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神舟六号内部生活环境详解


http://www.sina.com.cn 2005年10月12日04:47 四川新闻网-成都晚报

  “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。

  温度湿度令人感到舒适

  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℃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℃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。”

  ·航天服揭秘·

  航天员的个人防护救生“符”

  “航天服不是简单的服装,它实质上是航天员的个人防护系统。”中国航天员中心航天服工程研究室主任李潭秋在接受记者采访时说,“在飞船出现意外情况时,航天服将成为保护航天员生命安全的最后防线。”

  由于太空不具备空气、温度、水等人类生存所必须的条件,所以对航天员来说,将自己的身体直接暴露在太空中是极其危险的。神舟六号飞船的外壳是用金属、玻璃、工程塑料和复合材料制成的,舱内有环境控制与生命保障系统,为航天员提供了密闭的类似地面的人工环境。

  李潭秋说,如果航天员想离开航天器到舱外活动,或者飞船发生故障失去密封性,这时航天员就需要人工保护层——航天服。如果没有航天服的保护,暴露在太空中的航天员连1分钟也活不了。航天服是航天员必备的个人防护救生装备。李潭秋介绍说,航天服分为舱内航天服和舱外航天服两种。舱内航天服是航天飞行中航天器出现压力应急时,航天员不出舱,在舱内穿着的航天服;舱外航天服是航天员离开航天器,进行舱外活动或太空行走,人体暴露于宇宙空间时所使用的航天服。前者结构和系统比较简单,后者则要复杂得多。

  李潭秋说,由于搭乘神舟六号的两名航天员没有出舱活动的任务,因此他们只配备了舱内航天服及配套装置。航天员穿着航天服并完成与座舱环境控制与生命保障系统对接的时间不超过10分钟,维持应急状态时间可达6个小时。在这6个小时内,航天员足以完成应急返回程序。

  要当航天员先当飞行员

  “妈妈,我最大的梦想就是像杨利伟叔叔那样当航天员,到太空去看看地球,可以吗?”“当然可以。”孩子的愿望是美好的,妈妈的期许是真心的。那么,什么样的人可以当航天员呢?

  中国载人航天工程航天员系统总指挥兼总设计师陈善广向记者介绍了我国航天员的选拔情况。他说,并非人人都可以胜任。我国的航天员是从空军歼击机或强击机在飞的合格飞行员当中挑选的。

  高速喷气式战斗机速度快,操作复杂,对人的协调性和反应能力要求高。歼击机的

超音速飞行、高空飞行和各种高难度的战斗特技,要求飞机驾驶员能够习惯高低气压迅速变化带来的不适,在承受6至8倍体重的超重负荷情况下,仍能对飞机上数百个复杂仪表、电门进行正确的操作处理,这些都与航天员的要求有类似之处。

  我国挑选航天员对飞行员的要求是,大专以上学历,飞行时间累计600小时以上,并具有三种以上气象条件飞行的能力。同时要求飞行成绩优良,能独立担任战斗值班和具有处理应急情况的经验,机种改装能力快,飞行耐力好,善于独立思考,机动灵活,动作协调,紧急情况下沉着、果断、准确无误、综合处置能力强。除此之外,飞行员的个人综合素质也是一个重要标准。本组稿件综合新华社

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