系统故障,制动火箭点火后将返回舱推向了更高的轨道,1962年9月5日飞船才返回大气层并烧毁。

回家和上天,一样充满风险。返回是载人飞船的事故多发段,不少航天员在回家途中死去。

飞船控制专家陈祖贵的四个摞起来有30厘米厚大本子上写满了计算公式。他要给飞船安上“眼睛”和“大脑”。他习惯了人们这样和他见面打招呼:“飞船能不能回来?”

2001年1月,神舟二号飞船返回的前一圈,突然发生飞船发生震荡,返回姿态不稳,轨道舱泄压,此时距离飞船的返回只有一个半钟头了。指挥大厅的空气几乎凝固。陈祖贵拿出可信的数据,说明飞船完全在控制之中,可以发出“回收”命令。果然,一切如常。

神舟飞船的落点范围精确在了正负10公里左右,这相当于打靶发十环的水平,而俄罗斯的水平是30多公里。

据说,为了让摄影师拍摄到飞船在火红的晚霞中徐徐降落的情景,制导导航专家们特意设计了偏航机动技术。按推算,神舟一号的最佳发射窗口时间是上午,那么飞船就会在漆黑的晚上返回。而使用偏航机动技术,就无需考虑发射窗口,它可以在任何时间发射。当神舟一号降落在晚霞中的大草原时,没有人想到,科学和浪漫竟然会结合得如此完美。

假如返回座舱发生泄漏,神州五号的控制面板会发出压力报警信号,航天员必须在10分钟内穿好航天服,接通供气管。航天服可连续6个小时保证航天员的氧气供应。在这6小时内,飞船可以在10个应急着陆场中选择着陆。

假如险情十分紧急,飞船可以启动立即返回功能,设计师保证飞船有2个小时的时间,瞄准第一个来得及着陆的地区着陆。

假如2台变轨发动机发生放障,另两台会立即补上;假如4台发动机者停火,另有8台小发动机,足以让飞船完成自动调姿,顺利返回。

假如着陆缓冲发动机不工作,返回舱底部安装的Y高度仪会使缓冲发动机点火,给飞船一个向上抬的力,足以让航天员安然着陆。万一发动机不点火,航天员的座椅下部胀环式缓冲器,能够起到“弹簧”的作用。

返回舱里为航天员准备了所有能够想到的救生物品:远距离呼救电台、Cpp定位仪、信号枪、闪光标位器、太阳反光镜、光烟信号管、海水染色剂,急救药包、蛇伤自救盒、蚊虫驱避剂、食品、饮水、指北针、抗风火柴、防尘太阳镜、引火物、救生船、渔具、驱鲨鱼剂、抗浸防寒飘浮装备、救生手册等、救生手枪、生存刀。

飞船落地后其顶端的闪光灯以每分钟闪动55下的频率发出白色的闪亮,可以连续闪光25小时;假如落在海里飞船上配备的染色剂会把飞船周围的海域染成绿色荧光区,便于飞机搜索。

细节:洞开生之门

1967年1用月27日,美国阿波罗4A飞船和土星5号火箭进入了倒计时,突然通话器传来密封舱员呼救:“着火了!”“快放我们出去!”但等救援人员跑去打开舱门时,飞船里的3名航天虽已全部被烧死。

这只是—次地面联会模拟飞行试验,就让美国损失了3名航天员。阿波罗飞船座舱里气压较低,着火后,舱内形成负压,无论里面还是外面在短时间里都无法打开门。

中国的神舟飞船的舱门无论从里面还是从外面,不超过3秒钟就能迅速打开。

生之大门因为一个小小的细节而洞开。但是这个门可能有几百上千种方案和样式,你必须有能力和智慧选择出最佳的一种。

这个门如果宽—点航天员逃生可能更为顺利,但它可能因为大而密封不严从而造成隐患;这个门可能因为密封很好而让人放心,但它可能因为过于密封而开启困难。矛盾、芜杂、纷乱,有时候可能你向左了就不能向右,这时候就必须在针锋相对中进行趋利避害的选择。

