俄科学家齐奥尔科夫斯基：载人航天要过四大关

　　失重训练、先进飞船、可靠火箭、安全返回

　　地球是人类的摇篮，但是人类不能永远生活在摇篮里……

　　莫斯科时间10月1日上午7时55分(北京时间中午11时55分)，俄罗斯“联盟TMA-7”载人飞船顺利升空。乘飞船上天的美国富翁格雷戈里·奥尔森，由此成为全世界第三位太空游客

。自1961年4月苏联航天员加加林的太空首航至今不过40余个年头，普通人也可以自费进行太空游。在三名太空游客的背后，不知还有多少人曾经跃跃欲试。那么成为一名航天员是否真的变容易了呢？飞上太空到底需要闯过几道关口呢？

　　1 训 失重训练最重要

　　要进入太空，不仅需要有先进的载人航天器，航天员也应进行严格的选拔和艰苦的训练，这样才能适应在太空环境下的长时间生活和工作。航天员的训练一般需要3年左右的时间才能完成，训练科目包括体质训练、理论知识教育、心理训练、适应性训练、航天飞行技能训练、生存训练以及综合性训练等。在这些科目中，失重训练是最重要的一项训练。

　　失重让人“找不着北”

　　失重是太空与地面环境的最大区别。当航天飞船远离地面400公里之后，地心吸力就逐渐消失了。此时，人体血液会被重新分配。头部血量增多，下肢血量减少。航天员会感觉到自己的脸突然“胀”大了，脚也似乎缩到躯体里去了。这种感觉有些类似于乘电梯猛然下坠时的感受，人体会感到很不舒服。

　　处于这样的状态下，人将迅速失去空间感和方位感，也就是常说的“找不着北”。经过一段时间后，习惯了地面生活的人就会对失重环境产生强烈的恐惧感，甚至失去自我控制的能力。因此，对航天员进行失重训练，帮助航天员了解和熟悉太空中的失重环境，体验在失重条件下的感觉和反应，对航天员顺利完成航天任务具有十分重要的意义。

　　“飞机过山车”

　　过山车是一种惊险刺激的游戏，当车体从最高处高速下滑时，大部分乘坐者都会不由自主地尖叫起来。这是因为快速下降时，使人产生类似于失重的异样感觉。而乘坐“飞机过山车”却正是目前美、俄等航天强国对航天员进行失重训练的最主要的方式。所谓“飞机过山车”实际上指的是利用飞机做抛物线飞行，以模拟失重状态的一种训练方式，其原理和过山车颇有些相似之处。

　　训练开始时，飞机处于水平状态，接着机头向上抬起到45度，沿着抛物线向上飞，直至飞到抛物线的最高点后再高速向下俯冲。在整个抛物线飞行阶段里，机舱内的人会进入失重状态，整个过程大约可以持续数十秒左右。在这段时间里，航天员可以进行各种训练活动，比如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动等。

　　首位飞上太空的华裔美籍航天员王赣骏博士在乘坐“挑战者号”

　　2 器 技术复杂的载人飞船

　　载人飞船，是保障航天员在外层空间执行航天任务并安全返回地面的一种大型航天器，是载人航天技术发展的重要环节。1961年4月12日，前苏联航天员尤里·加加林乘坐“东方”1号载人飞船成功进入太空，环绕地球飞行一圈后安全返回地面，首次实现了人类遨游太空的夙愿，揭开了世界载人航天的序幕。自加加林首次太空飞行以来，世界上已经有3个国家成功发射过载人飞船，其中美、俄两个航天大国共发射了8种型号的载人飞船，进行过上百次的载人航天飞行。

　　目前还在使用的载人飞船基本都是三舱式布局。这种布局结构通常包括三个舱体——轨道舱、返回舱、仪器舱。与无人航天器相比，载人飞船因为有人直接参与航天活动而在技术上有一些特殊的要求。

