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从神舟一号到神舟六号 

央视国际 www.cctv.com  2005年10月12日 12:15 来源:新华社

  对“天”的向往,中华民族坚定而又执着。当日历翻到2003年10月15日,浩瀚太空终于迎来了第一位来自嫦娥故乡的访客——中国航天员杨利伟。

  “从神舟一号到神舟五号,我们每次发射都要进一步优化。我们边研制边进行空间试验,从每次飞行中得到新的东西。”中国载人航天工程总设计师王永志,道出了中华民族“一步登天”的“秘密”。


10月12日9时0分0秒,神舟六号在酒泉卫星发射中心发射升空。 新华社记者赵建伟摄

  神舟一号:横空出世

  1999年11月20日6时30分,中国第一艘不载人的试验飞船——神舟一号,从酒泉卫星发射中心发射升空。经过21小时的飞行,在完成预定的科学试验后,在内蒙古中部地区成功着陆,中国人成功实现了天地往返的重大突破!

  神舟一号飞船座舱内放置有一个高1.70米左右、身着航天服的男性模拟人。这个模拟人是一个感应器,用于收集返回舱在太空中的温度、湿度、氧气等各种试验数据。

  1992年,载人航天工程列入国家计划。在全国各有关部门和科技人员的大力协同下,航天科技人员仅用7年的时间就攻克了载人航天的三大技术难题,即研制成功了可靠性很高的大推力火箭,掌握了载人飞船的安全返回技术,建造了载人太空飞行良好的生命保障系统。

  “我们的飞船比美、苏的晚40年才发射,但飞船技术水平要和他们现在的相当,要体现技术进步,不能照抄,要迎头赶上。”王永志说。

  短短七八年的时间,中国航天人走完了发达国家三四十年所走过的路。

  中国第一艘神舟号无人飞船的发射升空,揭开了中国载人航天技术发展新的一页。

  神舟二号:全新亮相

  神舟二号虽是第二艘无人飞船,但却是中国第一艘正样飞船,也可以说是载人飞船的“最完整版本”,各种技术状态与载人时基本一样。

  飞船在轨飞行7天后返回地面。飞船上进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验,各种仪器设备性能稳定,工作正常,取得了大量数据,飞船技术状态与载人飞船基本一致。

  美国一家报纸发表评论说,随着2001年1月10日,中国成功发射神舟二号飞船,“中国古老的飞天梦想将不仅仅是传说,中国航天员离上天的日子更近了。”

  神舟三号、四号:百折不挠

  神舟三号飞船在产品进场的第4天,出现了飞船穿舱插座信号有一个点不导通的问题。决策者们毅然决定:进度服从质量,推迟发射!

  当飞船船舱内3000多个接点个个导通之后,2002年3月25日,神舟三号飞船发射升空。

  试验结果表明:飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员呼吸和血液循环的重要生理活动参数。轨道舱在太空留轨运行180多天,工作正常,预定试验目标全部达到,试验获得圆满成功!

  9个月后的12月30日,神舟四号飞船在低温严寒条件下发射成功。

  前所未有的持续低温天气:-28℃,比发射《大纲》规定的最低发射温度-20℃足足低了8℃!1986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机失事,就是由于一个O形橡胶密封圈因低温变形失效而导致的!

  经过充分的试验数据论证和气象会商,专家们优选了一个较好的窗口,并调整了发射程序。低温严寒下,参试人员用149件保暖物品,严严实实地将火箭关键部位包裹起来,同时不断地吹送热风,直到临近发射前15分钟,才把这些保暖物品撤下来。

  2003年1月5日,飞船安全返回并完成所有预定试验内容,突破了我国低温发射的历史纪录!

