神七航天員乘組分工揭秘
新華社北京9月26日電(記者白瑞雪、孫彥新)中國載人航天工程負責人在接受記者採訪時,介紹了神舟七號航天員乘組的任務和分工情況。
這位負責人説,神七乘組第一次設置了指令長崗位。擔任這個崗位的是01號航天員,他同時也是出艙航天員。02號和03號分別為軌道艙航天員和返回艙值守航天員。
在船箭上升段,三名航天員都在飛船返回艙裏進行相關操作。01號正對飛船儀錶板,02號和03號航天員的座椅以30度角分別位於01號的左側和右側。在仰臥狀態下,02號與03號航天員的頭部,緊挨著飛船的左右舷窗。
飛行進入出艙活動段後,01號和02號航天員進入軌道艙,03號航天員則留在返回艙,負責飛船監測和地面聯絡。
01號航天員將穿上中國研製的“飛天”艙外服,出艙回收試驗樣品並進行艙外行走。02號航天員穿上俄羅斯産“海鷹”艙外服,在軌道艙內為01號提供支持。
作為中國第三次執行載人航天飛行任務的乘組,神七航天員肩負三大任務。
第一大任務是實施中國首次出艙活動。出艙活動包括兩個部分:出艙取回放置在軌道艙壁上的實驗材料和出艙行走。這期間,航天員不僅要正確操作飛船氣閘艙和艙外航天服,還要經受空間運動病高發期的考驗。
第二大任務是完成包括回收固體潤滑材料、釋放伴飛衛星等在內的科學實驗。這是繼神六之後第二次有人參與的空間科學實驗。
第三大任務是滿負荷、全方位考核載人航天工程總體及各大系統。張建啟説,3名航天員上天,不僅是數量的增加,更是質的飛躍,因為神舟飛船本身就是按照最多三名乘員的方案來進行設計的。環境控制、生命保障等各系統能否經受住滿負荷的考核,這是一個比較大的風險。
專家詳解神七飛行控制三大難題
新華社北京9月26日電(記者李宣良、田兆運)“與神五、神六任務相比,神七飛行控制存在三大難題。”北京航天飛行控制中心主任朱民才日前在接受新華社記者採訪時説,包括北京飛控中心在內的整個測控系統已經做好充分準備,全力應對。
一是航天員出艙活動,對整個測控系統的可靠性、安全性提出更高要求。涉及到出艙活動的一些關鍵軟硬體設備必須進行備份;出艙活動過程複雜、環節眾多,北京飛控中心必須在短時間內對各環節進行多方確認,才能把活動進程一步步向前推。
二是伴飛衛星的飛行控制是對我國測控系統的全新挑戰。這次飛船釋放的伴飛小衛星,必須圍繞飛船軌道艙進行伴飛飛行,並確保不和飛船發生碰撞,控制難度和要求很高。
三是天基測控網首次投入使用,面臨著一系列需要攻關的技術難題。我國的第一顆中繼衛星“天鏈一號”2008年剛剛發射升空,尚處於測試試驗之中就將承擔天基測控任務。這次試驗,將把我國的航天測控網從陸地的測控站和海上遠洋測量船搬到赤道上空。
“這三大難題一個共同的特點,就是要在一次任務中同時完成對多個目標的控制,這將是我國航天測控領域的又一創舉。”朱民才説。
廣泛吸納各界意見使神舟飛船日益成熟完善
新華社北京9月26日電(記者孫彥新、徐壯志)飛船系統總設計師張柏楠日前向新華社記者透露,神舟七號飛船因航天員和各界專家意見而專門進行了多項改進。
張柏楠介紹,神舟飛船一直採取開放式的設計理念,廣泛吸納各界意見持續改進,這也是飛船日益成熟的重要原因之一。
楊利偉和費俊龍、聶海勝返回地面後,都對飛船提出了自己的感受和意見,飛船都一一進行了改進。神六返回後,航天員提出,返回艙舷窗邊的一個氣瓶影響觀察視線,神舟七號於是更改了氣瓶的位置。
