“手动对接与自动对接互为冗余备份”

主持人:24日,神舟九号和天宫一号将进行手动对接,你的心情现在怎样?

祁玉峰::非常的紧张,我们这样的分系统,从火箭开始点火的一瞬间,一直到它的发射入轨,在轨的工作情况,包括后面航天员坐着返回舱,跟轨道舱和推进舱分离,以及到它落地,航天员能够打开舱门出来,整个的过程我们的产品都在参与其中。所以我们和其他的火箭,或者测控系统心情是不太一样的,人家可以阶段性完成以后可以放鞭炮庆祝,我们一直到最后才能庆祝。

主持人:神舟九号和天宫一号要实施手动对接,18号实施是中国载人航天首次自动对接,神八有实施无人的自动对接。我们想问一下,既然有了可以自动对接,为什么还要去实施手动对接,区别是什么?

祁玉峰::我们从航天系统来讲,我们有一个系统冗余的概念,也就是说自动对接和手动对接都能完成对接,两个是互为冗余备份的。在自动对接可以实施的情况下 我们可能不会用到手动对接,但是万一自动对接失效,我们手动对接可以实现这样的功能。从系统的可靠性,它在自动对接的时候,我们有一些参数设定精度范围,这个精度范围是我们人为设定。假如在轨有一些范围超标,可能导致它的可靠性降低,这样我们载人航天有人的参与,发挥人的主观判断,可以更好的保证任务的完成。

主持人:神舟九号与天宫一号的对接,与神舟八号无人对接应该有一些区别的,这个区别在飞船设计主要是在什么地方?

祁玉峰::我们整个载人飞船从1992年立项到现在,是三步走的战略。我们最初的目标,肯定也是最终要瞄准一个目标,建设我们自己的空间站,这个虽然是分阶段进行,但目标是一致的。也就是说从一开始设计的时候,我们按载人的标准设计,包括后续我们进行的出舱系统和对接都是围绕同一个目标做。具体来讲,从神八、神九和神十与天宫的交汇对接是我们第二个阶段,它在设计之初要保证交会对接任务的完成,所以这三艘船,它们的状态应该是一致的, 从我们产品的可靠性来讲,这也是有利的。具体到神七和神八的区别,我们主要在结构上做了一些优化的减重工作。

主持人:从神一到神九飞船在哪些时间点有非常大的技术突破?

祁玉峰::从神一到神四是无人的状态,当时对载人的环境虽然也有所关注,可能没那么强烈。从神五要上人,对航天员的生活环境关注比较大,包括在轨着陆救生的一些设计,以及他在舱内是不是存在有害气体,这些内容关注的比较多。在神五之前我两个方面印象比较深,一个是着陆缓冲系统,相对于神一到神四改进还是比较大的。第二个是舱内有害气体的控制,当时前期的无人飞行,结果还是存在一些我们认为不到位的地方,从神五把它改过来。

主持人:在这个过程中还有什么其他的时间点是重大的变化?

祁玉峰::我们每次根据任务不同会重点关注一些东西,比如神六的时候我们对返回舱的门有一些实验,包括它具体的控制环节,我们会重点做一些验证实验。神七, 我们出舱的时候首先要开门,这个相对来讲也是当时做过很多的工作。神八,我们主要对结构的减重,舱门通道的开启,以及仪器的检漏我们都做了一些工作。

主持人:目前在飞船设计上有什么样的难点是还没有突破,非常想突破,正在研究的?

祁玉峰::飞船我们形成非常完善的天地往返系统,我们载人飞船目前还是相对比较成熟,后续的型号,包括我们的空间站,货运飞船,这一块还有一些工作要做。包括空间站大型结构的设计,我们空间机械臂的研制,这些都是需要突破的。

“航空材料已应用于铁路等民用领域”

主持人:这一次在神舟九号和天宫一号里,有哪些材料是你参与设计制作的?

赵建设:从神舟九号防热材料体系来说,外表面主要是两大块,一个是返回舱侧壁,一个是防热大底。两大部件外表面热防护系统材料是我们所研制的。

主持人:你主要研究是耐高温的材料,飞船一方面要耐高温,一方面要耐低温,如何使材料又能耐低温又能耐高温?

赵建设:这是通过材料的改性,外表面要防热,同时里面又加了适应环境温度比较好的弹性材料,这样能够起到在高温下能够防热,低温下又不至于性能降低,性能降低引起功能的失效,从材料上进行一个改性。天宫一号跟飞船对接的部位有一个大的密封圈,这个也是我们所研制的,这个密封圈是非常关键的,既要保证分离能够分离开,同时保证非常良好的密封,可以想象这个密封圈不能密封住,航天员在太空情况下会发生什么严重的后果,所以密封圈研制也是项目关键的技术。

主持人:现在已经有一些航天材料应用于民用领域,可以给我们介绍一下么?

