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主持人尹俊:一个航天员训练还要分好几个阶段训练,据说用到的设备也特别多。
庞之浩:对,一般首先是像基础理论,还有航天专业技术的培训,熟悉航天技术的一般情况。
第二,要进行一些特殊环境的训练,比如超重,一般用离心机进行训练,失重了用失重飞机,在水槽里进行训练。我们的太空行走很多都是在水槽里,相当于大游泳池似的。还有噪声训练,还有电动秋千的训练,看你平衡能力怎么样。
另外还有一种训练是在模拟器上进行训练,比如飞船的模拟器,航天飞机的模拟器,空间站的模拟器进行训练。
还有一种是虚拟限时的训练,是更加逼真的训练。
另外一般要针对任务,这次要完成什么任务进行训练。当然还要进行心理方面的训练。像早期比如耐寂寞训练,把一个航天员关在黑屋子里48小时,只能吃饭,也没人跟他讲话,当然有卫生间,让你耐得住寂寞的训练。有时还要在低压下进行训练,比如航天器漏气了,压力比较低了,让你在低压缺氧情况下进行训练。
还有一个应急救生训练,在沙漠、森林、草地、海上都有应急救生经验。所以训练是非常复杂的。
职业航天员至少训练3到5年,这一个训练相当于上了一所大学。
主持人尹俊:真的太厉害了。我们知道这次太空行走宇航员要出舱,出舱必须穿航天服。前苏联和美国都有航天服,他们这两个国家设计的航天服还不太一样。
庞之浩:对,对。俄罗斯目前是用的奥兰M也叫“海英号”航天服,美国用的是美国航天飞机的航天服。它们有以下主要区别。
一个是他们的压力体制不一样,奥兰M压力稍微高一点,是有40千帕,一个大气压是101个千帕,我们现在都设计低压航天服,主要是航天员可以在外更好地活动。如果设计成1大气压,101个千帕,航天员没法工作,手也没法动,脚也没法动。但是美国为了灵活性起见是30千帕,所以美国的航天服灵活性比较强一点,穿美国航天服干的任务能更多一点。据说戴着那个手套可以拾起一个硬币来。但是俄罗斯航天服也有他的优点,压力比较高,吸氧排氮时间比较短,为了减少减压病,航天员穿着航天服在出舱之前要进行吸氧排氮,由于压力稍微高一点,吸氧排氮时间比较快,这是第一个区别。
第二个区别,俄罗斯航天服是属于自穿式的,自己可以穿,那个航天服搁在一个衣架上,打开一个后门,人在下面一拉单杠,把脚伸进去、手伸进去,熟练了不到十分钟就能穿进去。而美国航天服比较复杂,一层一层穿,而且两截,先穿裤子后穿衣服,而且必须两个航天员互相帮助穿。
还有一个主要区别,俄罗斯航天服在太空可以自己修理,而美国航天服用半年以后就得到地面进行一次维护,东西一封住了不好修理。
另外俄罗斯航天服为了提高可靠性,关键设备是冗余、备份,美国没有,一般为了减轻重量,提高它的可靠性。
主要区别是这几种。
主持人尹俊:舱内航天服和舱外航天服不一样,特别以我们为例,中国的舱内航天服和舱外航天服是两套。
庞之浩:神五神六都是舱内航天服,像美俄也是,俄罗斯的舱内航天服大家可以看到是白色的,舱外颜色就不一样,土黄色,美国是橘黄色的舱内航天服,舱外航天服是白色。主要不同点是这样,一个是舱外航天服要求活动性能更强,另外它的耐太空环境、恶劣环境的性能更高一些,一般有一个主要变化是舱内航天服通风系统是用气冷的,舱外航天服由于航天员活动比较大,用液冷通风孔,另外还增加了几层,比如增加了隔热层,最外面有防护层,防护层也是由多层组成的,比如说防陨石、防辐射,甚至融进了防弹材料,怕航天服破,比较复杂。它的质量也不一样,舱内航天服一般10千克左右,舱外航天服在地面都没法穿,100公斤以上,造价也非常贵。
主持人尹俊:确实不便宜,又重又贵。
庞之浩:它是世界上最贵的服装。
主持人尹俊:像安全保障这方面,航天员可以采取的保障措施目前有那些?
