神六专家为您释八疑

　　神六昨晨9时发射升空，万众瞩目，举国欢腾。读者在观看整个发射过程的电视直播中，不免对神六飞天的一些现象和一些技术细节产生疑问，在这里，编者选取了部分大家关心的问题，并请了有关专家释疑。

　　一问

　　飞船发射角度为何是42.4度？

　　神舟六号飞船上升段飞行时间为583.828秒，把飞船送入一个椭圆轨道，前角是42.4度。

　　北京航天飞行控制中心主任席政介绍说，大家会非常巧合地发现，我们的着陆场就位于42.4度左右。这样，飞船每次经过42.4度时，就通过着陆场，使飞船每天至少有一次返回的机会。如果对着陆场的精度要求不是很高的话，我们可能每天有两到三次返回机会。

　　席政说，飞船的入轨轨道近地点是200公里，远地点是347公里。飞到第五圈变为圆轨道，变轨后是距地面343公里。这是因为第1至5圈，由于大气阻力的影响，每圈轨道降低近1公里，飞船远地点高度从347公里降为343公里。飞船在远地点变轨后，把近地点抬起来，就变成圆轨道了。圆轨道各个点上的重力都一样，有助于科学试验，对应急救生也特别有利。我们可以用一组控制数据，使得航天员在任何一个时刻启动，返回到地面。

　　二问

　　神六飞船为何要变轨？

　　神舟六号飞船飞行到第5圈时，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。这是此次神舟六号载人飞船在轨飞行过程中一个非常重要的测控事件。在此前的神舟二号到神舟五号的4次飞行试验任务中也都对飞船实施了变轨。

　　航天器轨道计算专家刘迎春博士说，神舟飞船与火箭分离后，进入预定轨道入轨点的高度大概为250公里，但是，由于飞船这时仍保持着较高的飞行速度，因此，它并不是在250公里高度作圆轨道运行，而是在近地点250公里到远地点350公里的椭圆轨道上运行。

　　飞船之所以要改变运行轨道，主要是为了自主应急返回，飞船变为圆轨道后，在第一、第三、第五天的运行轨迹基本是重复的，按照设计方案，在这种情况下，便于飞船返回主着陆场。同时，圆轨道的自主应急返回方案相对于椭圆轨道来说，要更加便于设计。

　　最早在神舟一号上采用的是椭圆轨道，但那时只飞一天，在椭圆轨道上高度和速度都有变化，每个点的数据差异比较大，返回时方案设计较为困难。飞船变轨的实现，是由指挥控制中心向飞船发送指令，通过控制飞船上的发动机的工作时间来修正飞船轨道，使原来的椭圆形接近圆形。

　　三问

　　火箭升空为何有大量碎片掉落？

　　神舟六号飞船发射升空的壮观景象吸引着众多关注的目光。然而，如果稍加留心，人们也许不难从电视画面或是摄影图像中发现，火箭在托举飞船飞离发射塔架腾空而起时，身上在不断地掉落一些碎片。

　　有关专家解释说，进入10月份以后，我国北方的大部分地区开始频频受到冷空气的影响，气温明显下降。位于西北戈壁深处的酒泉卫星发射中心，早晚温差加大，夜间气温已达到零度以下。“长征二号F”型运载火箭的测试发射理论温度是零下20摄氏度，但是，低温可能导致某些产品出现低温效应，如密封件失效、电缆插头接触不良、输送管路堵塞等故障，这些都有可能成为发射时的致命“杀手”。

　　为了尽可能减小低温对火箭发射造成的不利影响，往往会在火箭测试发射过程中采取一些保温措施，例如，吹热风、套防寒服、电灯泡照射及贴泡沫塑料等。其中，在火箭箭体上贴泡沫塑料是最常用也最简便的一种办法。神舟五号飞船发射时就曾经采取了这种措施，实践证明是经济有效的。火箭点火升空后，大气的剧烈摩擦会将这些泡沫塑料从箭体上剥离下来，这就成了人们看到的从火箭身上掉下的碎片。

