“神七”待飛話航天

尹懷勤

近來，關(guān)于我國將于今年下半年發(fā)射“神舟七號”飛船的消息屢現(xiàn)新聞媒體，再次引起了人們對中國載人航天工程的關(guān)注。

各項準備工作正在有序進行

擬于今年9月底、10月初發(fā)射的“神舟七號”載人飛船，將搭載3名航天員升空。按照預(yù)定計劃，“神七”飛船將從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，飛船在近地順行軌道飛行期間，將進行航天員出艙即太空行走活動，進行空間材料科學試驗，執(zhí)行釋放伴飛小衛(wèi)星等任務(wù)。

眾所周知，原來的重為7.79噸的“神舟”號飛船是由位于前端的軌道艙、位于中段的返回艙、位于尾部的推進艙組成的。為了能夠使航天員進行出艙活動，在“神七”飛船的返回艙與軌道艙之間增設(shè)了新研制的氣閘艙。該艙是為航天員從軌道艙出來以后準備到太空活動的必不可少的過渡艙段，故而又稱其為過渡艙。2007年末，氣閘艙等核心技術(shù)難關(guān)已被攻克，整船進入綜合測試階段。與此同時，用于發(fā)射“神七”飛船的長征二號F運載火箭也完成了全箭總裝。

航天員出艙進行活動，必須穿著艙外航天服。這種服裝不同于航天員平時在返回艙和軌道艙中穿用的航天服，它是特制的具有獨立生命保障系統(tǒng)的航天服。對其要求是很嚴格的：一是服內(nèi)要充氣，使航天員免受體外負壓傷害。二是要有氧氣供應(yīng)，以維持航天員正常的生命活動。三是能夠散熱和保暖，以免航天員遭受太空極端溫度的侵襲。四是應(yīng)能處理航天員呼出的二氧化碳和其他有害氣體，不使?jié)舛冗_到影響生命的程度。五是穿上它航天員也能進食和飲水，亦能大小便。六是具有保護層的外罩，能防止輻射和流星體對航天員身體的損害。七是服上的關(guān)節(jié)部位能活動自如，便于航天員進行工作。八是應(yīng)有通信設(shè)備，以便艙內(nèi)外航天員之間及時進行聯(lián)系。九是應(yīng)帶動力裝置，使航天員能，在太空自由行走。由此可見，艙外航天服是非常復(fù)雜的。目前，“神七”艙外航天服已成功通過了模擬環(huán)境試驗。航天員的出艙模擬試驗也已進行多次，總體進展順利。

發(fā)射“神七”飛船，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心承擔的任務(wù)遠比發(fā)射“神六”飛船時更為復(fù)雜繁重。發(fā)射中心除對艙外航天服進行測試外，還要對航天員、飛船、伴飛小衛(wèi)星、運載火箭進行匹配檢測。與此同時，測控通信、著陸場、空間應(yīng)用等系統(tǒng)的準備工作也在以相應(yīng)協(xié)調(diào)的步伐推進。

令人矚目的中國首次太空行走

3名航天員在乘坐“神七”飛船遂游太空期間，將有一人通過氣閘艙出艙進行太空行走，其他兩人留在軌道艙內(nèi)予以配合。航天員穿好艙外航天服出艙時先走出軌道艙進入氣閘艙，隨即另兩人關(guān)閉兩艙之間的內(nèi)閘門，然后把氣閘艙內(nèi)的空氣抽入到軌道艙內(nèi)。當氣閘艙內(nèi)接近真空狀態(tài)時，航天員就可打開外閘門進入太空開始活動了。在航天員完成太空行走任務(wù)后返回飛船時，則按上述相反的順序操作即可。

所謂太空行走，是指航天員從高速運行中的“神七”飛船出來以后在廣袤宇宙中的行走。這種行走，比普通人在地面上的行走困難得多，因無地面摩擦力，人身處于失重和真空狀態(tài)，故而航天員除必須穿戴艙外航天服以外，還要經(jīng)過嚴格的訓練選拔，熟練掌握空間活動的操作技能。

首先，航天員出艙前必須在氣閘艙內(nèi)吸一段時間的氧氣。因為密封艙包括軌道艙和返回艙內(nèi)的氣壓和大氣組成基本與地面相同，因此人體內(nèi)會吸有一定量的氮氣；而航天服內(nèi)的氣壓僅為大氣壓的三分之一左右，航天員猛然出艙，遇到低壓，血液供應(yīng)較差，溶解在脂肪組織中的氮氣游離出來不能通過血液帶到肺部排出而形成氣泡，容易成為氣栓堵塞血管，故而出艙前需吸純氧將體內(nèi)氮氣排出。