赵建设:我们所这几年在民用领域开展的工作也是比较多的,主要是三方面绿色能源、工业环保和交通运输。

绿色能源中的风电,风力发电这一块儿现在市场化、规模化比较好的,像风力发电的叶片用的缝编织物是我们所里做的,现在可以达到年产15000吨的量级,已经用到国内几个主要风机生产厂家。

工业环保中,房间里用的绿色环保地坪,铺在带地面上的地坪可以用于家居,它是绿色、环保、无毒,这个已经在推广应用。还有防腐、防水,刷在水泥表面起到防水作用。防腐,比如屋顶、水族馆、游泳池、冷库等等用我们一些防水材料。

交通运输方面,京沪高铁的轨道刷的面漆,是脂肪族的面漆,它的好处是防腐蚀、寿命长。施工比较简单,现在可以涂刷,我们可以在京沪高铁,石家庄到武汉的这条线上已经用上了,包括北京到天津的城际列车轨道有用到了。

主持人:未来还会有哪些材料可以应用到民用上?你们有没有这样的计划?

赵建设:这个计划我们所里和院里一直做这方面的计划,我们想占领高端市场,发挥航天本身的优势,这样能更好的服务于民用行业,比如火车的车箱车门,用我们现在用的保温材料,一种泡沫的保温材料,既隔音又保温,密度小重量也轻。还有一些金属材料,这方面也在推广应用。

主持人:在民用里所使用的材料,到底跟航天使用的材料的差距有多大?是不是我们会把过去不是那么先进的,最顶尖的技术推广向民用?

赵建设:民用行业我们是根据民用的需求,我们所是搞材料研制的,所以我们根据民用的需求,他的要求我们进行材料改进,不见得航天材料性能就低了,不是的,是根据他的需求,你侧重于哪个方面我们研究哪个方面的材料,也许民用材料不比航天材料低。比如防热材料发挥防热材料优势,结构材料发挥承载材料的优势,主要是根据他的需求。

“长征5号大运载火箭计划在2020年附近发射”

主持人:长二F火箭是如何保证航天员的安全,我们都做了哪些保障手段?

荆木春:第一个提高可靠性。我们原来的可靠性指标,卫星的低一些,可靠性到0.97,历史上火箭可靠性没有这么高。第二个提出来航天员的安全性要0.997,这个要求也是根据保证航天员的要求提出来的。这个指标可以从字面上做一些理解,可靠性是一个概率的问题,当然说按照成功率算的话0.97就是百发要成功97发。航天员的安全性0.997,千发火箭要保证997发要回来,其中有不到30发的差距,即使出现故障,航天员也能安全返回,有一个逃逸系统。联合起来叫逃逸救生系统,我们把航天员负责脱离出来,最后飞船还能够开伞,联合起来叫逃逸救生系统,火箭是主要负责逃逸的部分。

还有一个是故障检测,怎么发现火箭出现故障,这两个系统要联合起来,才能保证航天员的安全。故障检测系统就像一个监视员、医生、检查官不断在检查火箭的状态。地面一群人,我们叫首席逃逸安全指挥官,会带着一些专家坐在地面看火箭的测量参数。一旦可能出现达到预定的故障,或者由地面指挥员发指令,或者是箭上自动地测出,就发出逃逸指令,逃逸系统按照这个指令工作,我们有地空逃逸,高空逃逸,应接分离,各种各样的,使得航天员逃逸出去。

主持人:火箭从无人到载人的过程当中,什么时候添加了逃逸技术?

荆木春:逃逸从载人火箭设计的时候就要考虑了。当初确定要载人的话,就要搞逃逸系统和故障检测。应该说是逐步完善的,发射神舟一号、神舟二号的时候,故障检测系统是处于搭载状态,它检测工作,看看真正飞行的过程中,这个系统工作得好不好。既然它处于被考验阶段,它发的指令不能当做真的动作来完成,所以逃逸系统是采用的不是一个真实的系统了,逃逸系统是一个假的。就是说这些发动机都没有装药。即使火箭故障检测发个指令出来,它不执行。到了神舟三号才是,因为两发火箭,故障检测叫检查官也好、医生也好认为合格了,才把逃逸系统真正加到上面去。神舟三、四又经过两发无人的考察,认为我既不会出现误的情况,也不会出现漏的情况,第五发神舟五号才真正上人。所以为什么到了神五的时候才有人的飞行,一方面是考核火箭和飞船一般的技术,同时很关键要考察逃逸救生的能力。真正可以使用是从神舟三号开始,真正起作用是神舟五号。

主持人:你曾经提到在发射天宫一号之前,做了很多储存燃料材料重新的选取,为什么要重新选取材料,发射天宫一号这个火箭,和以前的火箭为什么会有这么大的不同?

