本报记者 李宣良

　　小时候，我们在动画片里看到了太空船。

　　长大以后，我们从科普片里了解外国的宇宙飞船。

　　今天，我们希望用这篇文章告诉你中国自己的载人飞船－－“神舟”五号的秘密，解开这个目前中国最热门机器的三个问号。

　　为什么舱内四季如春？

　　载人航天器从起飞到返回地面的整个过程中，都会经历十分严峻的冷热环境，不断遭受太阳光的强烈辐射，地球及其他天体的阳光反照，红外辐射以及空间高能粒子辐射，微流星撞击等空间环境的综合作用，处于一种高低温度急剧变化的环境中。

　　“神舟”五号与所有载人航天器一样都要进行严格的热设计，以保证航天员生活在一个舒适的舱内温度环境，使航天员处于最佳的工作状态，并为舱内仪器设备的运转提供正常环境。一般来讲，载人航天器的温度保持在20摄氏度左右较为适宜，“神舟”五号舱内设计温度为17摄氏度，真正让航天员有如坐春风的感觉。

　　那么，“神舟”五号是如何做到这一点的呢？首先在密封舱的外壁设置有一个特殊的隔热层，这个隔热层的作用是降低外部热流和内部向外漏热的波动对舱内大气的影响，减少舱体结构的内外温差。其次，“神舟”五号飞船还设有被动温控和主动散热两套热控制系统，前者主要有空间辐射散热器、隔热层以及外表面的涂层等；后者主要包括舱内通风系统，各种流体传热、散热回路、各种散热器和流体传输泵。此外，飞船还设有一些辅助散热系统，在热负荷达到最大值，系统不能正常满足散热要求时使用，确保密封舱内在任何时刻都能保持春天般的温度。

　　为什么白天发射？

　　用运载火箭发射航天器，不是任何时候都可以进行的，有年份、月份、日期和时刻的选择。比如，哈雷彗星以76年为周期回归，哈雷彗星探测器应选在彗星回自太阳的几个连续年份中发射；有些航天器必须在某日内某个时刻到另一个时刻内发射，这个时间段被称为“发射窗口”。

　　对于“神舟”飞船来说，选择一个最佳“发射窗口”，必须考虑4个方面的因素：第一，要保证飞船的太阳电池帆板有足够电源。飞船发射上天后，要保证各种仪器设备正常工作，需由太阳电池帆板供应充足的电源。太阳电池帆板在太空展开后，有一个起始位置，如果阳光垂直照射在帆板上，就会产生足够的电能；非直射状态下，太阳电池帆板效能就会降低；第二，要考虑飞船控制系统对发射窗口的要求。“神舟”飞船自主飞行阶段飞船控制系统使用红外地球敏感器，由于地球温度比较高，安装在飞船上的地球敏感器的红外光线很容易发现并对准地球进行测量，但是如果有太阳光照射到红外镜头或视场，就会产生干扰，导致仪器出现故障。为保证红外地球敏感器的正常测量，需要避开太阳光的辐射影响并选择一个合适的角度；第三，要保证飞船温控适度。飞船在太空运行会受太阳辐射影响，太阳照射面积的大小、角度不同，将使飞船吸收不同程度的热量，要保证飞船内环境温度适宜、保证一定的散热条件，也需要选择一个合适的角度；第四，飞船有一定的姿态要求。飞船入轨后，有效载荷需要对地进行观测，这也需要选择一个合适的角度保证对地观测姿态。

　　飞船发射时机要同时满足上述4项要求，保证太阳、地球、飞船三者处于正确合适的位置，难度非常大。因为每一个季节、每一天的气象条件都不一样，可供选择的“发射窗口”极为有限。

　　“神舟”五号的“发射窗口”选择在白天，除了考虑上述4个因素外，主要是考虑白天温度有利于发射人员工作，也易于在意外情况发生时，充分保障航天员的人身安全。这个时间可不是随便挑选的，而是专家们根据飞船在轨运行时，太阳光照辐射、飞船姿态控制等要求，建立了一个数学模型、输入相关数据，再经过精心计算推导而得出的。

　　为什么不怕“太空黑客”？

　　看来寂寥的宇宙空间其实并非“净土”：太空不仅有许多自由存在的石块，砂粒，人类的太空发射更是将大约3000吨的太空垃圾遗留其中。

　　这些被称为“太空黑客”的太空垃圾，以超出音速几倍的速度飞行，尽管它们体积小，但由于速度很快，一旦与正在工作的航天器相撞，就会把航天器撞坏。一块以每秒10公里速度在太空飞行的碎片，和在空气中以每小时600公里速度穿行的飞行物具有同样的破坏效果。哪怕一个鸡蛋大小的碎片，都可以把一个卫星击毁。

　　航天器在太空中遭遇“黑客”的事情屡有发生。1996年7月，法国的“樱桃”卫星曾经被一块太空垃圾击中，而这块垃圾是10年前法国“阿丽亚娜”火箭末级爆炸后的碎片。

　　作为一个负责的国家，中国政府和航天专家对太空垃圾给予了充分关注。对于空间碎片的跟踪和分析，已开始为中国航天器发射提供帮助。特别是载人航天方面，空间碎片的观测具有十分重要的意义。“神舟”五号发射前，在加强对流星雨等观测的同时，还对空间碎片作了详尽的跟踪分析，预测太空中较大空间碎片的路线，从而为“神舟”五号的在轨飞行时间和发射时间的选择提供方便。中国的科学家已经从目前遗留在空间的9131个空间碎片中进行筛选，选出了有可能与“神舟”五号发生碰撞的危险空间碎片，然后进行高精度预测，并提出怎样避免碰撞的建议。

　　据有关部门透露，一套预警系统已在“神舟”五号载人航天飞船上得到应用，一旦在空中运行的载人航天器有可能与太空垃圾发生碰撞，警报系统就会发出警报，航天器将采取机动规避措施，避免发生碰撞产生大的损失。

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