而选择的智慧不是天生的,它来自于反复的实践。神舟飞船的降落伞是目前世界上正在使用的降落伞中最大的一种。它展开有1200平方米,它的每一个针脚都要求一致、细密,为了保持一致性,有的活必须一个人从头到底。据说,一个缝纫女工一年只能缝一面伞。

降落伞对于航天员的生命是至关重要的。1948年6月11日,美国发射的—只猴子在回收过程中,由于降落伞无法张开被活活摔死。

大沙漠试验场上,伊尔76大型运输机从1万米的高空把模拟返回舱抛下。主伞先开一个小口,慢慢地全部撑开,此时五彩缤纷的主伞铺开在蓝天上,返回船悠悠然地向下飘落。在落地的一刹那,返回舱上的切割器“咔喳”一声切断伞绳吊带,1200平方米的降落伞如一片彩云随风而走。

如此情景反复实验了70多次,但科学家们还是不放心,特意配备了2名“大刀手”,一旦伞绳不能自动切断,大刀手就要冲上前去飞刀断绳。

如果返回舱落在水里,伞舱正在航天员头部的上方,水就会涌进伞舱里,使返回舱沉没。设计师妙思解难,设计出一种特殊的排水功能。伞舱底部被装了一个气囊,返回舱落水里气囊就会自动充气,膨胀成一个体积为150升的大气包,不仅能把水挤出伞舱,还能24小时充当浮筏,让返回舱漂浮起来。

一个细节和一个细节之间如连环锁一样紧紧相扣,它托起的是航天员的生命。

飞船环境:承载生命重量

内蒙古大沙漠,“神舟”五号空投实验。飞船返回舱从高空抛下,溅起一股沙尘。

科技人员跑过去舱门,一股刺鼻的白烟窜出来。“像火药燃烧的味道。”一位科技人员回忆。

这是一次偶然发现,但这个发现是致命的。返回舱舱内有害气体严重超标,其主要成分是一氧化碳。

飞船必须给人提供一个像地球一样的生存、生活和工作的小环境,否则,人在太空是连一分钟也不能生存的,

飞船舱内的空气必须是新鲜的,这是第一要素。航天员所呼吸的空气是由飞船自身携带有氧气瓶和氮气瓶提供的,通过舱内安装的压力调节系统,不断地为座舱补充氧气和氮气。使舱内的大气成分和压力始终保持在适当的范围内,同时,舱内的通风净化设备不停地将航天员呼出的二氧化碳等废气进行过滤和净化。

这股意外的臭气从何而来,为什么神舟一号、神舟二号没有发现?后来一分析。发射无人飞船时,返回舱要在落地一段时间后才开舱。那时味道已散开了,所以问题没有进入研究的视野。

飞船总指挥袁家军、总设计师戚发韧的亲自带领盘查,发现气体来自两处一是火工品工作时间舱内泄漏的燃气,二是从舱内非金属材料排泄出有害气体。

改进是必然的,但这意味着所有的密封结构设计、垫圈选择和安装工艺等都要重新来过。

“堵”是重要的,但更重要的是要把有害的气体排出去。他们在飞船返回舱身上钻通一个个的小孔,这些小孔的奥秘是,既能把有害气体排出舱外,又能保证舱外的气体流不进舱内来,保持密封。

