6大关节点考验神七，任何环节的疏漏都可能导致意想不到的后果

　　夜间发射、飞船满负荷飞行、航天员出舱行走……在中国载人航天史上，神舟七号将填补多项空白。

　　“载人航天飞行从来是高难度、高风险的任务。从发射、出舱到回收，3名航天员与他们乘坐的神舟七号飞船至少要在6个关节点上经受严峻考验。”中国载人航天工程总设计师周建平在酒泉卫星发射中心接受记者采访时说。

　　那么，这6大关节点是什么？

　　关节点一： 发 射

　　50年的历史积淀、100多次成功发射各类卫星和飞船的经验，再加上世界先进的科技手段和现代化的管理方式，是酒泉卫星发射中心确保发射成功的信心保证。

　　——发射场系统总指挥崔吉俊

　　载人航天飞行中，在火箭点火、起飞、上升和返回阶段，出现致命故障的可能性比较大。

　　承担神七发射任务的是长征二号F型运载火箭，这是我国可靠性最高的火箭，已先后成功将6艘飞船送上太空。火箭的可靠性已经从发射神舟一号时的0.97提高到了发射神舟七号时的0.98，被誉为“金牌火箭”。

　　尽管如此，发射场系统为了确保航天员安全，还是实施了一系列应急预案。

　　100多米高的发射塔增加了逃逸救生滑道，在紧急情况下航天员可以由此滑道下滑至地下掩体安全撤离。飞船发射采取远距离测试发射模式，可以在距离发射塔1500米外进行控制发射，发射安全程度大大提高。

　　飞船上升段的应急救生共设立了8种模式，其中大气层内4种、大气层外4种，针对不同阶段的特点，采用相应的措施和手段。

　　关节点二： 变 轨

　　在我国首次绕月探测中，我们通过精确计算和精确控制延长了嫦娥一号卫星的寿命。在神七任务中，我们有信心同样高质量地完成测控任务。

　　——北京航天飞行控制中心主任朱民才

　　神舟七号飞船在飞行到第5圈时，将在地面指挥控制中心的控制下，由椭圆轨道转变为近圆轨道。变轨能否成功，对飞船能否按计划完成各项飞行任务和准确返回地面预定着陆场至关重要。

　　飞船发射升空后，进入的是距地球表面近地点高度约200公里、远地点约350公里的椭圆轨道。在椭圆轨道上飞行的飞船，高度和速度时刻都在变化，每个点的数据差异比较大，返回时方案设计较为困难。实施变轨控制，就是要将飞船推入距地球表面约343公里的圆形轨道。

　　飞船变轨的实现，北京航天飞行控制中心的精确计算和精确控制至关重要。当飞船收到北京飞控中心发出的变轨指令后，将通过控制飞船上发动机的工作时间长短、推力大小和方向来修正自身的飞行轨道。

　　关节点三： 航天服组装与穿着

　　虽然我们在水下和地上进行了多次模拟训练，但毕竟和真实的太空环境是有很大区别的。到底有什么区别，等我们回来再告诉大家。——神七航天员刘伯明

　　从飞行的第9圈开始，航天员就要开始为出舱活动做准备，其中最重要的是进行航天服的拆包、组装、测试、穿着，整个过程要持续14个小时。

　　航天器研制的正常周期是10年，而中国人研制舱外航天服，只用了不到4年。航天员将穿着中国研制的“飞天”舱外服实施舱外活动。

　　舱外航天服是世界上最精密、最复杂的“服装”，虽然航天员进行了严格的组装和穿脱训练，但在真正的太空环境中还是第一次。航天员必须严格按照程序，一步一步实施，任何一个环节的疏漏都可能导致意想不到的后果。

　　关节点四： 气闸舱泄复压

　　我国出舱活动技术复杂、起点高，特别是气闸舱设计巧妙，设计理念上安全可靠，出舱程序也十分合理，同时还可以兼顾出舱支持和航天生活两种功能。

　　——载人飞船系统总设计师张柏楠

　　出舱活动之前，航天员需要在轨道舱内完成空间环境和载人环境的切换。气闸舱泄压的成功与否，将直接决定航天员是否能够按计划出舱。

　　泄压并不是简单地打开舱门，将空气排放到空间，而是需要通过大量的分析计算和地面试验找到泄压过程中的最佳速度和压力控制点。舱内的气压要始终和航天服的状态相协调，从一个大气压到泄压完成是一个循序渐进的过程。

　　在降压的过程中，航天员需要吸氧排氮。航天员在穿航天服时吸入纯氧，约半个小时后置换完血液里的氮。泄压之后，航天员穿着航天服站在舱内接近零压力的环境下，也就是相当于站在太空环境下。

　　与出舱过程相反，航天员从太空回到飞船内，要经历一个复压过程。

　　关节点五： 出舱活动

　　在航天器自动化程度很高的情况下，制约任务成败的因素更多地来自心理而不是操作上。在出舱活动这样对航天员自主性要求很高的任务中，心理状态会在很大程度上影响执行任务的能力。

