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遨游太空119小时如何过 飞船入轨即可脱掉宇航服


http://www.sina.com.cn 2005年10月12日03:40 南方都市报

  遨游太空119小时如何过 飞船入轨即可脱掉宇航服

  试验

  他们会很忙碌。

  据悉,此次神舟六号飞船预计飞行119小时,任务包括:

  2人5天的飞行试验,航天员在太空中多天的工作和生活情况;两人将在返回舱和轨道舱之间来回试验;航天员工作和生活设备舒适性、实用性检验;飞船和火箭可靠性、安全性检验;航天员空间生理和心理活动检测;生物和理化科研;数据和图像收集处理技术试验等。

  据神六飞船的顾问黄春平介绍,宇航员从返回舱爬到轨道舱,需要完成指定的300多个动作。

  与“神舟五号”飞船飞行时航天员不进入轨道段使用生活设施不同,届时“神舟六号”飞船在飞行过程中,航天员将爬出返回舱,首次进入到两端带锥角的圆柱形轨道舱内生活,并开展微重力等多项科学试验活动。

  负责执行此次“神六”任务的两名航天员将各有分工,一名为指挥长,另一人为操作手。“神六”返回舱设计了两个并列的特制坐椅,两名航天员将并排而坐,右边的航天员为指挥长,左边的航天员为操作手,指挥长将根据自己面前的一张操作程序表,指挥操作手用手中一根操作棒进行各项操作。

  在升空过程中,因为穿着航天服,两名航天员能通过话筒与地面指挥控制人员直接对话,但两名航天员之间不能直接对话,每一个操作只能彼此用手势交流。因此,两人之间的配合必须非常默契。飞船成功入轨后可以脱掉重达10公斤的宇航服,换上连身操作服、戴上耳麦进行工作。

  食品加热30分钟刀叉用餐

  吃喝

  我国的航天食品从1968年开始进行先期研究,现在的太空食品已经有百种以上。

  这些食品在加工方法、包装形式上借鉴了国外的技术,但是在菜品的内容上都有中国特色。

  复水菜是典型的太空食品。在加工时,蔬菜要经过烫熟、调味、干燥、装盒等程序。食用时,只需要加入一定的水。菜叶一旦变湿,就会“还原”成餐桌上的熟菜,而且色香味样样俱全,完全可以与普通餐桌上的菜肴媲美。 

  带上神五的食品都是即食食品,不需要加热、也不需要加水,而在神六上,航天员将可以吃到热食热饮,食品种类将从神五的二三十种增加到四五十种。

  神六上的食品之丰富简直让人惊讶。罐头、复水菜、冻干水果、糕点、主食、饮品等应有尽有,而每一种类都有多种选择。像“鲍鱼”、“咸水大虾”、“鱼香肉丝”、“宫保鸡丁”、“墨鱼丸”、“牛肉丸”、“叉烧肉”、“红烧猪肉”都是带到神六上的“种子选手”。研究员透露,在神六飞船上,仅仅是在主食方面,就包括白饭、八宝饭、咖喱饭、什锦炒饭四个品种,航天员们可以每天换着食用。

  为了能让航天员在太空也吃上水果,航天食品的研究员们特制了“冻干水果”。在水分脱掉的情况下,仍然保持水果的风味,种类包括菠萝、水蜜桃、哈密瓜、草莓等,四季水果都有涉及。

  “‘神六’上很有可能会带上‘宫爆鸡丁’和‘鱼香肉丝’。”白主任说。据了解,这些菜都将采用罐头密闭保存。神五上的食品是即食食品,块状,食用时都不需要餐具。但是在神六上,菜品中还有粒状的、条状的,航天员将采用勺和叉子进行食用。

  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。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。由于飞船中的气压要小于地面,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。

  抽风机保证排泄物不散落

  如厕

  由于飞船的载重有限,因此,里面所有的东西都是越轻越好。傅岚主任告诉记者,整套装置不少部位都是用塑料制成,因此重量都很轻,而且体积较小,平常不用的时候就可以放在舱内的角落里。

  “塑料”厕所重量轻。由于太空中飞船会处于失重环境,飞船中任何没有密闭的东西都有可能四处漂浮。因此,航天员在使用“厕所”前,要首先打开位于整套装置最末端的抽风机,这样,整个装置都保持向内抽风的状态,排泄物一旦和人体分离,会立即向下运动。排泄物就不会因为失重,而散落到装置以外。