其次，航天員必須會精確嫻熟地使用動力裝置和通信設(shè)備。前者又稱載人機動器，在6個方向裝有多個噴嘴，每個噴嘴工作時高速噴出氣體可產(chǎn)生反推力，幫助航天員移動身體位置。處于失重狀態(tài)的航天員操縱噴嘴向不同方向噴氣，就可使自己自如地前后左右上下運動和旋轉(zhuǎn)。后者又稱通訊背包，供航天員與飛船里的人員及時聯(lián)系，溝通信息。由于在真空狀態(tài)下沒有傳播聲音的媒體，航天員只能以此與艙內(nèi)同伴進行聯(lián)絡(luò)。

再次，航天員還要身系一根安全帶亦即保險帶，又稱臍帶。因為太空中沒有大氣阻力。航天員出艙后仍然以在“神七”飛船中獲得的高速度圍繞地球運行，能夠平衡地球引力，雖不會掉落在地面上，但卻四處無著，如無安全帶，可能會丟失在茫茫太空之中。保險帶把航天員與飛船連接起來，以免發(fā)生危險。帶子長度一般不超過5米，航天員離飛船不會太遠。同時，安全帶還起著飛船給航天員輸送氧氣、充填氣壓和為兩者之間提供通信線路等作用。目前，國際上多用不系保險帶的航天員太空行走，一般都是兩人，以便互相保護。我國是首次進行航天員太空行走，又是單人山艙活動，所以選擇身系保險帶的方式。

航天員山艙活動，對其身體和技術(shù)素質(zhì)都提出了更高的要求。目前，包括楊利偉、費俊龍、聶海勝在內(nèi)的我國第一批14名航天員，都正在接受“神七”任務(wù)的訓練和選拔。承擔太空行走重任的航天員，屆時將身著重為100多千克的艙外航天服在太空完成預(yù)定的任務(wù)。在失重狀態(tài)下，盡管不會感到服裝的重量，但太空行走仍是很累人的。1988年蘇聯(lián)航天員沃爾科夫和法國航天員克雷蒂安從和平號空間站出艙在太空行走6小時，返回后連茶杯也端不住了?！吧衿摺憋w船已具備了直播航天員太空行走的能力，屆時廣大公眾極有可能會看到直播情況。“神七”飛船航天員出艙活動如獲成功，將使我國成為世界上繼俄羅斯、美國之后第三個獨立實現(xiàn)太空行走的國家。

至于“神七”飛船釋放伴飛小衛(wèi)星，乃是指由航天員操作從飛船中將小衛(wèi)星放出艙外，使其以已有的速度伴隨飛船在相應(yīng)的軌道上飛行。因為小衛(wèi)星未帶推進動力裝置，故而難以改變飛行軌道。這是我國首次在載人航天器上釋放衛(wèi)星，亦有重要意義，也是“神七”巡天的亮點之一。

我國載入航天三步走的發(fā)展戰(zhàn)略

發(fā)射“神舟七號”載人飛船，將是實施我國載人航天工程第二步的首次試驗。我國在載人航天工程的實施上制定了三步走的發(fā)展戰(zhàn)略。

第一步，建成較為完整的載人航天工程體系，掌握載人航天技術(shù)，使我國成為世界上第三個能夠獨立研制、成功發(fā)射和順利回收載人航天器的國家。這項任務(wù)，已在發(fā)射4艘無人飛船的基礎(chǔ)上，以2003年10月中旬和2005年10月中旬分別成功發(fā)射“神五”、“神六”載人飛船并安全返回地面為標志而圓滿完成。

第二步，突破航天員出艙活動與飛行器空間交會對接的關(guān)鍵技術(shù)，實施空間實驗室工程。發(fā)射“神七”飛船，掌握太空行走技術(shù)，就是為今后在太空中修理、維護、組裝空間設(shè)施做準備。2009年～2011年，我國將發(fā)射“神舟八號”載人飛船，突破與空間艙的交會對接技術(shù)。隨后，我國將發(fā)射空間實驗室，開展有一定規(guī)模的應(yīng)用試驗，經(jīng)過完善完成第二階段的載人航天任務(wù)。

第三步，2015年以后建造20噸級的空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。在掌握飛行器空間交會對接和空間實驗室技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國將運用新一代運載火箭，陸續(xù)發(fā)射多個性能不同的艙段，在太空近地軌道上實現(xiàn)對接組裝，逐步建成具有中國特色的空間站。駐站人員的交替、實驗設(shè)備的更換和所需物資包括生活用品的供給，將由“神舟”號系列飛船承擔。飛船升空后將與空間站上的專設(shè)裝置進行對接，實現(xiàn)站船聯(lián)袂飛行。待完成任務(wù)后，飛船能夠脫離空間站單獨返回地面。由于每組駐站航天員只能搭乘運送自己進站的飛船脫離空間站，站上又不能斷人，即必須等到下一組航天員進站完成工作交接后方能離站，故而站上至少要設(shè)置兩個飛船對接口，始終有一艘飛船與空間站聯(lián)體飛行。那時，站上開展的多種科學試驗和獲得的豐碩成果，將為和平利用外層空間資源，促進人類文明和社會進步作出更大貢獻。(文章代碼：0903)

責任編輯龐云