為提高飛船乘坐的舒適性,飛船系統主動邀請航天員體驗和提意見,神七艙內的很多佈置都是按航天員要求更改的。其中改動最多的,是扶手和腳限制器的位置,20多個扶手和多個腳限制器讓航天員一個個試,每一個都綜合多名航天員要求重新安放。
張柏楠介紹,飛船的不同設備涉及領域不同,涉及到哪個領域,就會請來哪個領域的權威專家。討論降落傘時,從空氣動力部門、航空學院和研究所請來降落傘專家;討論氣閘艙泄壓時,便請來研究真空問題的專家。
張柏楠説,各界意見使神舟飛船日益成熟完善,可靠性安全性不斷提高。
人性化設計使神七飛船更舒適便捷
新華社北京9月26日電(記者孫彥新、徐壯志)怎樣讓飛船乘坐更舒適,活動操作更便捷?神七飛船工程師俞進接受新華社記者專訪時説,人性化的設計理念貫穿設計、研製、生産全過程,神七在人機工效學上處處體現了人與飛船的完美結合。
給航天員提供更大活動空間
3人滿員飛行,航天員的生活用品增加不少,艙外航天服及相關設備更是佔去較大空間。在有限的艙內空間裏,如何能留給航天員盡可能多的活動區域,設計師可謂絞盡腦汁。
“能打包的物品全部打包,能縮小的設備儘量縮小。”俞進介紹,設計人員對著艙內物品一個一個想辦法,從食品、服裝到救生物品等大小設備,進行了一場全面的“瘦身”運動,儘管每件東西擠出空間有限,但加在一起還是使艙內寬敞了一些。
俞進説,軌道艙內儀器較多,設計人員製作專門的“貨架”,像超市擺放貨品一樣擺放設備,極大地提高了空間使用率。
設計人員還根據重要等級,把需要航天員操作的東西分門別類,放在利於航天員操作的地方。讓航天員感覺清晰明了,在心理感受上也更寬敞。
不同顏色營造“天”“地”視覺感受
在太空失重環境下,航天員失去了方向感。
為了讓航天員更快適應太空環境,得到更好的方位感覺,設計人員在飛船內部裝修材料的顏色上做起了文章。
俞進介紹,艙壁表示地面的地方用深咖啡色材料覆蓋,這種顏色讓人很容易聯想到土地,使航天員找到“家”的感覺。然後顏色逐漸過渡,表示天空的地方就變成了很淺的顏色。多數設備都用乳白色的阻燃材料包裹起來,更顯艙內整潔。
“這種色彩反差,使身在太空的航天員有立體的視覺歸屬感。”俞進説。
20多個軟、硬扶手讓航天員處處都有著力點
失重狀態下,航天員處於飄浮狀態,如果沒有著力支撐點,任憑怎麼用力也難以前進後退。
楊利偉、費俊龍、聶海勝返回地面後都曾反饋,有的扶手手感不佳,有的扶手位置不好。這引起了設計人員的高度重視,他們一方面根據航天員意見進行修改,另一方面自己親身體驗尋找解決方案。
“我的個頭比航天員略矮,力量也比航天員小很多。”俞進説,因此,如果經過她的試驗,扶手的間距和數量足夠,那麼,對航天員來説就更沒問題了。
艙內安裝的扶手以軟扶手為主,分佈于艙壁、儀器附近、生活用品附近。而金屬扶手多安裝在艙門附近,以及艙外太空行走的路線上。這些扶手一共有20多個。
返回艙和軌道艙裏,還分別安裝了多個腳踏板和腳限制器,航天員需要雙手同時工作時,就可以用腳來做力的支撐。
俞進説,在地面模擬試驗中,這些扶手得到了航天員的高度認可。
神七航天員出艙全程詳解
新華社北京9月26日電(新華社記者白瑞雪、孫彥新、田兆運) 傳説中的孫悟空輕輕一個筋斗就能翻十萬八千里,但航天員在太空中活動的每一步,卻一點也不簡單。航天員26日進行哪些出艙準備?出艙後又會做些什麼?