　　——中国航天员科研训练中心副主任杨利伟

　　根据预定计划，从第29圈开始航天员出舱活动30分钟，这是整个神七飞行任务的最大难点和亮点。

　　舱外活动对于航天员和地面操作人员而言，是“双重考验”。舱外航天员需要在另一位航天员的配合下按计划完成空间润滑材料和太阳能电池极板的实验项目，地面人员则要保证“天地”联系畅通并提供必要的支持。通信设备、照明设备、操作界面、摄像机……任何一个细节都直接影响出舱活动的成败。

　　在这个过程中，就连小小的返回舱舱门都是“生死之门”。舱门打得开、关得上、密封可靠是3个非常重要的环节。在真空、高低温、失重等太空环境下，将舱门打开，并非轻而易举，航天员需要完成开保险锁、开关转动手柄、拉开舱门、给舱门套上保护罩等一套规定动作。舱门若不能保证密封，则可能出现灾难性后果。

　　关节点六： 穿越“黑障”

　　航天员着陆后，着陆场系统将采取空中搜救航天员、地面处理返回舱的方式，在第一时间搜救并转运航天员。我们将全力以赴，确保为神舟七号飞行任务画上一个圆满的句号。

　　——着陆场系统总指挥隋起胜

　　当飞船在太空中飞行最后一圈时，测控指挥部门向飞船注入返回指令，飞船开始制动返回。制动发动机的点火时间必须精确控制，点火时间相差1秒钟，就会使飞船落点位置相差9公里。

　　再入大气层的飞船返回舱必须穿越极为危险的“黑障”阶段。与空气的高速、高温摩擦，使得返回舱表面形成一个等离子区，飞船与外界的无线电通信因此大幅衰减，甚至中断。这对飞船的性能和航天员的心理、生理都是严峻考验。这一段“最难熬的时光”一直要持续到返回舱距离地球约40公里处，“黑障”才会消失。

　　紧接着，如果飞船降落伞能够正常打开、反推发动机能够精确点火、防震赋形座椅能够及时启动，3名航天员就可以稳稳着地。

　　◇为何出舱取固体润滑材料？

　　出舱取固体润滑材料的五大原因

　　中国航天员首次太空行走的工作项目确定为取回固体润滑材料试验装置，应用系统副总设计师赵光恒向记者介绍，选择这个项目基于国家建设急需、跟踪国际前沿、便于航天员操作等5大原因。

　　赵光恒说，开始设想过10多个候选项目，涵盖空间材料科学、生命科学和空间环境监测等多个领域。经过专家广泛论证，固体润滑材料和太阳电池基底薄膜材料外太空暴露试验由于5个突出特点最终入选。

　　第一，固体润滑材料是航天器上广泛使用的润滑剂，属国家航天事业发展急需的一种材料。

　　太空真空和失重环境，可以使地面上使用的任何一种液体润滑剂在顷刻间气化，而二硫化钼等固体材料电镀或沉积在转动机构表面，可以起到润滑作用。近年来，随着我国航天器数量的不断增多，固体润滑材料的性能对航天器使用寿命的影响因素越来越突出。

　　太阳电池基底薄膜材料也是航天器寿命的影响因素之一，出于效益最大化考虑，一并进行试验。

　　第二，固体润滑材料试验安全可靠，便于航天员操作。

　　固体润滑材料试验装置总重量3公斤，体积与一包A4打印纸相当。试验样品化学性能稳定，不易燃烧，不易发生爆炸。飞船发射前装在舱壁，航天员出舱时只需取回即可，操作简单方便。

　　第三，固体润滑材料性能研究属国际前沿。

　　美国、俄罗斯、欧洲等航天强国目前都在开展这项研究，一方面寻找性能更优的材料，一方面想办法提高已有材料的性能。

　　神七的试验样品中，有4大类11种固体润滑材料，还有4种太阳电池基底薄膜材料。有的材料在公开报道中还没有国家使用过，其性能机理尚不清楚，科学家们期待试验中会有新发现。

　　第四，在神舟七号的飞行时间内能够获得试验效果。

　　神舟七号飞船最多能满足3名航天员7天飞行，很多试验需要较长周期，例如科学家原来设想的半导体外沿材料试验，尽管也是国家经济建设中特别需要的，但样品必须在太空中暴露三个月以上才能获得试验数据。固体润滑材料在太空暴露40个小时以上就能取得效果。

　　第五，单次试验的后续效益大。

　　这次试验还起到另外一个作用，通过天上试验，获得原子氧和紫外辐照对材料影响的基准数字，能够指导地面模拟试验，完善地面试验的方法。

　　因此，这次太空试验后，今后的试验就可以地面模拟进行，获得与外太空一样的效果，大大节省研制经费和时间，提高效率。

　　◇神七航天员如何训练？

　　杨利伟：训练强度远远超出前两次

　　神舟七号航天员经过了什么样的训练？中国飞天第一人、航天员系统副总指挥杨利伟说，随着中国载人航天飞行事业的进步，航天员担负的任务越来越难，训练也更加艰辛。

　　杨利伟说，神六训练的目标是“航天操作零失误”，而这一次，专家们提出了“航天员在执行任务过程中能不依靠外界主动完成任务”的目标。

　　“飞船不断运动，航天员出舱后一旦出现操作上的延迟，飞船可能飞出测控区，无法得到地面支持。所以航天员必须具备独立完成任务和处置应急情况的能力。”杨利伟说。

　　同时，神七训练强度远远超出前两次任务。杨利伟举例说，在模拟失重水槽中进行训练时，航天员连人带衣服重达250多公斤，进行任何一个操作都非常困难。训练结束后，航天员常常累得拿不起东西。