　　首先是环境控制，航天员生活和工作的舱段在结构上要求严格密封，并利用环境控制技术调节舱内温度、湿度、氧气含量和压力，保证航天员在太空严酷环境中的生存。其次是应急救生，载人飞船特别设置了弹射座椅、逃逸塔、分离座舱和载人机动装置等救生装置，以确保航天员在各个飞行阶段都有有效的应急救生手段。

　　第三是高可靠性。载人飞船的各系统和设备均必须进行可靠性设计，关键部件须采用双备份甚至是三备份，飞船必须在严格的环境条件下进行地面测试和模拟飞行试验，飞船的设计还要保证航天员在必要时能够维修和置换有故障的设备。

　　3 去 力大无穷的运载火箭

　　有了训练好的航天员，建造了设计先进的载人飞船，如何将他们送入太空就成为了载人航天所要克服的新的难关。运载火箭是目前人类进行载人航天所使用的惟一一种发射工具。

　　美俄是当今世界两个主要的航天大国，在运载火箭的研制上也处于世界领先的地位。不过，两国最初的运载火箭却都是在洲际弹道导弹的基础上研制而成的，这也可算是铸剑为犁的太空版了吧。

　　“东方”1号运载火箭是前苏联第一种载人飞船运载火箭，该火箭共发射过149次，创造了多个世界第一：发射了第一颗人造卫星，第一颗月球探测器，第一颗金星探测器，第一颗

　　4 回 安全第一的返回技术

　　载人航天的最后一个环节是安全返回。飞机驾驶员常说，起飞容易落地难，航天也不例外，打上去容易回收难。目前具备航天回收能力的国家，远少于具备航天发射能力的国家。

　　严格的返回程序

　　飞船的返回程序非常严格，一旦进入返回程序则不可逆转。因此，在飞船发射前，特别是载人飞行之前要充分试验，必须做到分秒不差。

　　返回是整个载人航天工程中技术难度最高的环节之一，也是丝毫不能马虎的一个环节。前苏联“联盟”系列飞船发生的两次重大事故都是在返回阶段发生的，共造成4名航天员不幸身亡。对于飞船来讲，返回时要闯过四道“鬼门关”。

　　一是过载关，飞船高速进入大气层时会产生巨大的冲击过载，所以必须使过载限制在人的耐受范围内。

　　二是高温关，飞船返回时与大气层的剧烈摩擦会产生几千度的高温，因此必须有先进的防热措施，否则钢筋铁骨也要化成青烟。返回舱在再入大气层时，要使其用特制防热材料做的舱底保持向前，从而保证它在与空气剧烈摩擦所产生的高温高压下，舱内温度正常。

　　三是撞击关，降落伞只能使飞船的降落速度降低至每秒14米左右。在这种速度下落地，人的血肉之躯根本无法承受。因此，着地前，缓冲火箭必须正常工作，使飞船落地速度减至每秒2至3米以下，以保证航天员安全，否则功亏一篑，前功尽弃。

　　四是落点关，飞船落点必须保证控制在一定的精度范围内，否则将发生难以想像的情况。前苏联一艘飞船曾因落点距预定区域太远，营救人员一时找不到，结果航天员被困在冰天雪地的森林里差点冻死。

　　陆地降落好？海上降落好？

　　在选择飞船降落区的问题上，航天专家们有两个选择，即陆地或海洋。在这一点上，美俄两国采取了完全不同的做法。俄罗斯(前苏联)选择在陆地上进行降落，这与其幅员辽阔且海军力量不强尤其是缺少航母有关。缺少航母起降的搜索飞机的保障，飞船如果在大洋深处降落，航天员可能会无法及时得到救助。美国则选择了在海面降落飞船的方式。这种方式比起地面降落，对飞船的结构强度要求低，但是对座舱密封性能要求更高。1961年“水星”4号飞船在亚轨道飞行后溅落大洋中，座舱进水，航天员格里索姆差点淹死。 《世界新闻报》特约评论员　施 为

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