  目前,航天员在训练中也有如何使用厕所的一项。据了解,对于他们来说,整套如厕装置比较简单,使用起来并不费力。

  所谓的厕所,其实并不是一个屋子,而是一个“如厕”装置。这和我们平常家里用的马桶有很大的区别。“神六厕所”是由两个和身体接触的小口容器、一根长管子,以及一个尿液收集容器、一个垃圾桶和一个抽风装置组成。

  “厕所”上与身体接触的两个装置的形状与人的体形非常相似,它们分别在大便和小便时使用。大便时使用的装置,直径有十厘米左右,而小便装置的直径有五厘米左右。它们的下面,被安装了一根长管,通向尿液的收集容器。使用时,航天员需要用手抓住两个装置下面的长管子,并通过对管子用力,使整套装置贴紧身体。样子看起来,就像倒过来拿着一个皮揣,捅向自己的身体。

  航天员排泄小便之后,排泄物将随着管子向下进入收集容器。而大便排泄物还留在与航天员身体接触的装置里,里面有特制的大便袋,航天员需要用手将其取出,直接扔进垃圾桶。

  此外,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。

  专家访谈 “舱内的空气比地面还好”

  神六共带50公斤左右的氧气

  神舟六号飞船环控生保分系统原主任设计师傅岚说,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。

  当杨利伟乘坐神五从太空返回时,他曾说:“舱内的空气比地面还好。”

  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。

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

  多波段保证天地连线

  轨道舱新增语音通讯装置

  神舟六号任务飞船系统副总指挥兼副总工程师秦文波在发射场接受本报记者采访。他对中国载人航天测控通讯系统进行了介绍。

  中国目前有10个路基站,4艘远望号测量船,测控通讯无论是天上还是地面都少不了,飞船、地面、测量船都要接收,也要发射。

  此次神舟六号飞船在测控系统上作了改进,比神五时更加可靠。第一个是顺利任务变化,神舟五号时只有杨利伟一个航天员,既是指令长,也是驾驶员,话音不用切换。而现在的两名航天员,其中一人为指令长,另一人为驾驶员;一个是主操作手,有一个是配合。

  因此,两个航天员的语音,谁为主,谁为辅,谁来指挥话音切换,都是神舟六号飞船测通系统变化的地方。

  第二个变化是航天员要在轨道舱工作生活,因此在轨道舱也增加了语音通讯装置。

  航天员在船上采集到图像、话音等信号后,怎么样才能传回地面呢?

  秦文波解释说,通过发射机和天线可以实现,神舟六号飞船上有三到四种手段可以有效保证图像话音的传输成功,确保船上航天员的讲话能够及时传回地面;多个波段的优势在于可以互补,如果这个频道不清晰,可以切换到另一个频道,比如说如果飞船离开中国大陆的测控区域时,可以使用传输距离更远的超短波。

  神五神六有何不同

  “神六”两名航天员太空生活更舒适,所做实验及太空动作增多,飞船安全性能更强

  “神五”成功升空并顺利回收,标志我国载人航天事业迈出了具有突破性的第一步--载人航天。而“神六”飞船则是对我国多人多天载人航天技术的一次考验。

  作为神舟五号飞船的后续产品,神舟六号飞船在设计上更是优化了全船的配置情况,不但飞船的可靠性和安全性进一步提高,航天员在飞船内的生活环境和工作环境也更加舒适。专家说,“神六”比“神五”更先进、更完善、更舒适、更安全。

  时间:将飞五天绕地球79圈

  相比“神五”21小时绕地球14圈的飞行,此次“神六”的飞天时间更长,约5天共计119小时(绕地球约79圈)。

  据中国载人航天工程总设计师王永志院士介绍,按中国载人航天工程分三步走的规划,此次神舟六号5天的飞行任务是第二步任务的开端。

  据介绍,神舟六号还要为更长时间的太空飞行积累经验。王永志院士说,在太空中呈漂浮状态的飞船,只要人一动,飞船就会随之摆动。那么,哪些活动对飞船会造成什么样的影响,飞船的姿态控制规律应该如何调整,航天员应该怎样控制自己的动作等等。所有这些问题及其它一系列的科学实验,都有待通过这五天的飞行进行验证。