  神舟三号、四号在全载人状态下连续发射成功,预示着中国人“摘星揽月”已为期不远。

  神舟五号:神州圆梦

  历史将铭记那一刻: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。

  不过,在神舟五号飞船进场前进行最后一轮地面试验时却发现,返回舱坐椅缓冲机构不能完全满足缓冲发动机的备份的要求。……70天以后,科技人员攻克了这一按正常速度需半年才能解决的问题。

  “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做出的重大贡献。” 原国家航天局局长栾恩杰说。(新华社记者 黄明)

   神舟六号飞船的构成

  据神舟六号飞船系统总设计师张柏楠介绍,神舟六号构型与神舟五号相同,由返回舱、轨道舱和推进舱3个舱段构成。由于这次飞行没有交会对接任务,飞船取消了附加段。

  按照神舟六号飞船在太空中飞行状态,3个舱段由前到后的安装次序是:轨道舱、返回舱和推进舱。

  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。

  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。

  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。

  神舟六号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。(新华社记者黄明、田兆运)

  打造更舒适的生活空间——神舟六号内部环境详解

  新华社北京10月11日电(记者李宣良、白瑞雪)“神舟五号飞行中,环境控制与生命保障系统只能算是进行了试验,这一次神舟六号任务才是环控生保系统的真正使用。”神舟六号飞船环控生保分系统原主任设计师傅岚在接受新华社记者采访时说,“我们的任务,就是竭力为航天员打造更舒适的生活空间。”

  人类要想脱离地球探索外层空间,必须设法创造一个人类可以在太空生存的小环境。太空舱内的环境控制与生命保障系统,不但是载人航天器上最具载人特色的一个重要系统,而且直接关系到航天员的身体健康、工作效率和生命安全。

  “舱内的空气比地面还好”

  当杨利伟乘坐神舟五号飞船从太空返回时,他说:“舱内的空气比地面还好。”

  傅岚说,神舟六号和神舟五号采用了同样的供气体调压系统,氧气、氮气由高压钢瓶携带上飞船,通过控制阀进行释放,使得舱内气体成分大致和地面一致。

  神舟六号飞船共带了50公斤左右的氧气,不仅可以满足两名航天员多天的需要,还可用于应急状态时使用。由于高压钢瓶装载高压的大气,需要承受210个大气压的压力,所以研制难度较大,一只钢瓶的造价大约为5万元人民币。傅岚说,万一飞船在返回时落在海上,在返回舱内还有一套应急系统可以产生供航天员使用24小时的氧气,并吸收二氧化碳,确保航天员不会缺氧。

  在保持空气中充足氧气的同时,飞船内部还采用了先进的通风净化系统,可以将空气中各种灰尘杂质及时清除,使空气质量始终保持在优良等级以上。

  温度17到25摄氏度,相对湿度30%到70%

  通过温湿度控制系统,神舟六号返回舱温度将控制在17到25摄氏度之间,相对湿度控制在30%到70%之间。

  “这是令人感到相当舒适的环境。” 傅岚说,舱内温度主要依靠专用空调进行控制。空调的工作情况,根据航天员的活动量、飞船受太阳照射程度的变化而自动进行调整。即便是在飞船返回时,飞船外表因与大气的激烈摩擦而达到数千摄氏度,返回舱内仍保持在25摄氏度左右。

  相比于温度的控制,对湿度的控制要困难得多。傅岚介绍说,在太空中每名航天员每天通过呼吸、排汗等正常代谢,大约产生1.8公斤左右的水汽。在失重环境下,这些水汽悬浮在空气中。如果不尽快回收,不仅使航天员难以忍受,危及到生命,而且可能使电气设备受潮引起短路。神舟六号飞船是利用水的毛细现象,采用了一种吸附孔隔膜,通过施加一定的压力让空气通过,而水则被吸附下来。将这种隔膜应用于空气循环系统之中,就可以将空气中的水汽有效过滤,使飞船内的湿度保持在相对稳定的水平。

  吃喝拉撒设施一应俱全

  为了使航天员在太空中吃得更好,除了使食品的口味和种类符合航天员的个人喜好外,还必须创造一个与地球上类似的就餐环境,这样才有利于调动航天员的食欲。傅岚介绍说,神舟六号航天员就餐时将食品放在具有磁性吸附作用的餐盘中,使用刀叉进行进餐。在太空中,航天员可以使用食品加热器对食品进行加热,一般进行30分钟左右的加热后,航天员就可以吃上热的饭菜了。