就这样的一个问题,攻关小组竟工作了两年才完全解决。

飞船上有了人,湿度问题随之而来。人呼吸、排汗每天可产生1公斤多的水汽。这些水汽在飞船的舱壁、仪表表面凝成雾,电气设备就会短路。

因为没有载过人,所以没有考虑到人的呼吸和汗气会造成如此大的影响,原先的设计中,许多电缆接插件没有防水功能。

所有电缆接插件都做了模拟结露结水试验,以找出会出问题部位。有趣的是科技人员发现,婴儿尿不湿的纤维织物对吸水吸湿很有作用,于是类似的材料被聪明的用在飞船上。

一个飞船有20多个“窗口”,它们有舷窗、伞舱、发动机舱口,每一个窗口都是一种考验,都可能隐藏着一种危险。这些窗口必须是密闭的,又要是防热的。

舷窗在设计者的手里变成了多层,最外层采用耐高温的材料,这种外层玻璃只隔热但不密封,中间多层玻璃之间采用真空密封设计,类似于暖水瓶。

太空卧室:让机器充满人性

戚发轫为航天员设计的家周到、美丽。

飞船座舱内仪表是黑色的、走电线的内壁是铁灰色,座椅的四周是乳白色的舱内的照明灯也是乳白色的,灯管的外面还罩漂亮花纹的灯罩。但是每一样材料的选用完全不同于家庭装修,材料的用与不用,都有科学依据。舱内照明舍弃了白炽灯,因为它可以产生热量,现在用的是冷光源的U形荧光灯,既明亮又不刺眼。灯罩的作用是收集灯管破裂后的碎片,并使亮度二次均匀分布。

航天员在飞船上的坐姿始终是窝着的,身体被紧紧地束缚在太空椅上,手臂能够到的地方有限,飞船上的仪表台、控制台、按钮的安放都比较矮,航天员不用改变身体的姿式就有能够到。太空椅边还放置了一根小棒,如果手臂够不到,就用小棒,就可以控制开关。

航天员因为戴了手套,手指要比一般人粗些,因此飞船上各种按钮和开关的尺寸都做得比地面上的大,之间的间隙也很大。

何宇、朱光辰、柯伦被称为“飞船工程师”。何宇坐上宇航椅,立即发现从这个位置上够到操作板是不容易的。于是进行了改进。从飞船轨道舱到返回舱,都安有扶手、脚蹬子,便于航天员经过时使用。但当飞船工程师们穿上笨重的航天服时,发现腿打不了弯儿,脚蹬子的距离就显得太大了,脚蹬子因此多了几个,不用的时候还可折叠收起,方便了航天员的进出。

飞船报警的时候屏幕上的汉字,字体是仿宋体而没有用黑体。仿宋字比较柔和,可以缓解感官上的刺激,报警语句最多不会超过9个字,用的是女中音,让人听起来会感觉到沉稳和踏实。

飞船发射前的几小时,何宇等人最后一次进入飞船,检查阀门、按键、照明灯、仪表显示,然后郑重地在确认单上签上自己的名字。

长箭之美

本报驻京记者吴晨光 张丽

站在高高的火箭发射塔架下面,任大漠之风吹过头发,火箭系统总指挥黄春平略显踌躇。在他的65个年轮里,有39个与航天密切不分。

“这是一个大喜大悲的工作。”他说,“每临射之前,我的口袋里都装着速效救心丸。”

他曾经4次成功地神舟飞船送入宇宙。“现在更不能失败。我们失败不起。”他说,“当我---还有火箭实验大队的队员们——看到航天员登上飞船的一刻,再不用任何人强调这次飞行的重要。”

最后一次“总检”

10目2日15时30分,长征二号F火箭的第五次总检查开始了。还有不到300小时,它将带着“神舟”五号飞向苍穹。

在基地的飞行指挥控制中心,标有“航天发射指挥监控系统”的电子大屏幕突然亮起来。在屏幕上,你会看到9块大小不等的显示器,其中5块是对火箭或飞船某—部位的即时监测录像---可以随时变换;另外4块上呈现着重要数据,比如测试的阶段、口令和时间。

斑澜的图像让单调的中控室变得生动起来。身着白色工作服的人们穿梭着,进入标有红色警戒线的地带,这是他们的岗位。每个人都会用手快速触摸“放电棒”,卸去可能干扰信号的静电。

“-3小时准备!ACI号,请接通变频!”坐在大屏幕左侧一岗上的战士传达着口令。

“变频接通!”扬声器传来执行者的回复。

“明白!”一岗回答。

“-40分钟准备!AC4号,请检查加进器压力!”

“AC4报告:检查完毕!”

“明白!”

口令在继续。好,一切正常。

“这次总检之后,火箭将和‘神舟’对接。”黄春平说,“‘长二F’的五大电器系统---推进、控制、遥测、逃逸和故障检测,今天会被再一次考验。除了点火起飞、以及飞行中的物体分离之外,检测和发射时的状态基本一致。”

载人航天工程七大系统的总工程师王永志严肃地坐在后排。但这毕竟是一次模拟飞行,紧张还留在13天之后。

“-20分钟准备……-10分钟准备……10.9、8.7……”

很好,一切正常。

“从火箭起飞前8小时开始,我们就用倒记时表示离点火的时间。”火箭系统总设计师刘竹生说,“它很直观,但给每个人增加了无形压力。”

“……AB3号,准备起飞!”