  人数:两人搭档做更多实验

  相比“神五”,升空的航天员从一个人变成两个人,活动范围扩大到全船。也就是说,在神舟五号飞行中,航天员一直待在返回舱中,飞行了一天;而这一次,由两名航天员组成的飞行乘员组要飞行多天,要脱下航天服,从返回舱进入轨道舱活动,还要完成空间科学实验的操作任务。

  据悉,规定动作中,航天员要打开返回舱门,从“驾驶室”--返回舱进入“工作间”--轨道舱完成一些科学实验,进行空间观察和空间研究。而“神五”飞天时,杨利伟一直坐在椅上,并未进入轨道舱。

  整体:轨道舱运载能力更强

  从大的范围内来看,神舟六号飞船与神舟五号飞船的整体构成差不多,均属于我国第三代飞船,为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构。

  相比较而言,“神六”的轨道舱段多出了一截过渡段。这是未来的太空对接口,留作日后与空间器相对接,逃逸塔段则增加了“火路保险系统”,这大大提高了飞船和航天员的安全保险系数。同时,新的轨道舱比“神五”的轨道舱重量加大,运载能力更强,进一步提高了宇宙飞船的可靠性和安全性。

  内部:原基础改进110项技术

  载人航天工程飞船系统总设计师张柏楠接受采访时说,相对“神五”,“神六”在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。

  据悉,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。

  此外,内部设施的优化,使得飞船重量减轻了,航天员在操作时就更加灵便,同时,提高了安全可靠性。

  同时,科学工作者在飞船内部配置了多台高精数码相机以及胶卷相机,科学研究所能获取的图像资料比“神五”会更多。

  在返回舱的航天员座椅上,工作人员设计了着陆缓冲功能。“神五”里只有杨利伟乘坐的那个座椅有着陆缓冲功能,并且有个小的缺陷,就是返回前座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。

  生活:饮食休息都更加舒适

  神舟六号飞船在设计上还按“以人为本”的原则,优化了航天员的工作和生活环境。两名航天员在太空飞行的五天中,他们的饮食、排泄处理都更加方便和舒适。

  首先是航天服。神六使用的是舱内式航天服(非太空漫步航天服),但只需在起飞和返回时才穿,平常在舱内就可以脱下厚厚的衣服,轻松地活动,并进行科学实验。

  在轨道舱中,科技人员还安装了一个挂起来的睡袋,供两名航天员轮流休息用。这两项功能在神五中都未曾使用。

  食品种类也从“神五”的二三十种增加到四五十种。杨利伟在“神五”上的21个小时中,食用了点心和咖啡。在“神六”上,鲍鱼、大虾、宫保鸡丁都将成为航天员每天的菜肴。进餐前,航天员还可以对食品进行加热,不像杨利伟飞天时,只能吃即食食品。

  此外,航天员如厕可以使用轨道舱内的专用马桶,只需做个“骑马”的姿势,就搞定了,而杨利伟乘“神五”上天时,一直是用尿不湿解决问题。

  “黑匣子”:存量大百倍个头小一半

  据载人航天工程飞船系统总设计师张柏楠介绍,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。神舟六号对此还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。

  发射:

火箭增加了可视系统

  据搭载神舟六号的长征二号F运载火箭总设计师刘竹生介绍,今次发射的长二F火箭相较发射神五的长二F火箭,他们做了一些改进。例如神五发射的时候,杨利伟感觉到明显的震动。这是因为火箭在上升过程中,不仅会有横向的震动,还会产生一个纵向的低频震动,而且震动频率和人体内脏的震动频率接近,所以航天员会感觉不舒服。专家做了相关改进后,火箭升空后,航天员会感觉更加舒适。他打了个比方:坐“神五”就好比坐卡车,但乘坐神六就像坐轿车。

  另外,火箭的可视性有所增强。过去火箭工作好坏地面上的人只能靠遥测,这次的火箭装上了两个摄像头,保证图像实时传输。通过这两个新增加的摄像头,技术人员可以总体监控火箭与飞船的运行情况。像飞船的高度、速度、姿态等数据;飞船与火箭的分离过程;返回舱降落时的开伞过程,都将进行拍摄并传输到测控中心。尽管不能观测到返回舱的下落全过程,但工作人员可以拍摄其降落的全过程。

  火箭还增加了一些安全措施,重要设备之间增加了物理隔离。

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