  “航天员喝水实际上不是喝,而是将水射到嘴里的。”

  傅岚说,由于飞船中的气压要小于地面上,所以航天员用自己的嘴根本吸不动液体。饮水时,航天员通过一根铅笔一般粗细的吸管将嘴与饮料容器联结起来,通过气泵加以一定的压力,这样饮料就可以源源不断地射进航天员的嘴里。

  航天员在太空中的大小便采用了大小便收集系统。“这是一个相当于吸尘器的系统。” 傅岚介绍说,系统有两根塑料软管分别用来对准航天员大小便的排泄器官。在航天员使用时,系统通过吸气,将排泄物收集起来,液体和固体分别保存处理。为了防止大小便产生的气味污染环境,塑料软管在与人体接触时,可以起到很好的密封作用。同时,系统中还使用了活性炭作为除臭吸附剂。

  为了尽可能减少航天员的工作量,飞船环控生保系统的工作主要通过自动控制来进行。傅岚说,“这个系统完全是为人服务的,如果没有人,就不需要这个系统。让航天员生活得舒服些,是我们不懈追求的目标。”(完)

  专家细数神舟六号飞船与神舟五号的四大区别

  新华社北京10月11日电(记者孙彦新)载人航天工程飞船系统总设计师张柏楠接受采访时说,以神舟五号为基础,神舟六号主要技术特点保持原状的基础上,根据两人多天飞行任务的需要以及个别技术的发展,做出了四个方面110项技术改进。

  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温巾等物品进行清洁。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。(完)

  从神一到神六,专家细说变化

  新华社北京10月13日电 2005年10月12日9时,酒泉,中国第二艘载人飞船神舟六号发射成功。六年之内,这已是“长征二号F”运载火箭第六次托举着神舟号飞船飞向太空。

  一样的腾空而起,一样的一飞冲天。但,从神舟一号的横空出世,到神舟六号具有突破性意义的两人多天飞行,这个被国外专家称为“惊世骇俗”的巨大发展,究竟有着怎样的变化?中国载人航天工程的总设计师们,为我们道出了其中鲜为人知的秘密:

  工程总体:“我们的飞船讲究实用,每次发射都有用”

  访谈专家:王永志,中国载人航天工程总设计师。

  “我们航天工程的总要求,就是在确保安全可靠的基础上,体现中国特色的技术进步。”

  “神舟一号到五号飞行都成功了,但成功并不意味着成熟,”王永志说,“所以每次发射都要进一步优化,每一次飞行都有所完善改进,每次都有空间试验,边研制边试验,工程总体及其七大系统就是这样逐渐实现性能优化的。”例如,神舟一号至三号无人飞行试验中发现的有害气体超标等问题,在神舟四号飞船上得到了彻底解决,神舟五号飞行中发现的火箭上升段震动较大的问题,又成为第六枚“神箭”的一个主要改进点。

  “神舟六号与神舟五号又有很大不同。神六上两名航天员,进行多人多天飞行。而且两名航天员要从返回舱出来到轨道舱,进行空间科学和技术实验的操作,这次实际上是第一次真正意义上的有人参与的空间科学实验。”

  “我们的特色就是,我们的飞船讲究实用,每次发射都有用。”“像前5次飞行一样,神舟六号也具有考核各系统、发现问题从而进一步完善工程性能的作用,”王永志说,“这是将来神舟七号、八号成功的基础。”

  载人飞船系统:无人、模拟人、一人、两人

  访谈专家:张柏楠,中国载人航天工程飞船系统总设计师。

  神舟一号是我国发射的第一艘试验型飞船,除了轨道舱装有分离的供电设备外,没有其他设备,只起配重作用。

  神舟二号是我国第一艘正样飞船,也可以说是载人飞船的“最完整版本”,各种技术状态与真正载人时基本一样。

  神舟三号增加了部分载人所需设备和保证航天员安全的逃逸救生功能,装载了模拟人,能够定量模拟航天员呼吸和血液循环的重要生理活动参数。

  神舟四号在神舟三号的基础上进一步改进和完善,在设备配备和技术上已经达到了可以载人的程度。

  神舟五号作为我国第一艘载人飞船,在神舟四号的基础上,对乘坐的安全性和舒适性又做了进一步改进和完善,并且按照乘坐1名航天员的要求做了修改。

  “基于两人多天的飞行任务,神舟六号飞船的技术改进达110项,比杨利伟乘坐的上一艘飞船更安全、更舒适。比如,提高了冷凝水汽的能力,确保飞船湿度控制在80%以下;改进了座椅的着陆缓冲功能,不仅保证了航天员的安全,还能让他在返回途中仍然可以看到舷窗外的情况。”