“点火,起飞”!大屏幕的文字令人心跳。设想中的长箭冲向苍穹。好极了,一切正常。

斜阳挂在湛蓝的天上。窗外,“神五”发射塔架在戈壁中耸立,这个巨大的钢铁之物被阳光镀上一层金色。

黄色的电子计时板在跳跃。大屏幕上的时间:升空后120秒。逃逸塔与火箭分离。好,一切正常。

140秒,助推器分离。

160秒,一二级分离。

200秒,整流罩分离。

580秒,想象中的“长二F”火箭与神舟五号飞船成功分离。

真是好极了,一切正常。

王永志淡淡一笑。基地首长笑笑。黄春平和刘竹生点点头。央视记者不失时机地把话筒递了上去。

检测仅用了1小时。没有飞船的参与,程序被简化了。(由于涉及保密工作,文中的代号、口令及技术参数做了处理,并非真实数据——记者注)

10万人的结晶

基地与北京有着1小时的时差。早晨7时整,明亮的太阳会从地平线上跳出来,叫醒火箭实验大队的28—多名队员。

自助早餐很丰盛,相当于星级宾馆。“我们的采购人员会开车花24小时穿越戈壁,买来新鲜的蔬菜和水果。”实验队临时党委副书记罗北庆说。

8时45分,贴有“神箭”标志的大巴车会在队员们的宿舍--神舟宾馆---前准时等候。而后车子行进2公里,越过黑可,进入厂区。

这里把上班称为“上前线”,厂区是“阵地”,领导人则是“总指挥”。2003年8月2O日,队员们从大本营---位于北京南郊的中国火箭技术研究院,坐着专列来到基地。“我们的日程已被提前安排好,”实验队总调度倪海龙说,“但也会有些微调,比如火箭出现故障时。”

七大系统构成了中国载人航天工程(参见相关资料表格),运载火箭系统是其中之一。“系统之间需要协调,”倪海龙说。每天17时30分,他会准时参加实验大队内部的例会,安排次日工作;与其他六个系统的协调会,则放在每天18时进行。

“火箭与飞船的关系最密切。”黄春平说,“因为箭、船要对接,像乘客和公交车的关系。”

珠联壁合的对接要协调好三种接口---机械接口、供电系统接口及软件接口。连接直径的数值是多少?卡头是怎样的?接点又是什么样的?……这些是前两种接口需要解决的问题,对于第三种接口,则需要信息的有效传递——比如火箭出了问题,必须由逃逸系统指令飞船尽快脱离险区。

“箭、船两个系统的主任设计师,会以文字形式对此严格作出规定。”黄春平说,“那些初始参数被奉为金科玉律。”

每个火箭实验队员都知道:在七个系统中,火箭是最基础的部分。“一旦这个系统发生了问题,一切将灰飞烟灭。”黄春平感叹道,“载人火箭是不败工程。”

自20世纪50年代开始,在某一型号的火箭上就执行着总指挥负责制。65岁的黄春平在实验大队拥有决策权,他的副手刘宇是一位沉稳帅气的中年男士。

而在技术层面上,64岁的刘竹生担当着系统的首席人物。人们称他为总设计师。火箭总体副总设计师剂木春、控制系统副总师孙凝生是刘的得力助手。副总之下,是各系统的正副主任设计师。而各系统的设计员们,承担着火箭技术的最基层工作。

这个实验大队里,还有负责新闻报道的内刊记者及摄像师。

“很难确切统计,共有多少人参与到‘长二F’的设计和生产中。”刘竹生说,“如果算上生产元件的90多个厂家,恐怕不下10万人。”

所以,尽管其中一个人认真工能起到的作用微乎其微,但只要某个人有一点疏忽,就可能给火前乃至七大系统带来灭顶之灾。

很多实验队员因此患上了“火箭综合征”:临发射前3个小时,开始口干,要不停地喝冷水——即使在零下20多度的冬天;还有手心出汗、不停上厕所;在发射成功之后,他们又会抱在一起疯狂的哭笑。