　　四问

　　飞船为何抛掉逃逸塔？

　　在神舟六号载人航天飞行任务中，长征二号F型运载火箭发射升空后的第一个关键动作就是抛掉位于其上部的逃逸塔。

　　有关专家解释，逃逸塔是位于长征二号F型运载火箭最顶端看上去貌似避雷针的装置。它是飞船发射段航天员的应急救生设施。它与上部整流罩、高空逃逸发动机、高空分离发动机、栅格翼、上下支撑支构、灭火装置和飞船的轨道舱与返回舱共同组成为有塔逃逸飞行器。

　　逃逸塔是在飞船发射出现危及航天员生命安全的异常情况下才发挥作用的救生设施，对于正常飞行来说是个白白消耗运载火箭推力的无效载荷。当飞船上升到一定的高度后，可以利用飞船自身的变轨发动机将飞船推离危险区，然后降落。因此，当飞船飞行到一定高度后，若运载火箭工作正常，就会按正常程序抛掉逃逸塔。

　　五问

　　如何保证“生命之门”密封可靠？

　　航天员从返回舱进出轨道舱，是神六区别于神五的一个重要特点。因此，打开和关好返回舱舱门就成了飞行的关键。如何保证这扇“生命之门”密封可靠？飞船结构与机构分系统主任设计师陈同祥说，神舟六号飞船舱门设计了多重保险，以拒意外于“门”外。

　　防误开锁。飞船在发射升空和返回过程中，会有很大的振动。门会不会被振开？航天员会不会把关好的舱门误打开？为了避免这些因素，科技人员设计了一把特殊的锁——防误开锁。舱门上的这把锁既安全可靠，又简单易操作。航天员按照设计好的动作操作，把拉手转到一个固定位置，形成解锁状态，门才能被打开。有了这道防误开锁，就不用担心意外情况发生。

　　多道密封措施。飞船在太空中飞行时，飞船舱外没有空气，而舱内必须保证如同地面一样的大气压力。如果舱门密封性能不好，导致舱内气体泄漏，会危及航天员的生命安全。因此，设计师在舱门上采取了多道密封圈措施，也就是对每个密封环节都采用冗余技术，以保证关上舱门后，密封性百分百达到要求。

　　环境模拟试验。环境模拟试验主要验证两个方面，一是失重状态下航天员开关舱门，二是舱门密封性能。处于失重状态下的航天员能使出的力气是很有限的。舱门稍微重一点，都可能影响其打开和关闭。为了让航天员在失重的状态下，使得上力气，设计人员在舱门附近为航天员设计了助力点，让航天员固定下来操作。设计中，他们曾让航天员反复进行环境模拟试验，最终达到了设计要求。

　　快速检漏。飞船在发射前需要将舱门可靠地关上，在飞行过程中，航天员从轨道舱进入返回舱后，也需要关上舱门。那么如何检测关闭后舱门密封性能呢？设计师研制了快速检漏设备，可以在关闭舱门10分钟左右的时间内，完成舱门的密封检测，确认舱门是否关好。

　　舱门清洁布。飞船舱门的密封性要求很高，舱门密封面上一个微小多余物——头发、皮屑、小纤维之类都会影响其密封性能。因此就需要一块将微小多余物擦拭掉的特殊“抹布”。这种“抹布”必须同时符合许多要求，如对人体无害、无毒、无挥发物、不掉小纤维等多余物、不产生静电、不残留水迹等等。