  “另外,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。神舟六号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,体积不到原来的一半。”

  运载火箭系统:“仅仅进行了4次无人飞行后就发射了载人飞船,很了不起”

  访谈专家:刘竹生,中国载人航天工程运载火箭系统总设计师。

  “我们仅仅进行了4次无人飞行后就发射了载人飞船,这是很了不起的。从神一到神五,火箭的基本技术状态都是一样的。每一次的改进,都是主要围绕着提高产品的可靠性和性能稳定性进行的。”

  “发射神一的火箭没有启用逃逸功能。这是中国载人火箭的第一次发射,飞船主要是作为配重来验证火箭方案的正确性、检验新建发射场的正确性,所以没有启用逃逸功能。在以后的飞行中,逃逸功能都按照载人状态启用。”

  “唯一一次事故是,神舟二号发射前10天,火箭在总装测试厂房被一个意外动作撞伤。专家会诊后决定原地修复,发射时间因此推迟4天。”

  “变化最大的就是发射神六的这枚火箭。”

  刘竹生介绍,通过设计改进和性能优化,用于神舟六号发射的火箭有75项技术改动,拥有更多的功能,也更加安全可靠。

  另外,为了确保航天员的安全,发射神舟六号的火箭在安全性和舒适性方面都有改善。比如,火箭第一次在点火装置上增加了火路安全机构,把火工品爆炸的风险降到了最低点。

  “这枚火箭更安全,更可靠,更舒适,我们有信心再次把中国的航天员安全准确地送入太空。” 刘竹生说,“如果杨利伟再次乘坐我们的火箭,他肯定会觉得舒服多了。”刘竹生说。

  着陆场系统:“有能力安全回收神舟六号飞船返回舱”

  访谈专家:侯鹰,中国载人航天工程着陆场系统总设计师。

  飞船着陆场系统担负着对飞船再入轨迹的捕获、跟踪和测量,搜索并回收返回舱,对舱内有效载荷进行处置以及对航天员出舱后进行医监医保、医疗救护和紧急护送的重要职责。在成功回收了四艘无人飞船和一艘载人飞船之后,我国载人航天着陆场系统已进入世界先进水平行列。

  “我国的载人航天着陆场系统,是随着载人航天飞行任务的发展而不断发展完善的。”自神舟五号载人航天飞行任务起担任着陆场系统总设计师的侯鹰说。

  在发射神舟一号飞船时,着陆场系统只有一个主着陆场,没有设立副着陆场和应急着陆场;在发射神舟二号飞船时,设立了应急着陆场;在发射神舟三号和神舟四号飞船时,又设立了副着陆场和海上应急救生区。“在发射神舟五号飞船中,着陆场系统已经相当完善了,实现了舱落人到,前后不超过半分钟。”侯鹰说。

  我国载人航天着陆场包括主着陆场、副着陆场和应急着陆场。侯鹰介绍,它拥有先进的无线电测量系统,在飞船返回时可以快速、准确地捕获、跟踪返回舱,配备了由直升机组成的空中搜索营救分队,由专用车辆组成的地面搜索营救分队,以及由航天医学专家和医生组成的医监医保和医疗救护分队,负责返回舱的搜寻处理和对航天员的救援。这些直升机和汽车上装有无线电定向仪和各类通讯设备以及处理飞船返回舱的专用工程装具和医疗用具。

  “着陆场系统有能力及时发现、安全回收神舟六号飞船返回舱。” 侯鹰说。

责编:戴昕

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