“发射‘神五”之前,人们比前四次更紧张。”罗北庆说,“下班后也没人打牌——队员们借此证明自己的全心投入。过去,玩扑克一直是他们放松的重要方式。”

调整队员们的情绪是罗北庆的工作之一。10月3日上午,他走进戈壁寻找美丽的胡杨林。“我们已经做了一本名册,上面有280多个队员的名字。”他说,“我们准备附上照片。胡杨——能代表戈壁的植物,应该是拍照最好的背景。”

故检与逃逸:力保航天员安全

当“长二F”竖立在厂房里时,你看不到它的全貌。

火箭太庞大了,从基座到顶端,需要坐电梯跨越7个楼层。它长达58.3米,直径2.25-3.35米,起飞总质量为580多吨,身上装有4万多只元器件,价值约2亿人民币。

它的身体呈明亮的乳白色。这与绘在上面的五星红旗,构成了一幅完美图画。

哨兵时刻巡逻在火箭的身边,想与之会影的人会被坚决制止。

“所谓‘长’,是指它的名字‘长征号’;‘二’是火箭的级数---这是一发两级火箭,还有些火箭是一级或三级。”刘竹生说,“而‘F’是序号。”

那么,我们的“神箭”神在何处?
第4个回答  2008-03-08
2003年10月15日9时,中国成功发射第一艘载人飞船神舟五号!21个小时23分钟的太空行程,标志着中国已成为世界上继前苏联/俄罗斯和美国之后第三个能够独立开展载人航天活动的国家。

这一刻,距中国第一艘试验飞船发射3年零329天,距中国载人航天工程立项仅11年零25天。在发射载人飞船之前,前苏联进行了5次不载人的飞船升空试验,美国进行了8次不载人的飞船发射试验。中国的神舟号飞船在进行了4次飞行试验后,就成功地把人送上了太空。

神舟五号飞船的成功发射和着陆,标志着中国载人航天工程取得了历史性的突破。“我们用了10年时间,完成了一个伟大的历史任务,这是中国航天史上一个重要的里程碑,也是中国为和平利用空间作出的重大贡献。”原国家航天局局长栾恩杰说。

中国航天科技集团载人航天工程办公室主任周晓飞16日表示,“神舟”飞船是我国独立设计和研制的具有完全知识产权的产品。

周晓飞是在国务院新闻办公室16日举行的记者招待会上回答记者提问时作此表示的。他说,研制飞船是掌握高技术的一个标志,表示一个国家具有综合的高技术能力。目前,世界上能够独立实现载人航天的,没有几个国家。

周晓飞说,飞船是一个宏大的系统工程,其带动作用不可估量。不管是对原材料的需求、对各种元件的需求,还是对我国的工业产品以及大型工程的组织和管理水平,都是严峻的考验。整个“神舟”飞船的研制耗时10年,我们克服了很多困难,解决了很多技术难题,经受住了考验。今天看来,我们取得了圆满成功。

中国载人航天工程办公室主任谢名苞在回答记者提问时也表示,与其他国家相比,我们的飞船有我们自己的特点:第一,从设计上看,我国飞船功能一步到位,不像美国和俄罗斯在初期把功能分成几块,一步一步地进行。因为有了前人的基础,所以我们能够一步到位。第二,我国飞船的直径是根据我们的需要设计的,为2.5米,比俄罗斯的要大。这样,航天员在里面比较舒适,也留有发展的余地和空间。第三,我国飞船在设计思想上也与俄罗斯不一样。除把它作为天地往返运输工具之外,我们还用飞船作为科学实验的工具,飞船返回之后有一个留轨舱在太空继续做科学实验。第四,我们的飞船是在这几年设计的,比其他国家的晚一些。因此,我们的设备技术含量,比如电子技术和控制技术含量比那时候要进步得多。

神5不仅仅是神5本身,我觉得神5就是一个里程碑,标志着中国的空间技术、运载火箭技术、整体工业水平和人民的生活水平上了一个大台阶。