　　六问

　　神六搭载哪些物品上天？

　　神舟六号搭载物除科学实验仪器外，还有多种植物等生物科研品种和有象征意义的物品。考虑到飞船载重能力，搭载物重量限制很严，航天专家介绍，尤其是要看飞船返回时1200平方米的降落伞能承载住多少重量。目前已知的搭载物包括:其一，由京城艺术家创作的一幅8米长、3米宽的《巨龙腾飞》，画中将黄山、黄河、长城、长江与一条金色巨龙融于一体。其二，9克来自郑和故乡的泥土和1克来自台湾的泥土封存在一起随神六升空。《和平鸽》、《和平颂》两件作品，由中国文化促进会主席高占祥创作，《和平鸽》是一幅摄影作品，画面上有两只鸽子在接吻，象征着两岸的亲和；《和平颂》则是一幅长篇赋文书法作品，这篇赋中写到了两岸和平，其中最重要的便是写“和”。其三，鸡蛋、蚕卵和云南普洱茶。其四，来自广东等农业研究单位的种子。其五，上海世博会会旗。其六，包括《伟人毛泽东》的四幅湘绣。

　　七问

　　若神六遇险如何实现紧急救援？

　　飞船处于不同阶段都会面临不同的危险，神六如遇险将如何实现紧急救援呢？有关专家介绍，神六发射前，已经设立了各个阶段的救生区。一旦出现应急情况，上升段在陆上设立了东风、银川、榆林和邯郸4个应急救生点，由直升飞机及地面搜索车执行搜救任务。海上设立3个应急救生区，分别位于黄海和东海海面；一岛链和二岛链之间的太平洋洋面；马里亚纳群岛以东、关岛以北的太平洋洋面，由多艘救援船只、巡逻机和船载超黄蜂直升机执行应急搜救任务。

　　飞船返回控制采用了自动、地面控制和人工手控三套方案，保证万无一失。降落伞采用主、备两套，增强着陆的安全可靠性。这些方面都是从源头设计上就多角度地考虑到飞行员生命的最大关切。在运行段，为实施自主应急返回，在国内外共安排了10多个飞船自主应急返回救生区。在内蒙古主着陆场，承担飞船搜索回收任务的有前置雷达站和测控站、空中搜索分队和地面搜索分队，可保证飞船返回舱着陆后，迅速准确锁定降落地点，以最短时间对航天员进行救援。

　　八问

　　返回时一旦落水怎么办？

　　航天器的返回过程与发射过程实际上是一对逆过程。航天器的返回过程大致可分为调姿段、制动段、过渡段、再入段及着陆段五个阶段。调姿段是指航天器在原运行轨道上调整姿态，形成制动状态。制动段是指制动发动机点火工作，航天器脱离原运行轨道，进入过渡轨道。过渡段是指航天器在过渡轨道上基本作无动力惯性飞行，这是进入大气层前的阶段。再入段是指从进入大气层到距地面10—20公里高度的一段轨道。这一段是返回轨道的重点，航天器在再入段要经受高温和较大过载的考验。航天器再入时的轨道在再入走廊范围内时，就能在地球表面降落并保证过载和启动加热不会超过安全值。

　　降落段是指当返回器降落到10—20公里高度时具有亚声速级的速度，即200米/秒左右，此时应采取进一步的减速措施以使返回器安全地在地面着陆。返回器着陆的方式可分为垂直着陆和水平着陆两种，除航天飞机外绝大多数返回器采用垂直方式着陆，这种方式采用的是降落伞系统，我国的神舟系列飞船采用的就是这种方式。

　　神舟飞船落在水里依靠降落伞的巧妙设计能够浮在水上，具体情况如下:装降落伞的伞舱在航天员头部的上方，与内舱隔离，这个伞舱设计得非常巧妙，它有一种特殊的排水功能。降落伞打开后，伞舱就空了，像一个向外敞口的大洞，万一返回舱落到水里，水就会涌进伞舱里，使返回舱沉没。设计师在伞舱底部装了一个气囊，返回舱溅落水里气囊就会自动充气，膨胀成一个体积为150升的大气包，不仅能把水挤出伞舱，还能24小时充当浮筏，让返回舱漂浮起来。

　　专题撰文:徐林

　　图:

　　神舟六号发射过程示意图

　　保证航天员安全的逃逸模式

　　航天员防身术