　　◇航天员在太空干什么？

　　将在太空执行

　　上千项操作

　　载人航天工程有关负责人25日说，神七航天员将在太空执行上千项操作，比神六增加了一倍多。

　　航天员系统总指挥、总设计师陈善广介绍说，由于神七飞行将第一次开展出舱活动，航天员增加了很多全新的操作，比如，对舱外航天服和飞船气闸舱的操作。

　　将执行上千项操作

　　与神六飞行相比，神七的飞行手册从3本增加到7本，航天员要进行的操作单元从几百项增加到一千多项，而每个操作单元还包含数十个步骤和上百个动作。

　　“航天员的安全不仅掌握在地面人员手里，还掌握在自己手里。”陈善广说，通过训练，神七航天员熟练掌握了每一项操作，所有程序都非常熟练。在太空进行的上千项操作，对他们的体能和应对突发情况的处置能力，也提出了更高要求。

　　出舱不准有违规动作

　　陈善广表示，升空前14天，为保证太空人不出现上呼吸道传染病，必须执行隔离制度，严格控制外部人员与太空人接触，这也是国际航天界的惯例。据东风基地人士介绍，地球上的病菌进入太空后会产生变异，以寻常的大肠杆菌为例，太空变异后其毒性会增强200倍，几乎无药可治。所以，神七太空人与媒体见面时，需要隔着厚厚的玻璃。

　　此前曾有专家披露，参加过神五、神六的三名太空人都“不听话”。神五期间，要求杨利伟不能动、不能拍照，但他坐在那里拿着相机到处拍照。神六时，费俊龙、聂海胜还在太空中翻跟头。

　　对于太空人的违规动作，陈善广也表示，由于神七将实现首次太空行走，所以对出舱活动的程序、操作技能等方面要求非常严格。对于太空人的“小动作”，此次也特别加强训练力求避免。

　　将与家人私密天地通话

　　陈善广还透露，神舟七号飞行将安排与以往不同的私密天地通话。

　　他表示，关于航天员与家人通话的问题，已经做了安排，但现在还不能完全确定在什么样的时段进行。“我们这次也专门为航天员安排了一个比较私密的通话，主要是为了给航天员一些心理上的支持。”他说。

　　◇航天飞行会影响身体吗？

　　航天员易患三大空间病

　　对于载人航天工程的航天医学专家们来说，神舟七号飞行是一次前所未有的挑战。空间运动病、减压病、体力耐力下降，针对这次任务中的3大医学防护难题，中国航天员中心航天员医监医保研究室主任李勇枝向记者讲述他们的应对措施。

　　空间运动病

　　前三天发病率达50%

　　受太空环境因素的影响，航天员可能出现失去方位感、头晕、呕吐、恶心等症状，严重时将无法出舱。出舱过程中如果发病，呕吐物一旦堵塞舱外航天服的管道，可能导致非常危险的后果。

　　航天飞行前3天是空间运动病高发期，发病率达到50％。而神七航天员飞行总天数预计为3天，出舱预计在第2天末，因此空间运动病是神七航天员防护的重中之重。

　　首先，神七航天员加强了选拔训练。其次是药物方法。我国特别研发了提高心血管能力和空间适应能力的中药，并第一次带上了太空。

　　减压病

　　严重时可能意识丧失

　　从发射升空到穿上舱外航天服执行出舱任务，航天员所处的大气环境将在短时间内从1个大气压减到40千帕——相当于7000多米高山上的气压值。在这种情况下，航天员可能出现关节疼痛，严重时可能引起头疼、呼吸紊乱甚至意识丧失。

　　减压病最有效的防治办法是吸氧排氮。人体在一个大气压的普通空气中生活时，体内氧气占21％，氮气约占79％。航天员在穿上舱外服之前，需要把体内多余的氮气排出，用氧气代替它。

　　体力耐力下降

　　返回时可能无法站立

　　神七出舱活动对体力要求很高。体力耐力如果严重下降，可能导致返回地面时无法站立。费俊龙在神六刚落地时就有过这种体验：“腿使不上劲，好像不知道该怎么使劲了。过了1个多月，才完全适应。”

　　提高体力和耐力，我们采用了三重措施：地面上加强体质训练，上天前服用提高体能和心血管调节功能的中医药，飞行期间喝具有电解质补充功能的饮料以缓解疲劳。这些措施一方面能改善心血管功能，从而提高心血管储备；另一方面，对心血管的顺应性也进行了提高。

　　本版稿件均据新华社