庞之浩:采取很多措施,每种航天器采取的措施不一样,比如航天飞船,在发射前也都有保障措施,比如有高速的电梯,还有逃生的绳索。在发射的上升期,咱们知道发射飞船的火箭跟一般火箭不一样,前面有一个类似避雷针似的,就是逃逸塔。如果从地面发射到飞行40公里高的时候,如果出现问题,逃逸塔可以带着飞船分离,还有弹射座椅,虽然反应非常快,但是只适合低空,因为高空没氧气,弹射座椅航天员跳伞没氧气也不行,逃逸塔可以带整个航天飞船飞到一个安全的地方以后再降落。到了再高空可以用整流罩,整流罩也有一个逃逸分离装置,如果入轨出现问题就要紧急返回。像我们的飞船一般是每一圈都可以返回,如果遇到紧急情况,每一圈都可以返回。正常情况下是在主着陆场,不正常的情况下是在备份找着陆场或应急着陆场,甚至到海上着陆。
飞船返回舱到海上着陆以后,一个是马上具有充气装备打开,能够使飞船至少浮24个小时,另外按染色体这个装置,染红一大片,染色体装置既能使直升机马上找到你,另外还具有防止鲨鱼侵犯的功能。另外还有应急食品,航天员带着一些刀具、枪,掉到森林里,防止野兽进行袭击,都进行过应急救生训练。
主持人尹俊:发射航天飞机跟发射普通的卫星相比,发射的时机要求更加高,必须选在一个特别合适的时机。
庞之浩:对,发射窗口选择比较复杂,要跟天体的轨道有关系,跟航天器的轨道有关系,跟太阳照射有关系,跟你的任务需求有关系,跟航天器工作的要求有关系。比如像美国航天飞机还要在空间站跟航天飞机一个轨道,飞离上空在一个轨道面上才能发射。另外航天飞机在恢复发射这一阶段,必须是白天发射,因为怕晚上发射对照射,一般用照相机要拍摄,害怕发射过程中有损害。像我们这次发射也是跟这个有关系,本来9、10月份都可以发射,但是我们这次有一个任务要进行太空行走,所以必须要选择一个太阳夹角比较合适,太空行走的时候日照时间比较长,最好是有光照的时候开始工作,所以我们就选择了9月底,也是我们选择发射一个窗口的重要因素。
主持人尹俊:还有一个问题就是太空垃圾了。宇航员到太空里有没有可能被太空垃圾给袭击到?
庞之浩:按理说有可能,但是我们一般都要采取一些措施,一个是地面要监控太空垃圾,像稍微一般大的垃圾都要进行监控。第二,选择出舱时机。空间站如果遇到太空垃圾可以采取规避的方式。我们出舱一般选择出舱时机,没有太空垃圾,因为空间很大,一般没有太空垃圾。第三,我们如果遇到太空垃圾,航天器采取躲避的方式,航天员还没有遇到这种情况。但是我们的航天服具有防微碎片的功能,小的东西,特别小的东西,地面监测不到的,航天服具有一定的保障功能。这方面报道好像太空行走还没有遇到真正的太空垃圾,一方面因为选择出舱时机,一方面因为时间短;但是航天器因为在太空中长期运行遇到过。
主持人尹俊:宇航员进行太空行走,身上有一个像脐带一样的东西,跟航天飞机或者是和飞船连在一起,这个脐带的功能又是什么?是不是制作的材料都很特别?
庞之浩:对,是这样,太空行走根据它的生保系统是否跟母航天器相连分两种,母航天器是指飞船、空间站。早期是脐带式,像婴儿的脐带一样。航天员的生命保障系统都是由脐带供应的,比如氧气,排出二氧化碳,它的电源、温控、通讯系统,都必须通过这个来控制。一个是起生命保障作用。第二,起安全带的作用。
主持人尹俊:别飞走了。
庞之浩:像登山运动员一样,比如安装空调的安装工一样,这就要求脐带非常牢固,而且质量还得轻。但是现在自主式不用脐带,系着一种安全带,也是一个带,但不是里边有生保系统的保障安全,那个必须又牢又轻才行。因为我们知道运输费用很贵的,一公斤物品带到太空需要一两万美元,大了不合适。
主持人尹俊:我在想它的长度。
庞之浩:脐带控制的一般比较短,早期控制10米以内。如果太长就容易发生缠绕,航天员不方便。另外如果真是脐带式,如果发生缠绕,管不通了,航天员的生命就受到危险了。
主持人尹俊:除了脐带式还有别的方式吗?
庞之浩:现在还有自主式,就是除了脐带还有光系个安全带或者不系安全带,把生命保障系统背在背包上,氧气、温控、电源都通过背包来控制,可以供应7到9个小时左右。
主持人尹俊:我们最后一个问题聊下一步太空对接。太空对接怎么来实现?有没有什么关键性的技术需要掌握?
庞之浩:空间对接也是载人航天三大基本技术之一,因为我们讲造船为建站,建站为应用。飞船最主要的用途就是为空间站运输航天员和物资,把人运上去和物资运上去,必须跟空间站对接,航天飞机也必须和空间站对接,这一项技术必须突破。空间对接需要两方面技术,一个是必须交汇,得碰着面才行。另外是对接。就需要多种敏感器和测量设备进行对接。第二,需要先进的对接机构,要对接牢,不能漏气,航天员才能爬过去。一般整个过程分四个步骤,一个是地面引导。一个是目标飞行器。一个是追踪飞行器。一个追一个,一般空间站大了,是目标飞行器。飞船或者航天飞机追踪飞行器,追上了,一两天追上了以后,刚开始要地面引导,看见了以后就自动寻迹,通过雷达,通过GPS自动寻迹。第三,最后逼近,在一个轴线上最后逼近,快对接上速度一定要减为零,要不然就撞坏了。最后是最终对接。分四个步骤。这项技术也非常关键。早期故障里空间对接的故障占40%左右,甚至有一次把和平号的舱给撞漏了,现在这项技术美俄已经比较成熟,但是咱们自己还要突破这项技术。
主持人尹俊:今天非常开心我们请到庞老师为我们介绍关于神七发射方方面面的故事。今天听了庞老师的介绍,我们都对神七各方面都有了一个全盘的了解,也充满期待。谢谢庞老师,谢谢大家收看。
庞之浩:谢谢网友。