荆木春:原来对温度的认识没有这么深入,以前大家认识200度、300度。还有,关于储存的时间,以前是今天不行,第二天就发射了。甚至今天出现一些故障,我可以推一两个小时,然后再等,现在的话由于交会对接,我们叫零窗口,从具体指标来讲,正负一秒,超过这个指标就必须要停下来。对交会对接任务来讲,要求高了。我们根据这个要求来进行新的设计。

主持人:我们对未来技术方面,现在有哪些规划,有没有新的想法?这些计划会不会促成火箭进一步的革新呢?

荆木春:航天员进入太空技术、出舱行走的技术,交会对接的技术都突破之后,下一步可能就要建立自己的空间站了。为了建立空间站,还要研制一些新型火箭,空间站一个舱就要20多吨,现在的火箭都达不到,我们已经研制长征5号大运载火箭,计划在20年附近进行发射,原来的计划都是有的。

“中国人登陆火星还很遥远”

主持人:火箭控制系统到底是什么样的意思?

吕新广:对火箭系统来讲就是控制火箭如何在天上飞,包括几个主要任务,一个是控制火箭非常的稳定,因为咱们火箭推进器在底下,对一个物体来讲,如果在前面拉着它,这个物体会非常的稳定。但你如果在后面推着,在空中它没有支撑,这个是不稳定的,所以控制系统一项基本的工作是保持火箭的稳定。另外还有其他的功能,一个是要控制火箭的点火、关机的时序,我们叫各种各样的时序。如果发生某些故障还要逃逸,逃逸的时候也要发一些指令。另外一个重要的任务,控制火箭准确的入轨.

主持人:在太空中的火箭是自己控制它的飞行轨迹么?

吕新广:对火箭来讲,现在控制都是在火箭上面,都是自动的,相当于是发射之后你很难控制了,几乎没有任何控制手段。只有一个例外,就是这个火箭已经不行了,我要炸掉它,这是地面唯一可以控制的手段。包括之前从火箭诞生以来,因为它的特点就是时间很短,人的反应很难快速的控制它,所以它都是在火箭上完成的。

主持人:当火箭出现一些偏差的时候,会有哪些问题导致几公里,甚至数百公里的轨道偏差?

吕新广:如果控制不怎么参与,制导,导引,实时的算轨道应该往那个方向飞的制导系统不怎么工作,它飞出去会离的很远,干扰太多了。出大气层受大气带来的变化,另外发动机,每一个火箭虽然咱们这么装上看上去非常精密,但实际上每一个喷火的管,安装上必然有一个偏差,不可能严格的说朝那个方向就向哪个方向,几个角分,甚至十几个角分的偏差。当然还有其他的干扰,火箭预计的重量不一样,加注的时候不可能加满200吨燃料正好是200吨,往往多加一吨或者少加半吨都有可能。

主持人:会不会宇航员身体体重发生变化也会有偏差?

吕新广:这个都在偏差以内。

主持人:中国好像对太空探索失败是非常非常难以接受的,到底为什么形成这样一种状况?

吕新广:中国也有失利的时候,只不过在载人航天没有失败过,我们这枚火箭更加重视可靠性,就是说有了故障我也能扛过去。但是毕竟不可能万无一失的,像我们整个长征系列火箭还是有过一些失利的。去年就有一次,电视上也报过,除了发射神舟这样的,其他火箭成功也好,失败也好就在底下出一条消息,大家没有那么关注,但是确实有失利的时候。

主持人:这次上太空的三名宇航员里,其中一位是女性,你觉得我们首位女航天员进入太空有什么意义,有什么不同?

吕新广:如果站在我们专业的角度来看,没有什么区别。我们就是把人送上去,实际上这里面装几个人,对我们感觉关系都不大。但是我觉得从中国发展的角度来说必须得走这一步,因为把一个女宇航员送上去之后跟男的还是有区别的。(区别在哪里?) 要在空间站和实验室里给她一个独立的空间,有一些女性专用的设施和设备,至少要试一试在天上合适不合适。对于一个国家的发展来讲,以后必然要这样,以后肯定有不少的女航天员会上去,这就是一个探路者,她得把有什么问题,哪些不适合的地方带回来,告诉大家。因为用仪器探测跟人是完全不一样的,人到那儿切身感受一下,她回来的描述是完全不一样的。

主持人:你觉得我们什么时候才能把中国人送到火星?

吕新广:目前还没有这样的计划,我觉得这个还是有点遥远。

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