中國航天員中心航天員選拔訓練研究室主任吳斌告訴記者,出艙活動分為4個階段:在軌組裝、檢查與訓練段,出艙準備與過閘段,艙外活動段以及返回過閘段。其中最長的是第一階段,歷時14.5個小時;最危險和最難的,則是艙外活動段。
在這4個階段中,航天員要經歷數百個步驟,其中有8個關節點尤為重要。
關節點一:穿衣,即首次在太空中穿上艙外航天服。飛船發射時,艙外服是打包固定在軌道艙壁上的,因此航天員首先要啟封服裝,然後把各部分組合成一件完整的艙外服,再把凈化器、氧瓶、電池、無線電遙測裝置等可更換部件裝上航天服。
在“鑽”進服裝後,還要對服裝進行尺寸調整、氣密性檢查和全性能測試,一切正常,這才算“穿好”了艙外服。在“穿衣”的過程中,兩名航天員互相配合,一人操作時,另一人讀操作手冊並進行確認,以確保所有操作萬無一失。
關節點二:在軌訓練。穿上艙外服後,航天員進行移動和各種模擬操作,以體驗失重狀態下移動和操作的特點——畢竟,地面上用於失重訓練的水槽,並不能提供真正的失重狀態。同時,航天員還要找好開艙門的位置和手腳的著力點。
在大約100分鐘的在軌訓練中,航天員要把整個在軌準備和艙外活動預演一遍,以進一步熟悉出艙程序,但運動量不能太大,以防患上空間運動病。這些工作結束後,2名航天員將進行幾個小時的休息。
關節點三:搬家。神舟七號的軌道艙既是航天員的生活艙,又是航天員出艙活動的“過渡”地帶即氣閘艙。因此,在進入第二階段——出艙準備與過閘段後,航天員要做的第一件事就是把軌道艙裏不能耐受低壓的物品轉移到返回艙。這些物品包括食品、供水器、飲水嘴、尿液儲箱管路、手持攝像機、醫學檢查用的血乳酸儀,等等。
當然,在“搬家”完成後,返回艙與軌道艙之間的門必須關上,否則,返回艙也成了真空、低壓的“太空艙”了。
關節點四:泄壓。航天員再次穿上艙外服後,需要檢查服裝和艙對接系統的狀態及氣密性。在艙外服加壓的過程中,軌道艙慢慢泄壓。軌道艙氣壓泄至3千帕時,艙外服與飛船的氣液組合連接器斷開,服裝轉入完全自主供氧和冷卻。此時,艙外服裏的壓力是40千帕——這是人體能夠承受而又保證靈活性與氣密性的壓力值,軌道艙則逐步接近真空。
關節點五:開門。軌道艙氣壓降至兩千帕左右,就可以開門了,航天員進入第三階段——出艙活動。在太空中開門,講究不少。首先是解鎖,然後拉著艙門的手柄把門開到60度。等到艙內外壓力平衡了,再把門完全打開。碰上打不開的情況,就得用一個類似于撬杠的工具把門“撬”開。打開門、出艙之前,航天員還要給艙門罩上一個保護罩,以防止在出艙過程中發生剮蹭。最為困難的是,航天員始終需要用一隻手固定身體,上述動作都是單手來進行的。
關節點六:出艙取實驗材料。頭先腳後,是航天員出艙的“標準動作”。按照計劃,出艙航天員半個身子探出去後,首先要對著推進艙上的攝影頭“打招呼”,然後取下放置在軌道艙外壁上的固體潤滑材料,遞給艙裏的航天員。固體潤滑材料是在飛船發射前安裝在飛船艙壁上的,至航天員出艙取回時,材料預計共在外太空暴露40個小時以上。國外經驗表明,暴露40小時以上即可獲得試驗效果。
關節點七:太空行走。實驗材料遞入艙內後,出艙航天員將沿著軌道艙壁行走。他身上有兩條安全繫繩與母船相聯,每一步操作之前,都要先在艙壁的扶手上固定好安全繫繩的挂鉤,一根固定好了,另一根才能改變位置——對於太空行走,挂鉤嚴格的交替換位,是一條最最重要的“軍規”。
在失重的環境中,身體沒有任何可以依靠的發力點。因此,航天員只能在安全繫繩挂鉤的幫助下,通過手在飛船艙壁把手上位置的改變來實現身體的移動。從這個角度看,與其説是太空漫步,不如説是“太空漫移”。
關節點八:返回。與出艙相反,航天員在進入軌道艙時,採用腳先頭後的姿勢。接下來,又是一系列與出艙相反的程序:關艙門,軌道艙復壓。直到軌道艙內壓力恢復後,航天員才能慢慢脫下艙外服。
等到軌道艙與返回艙壓力確認為一致後,兩艙之間的門被打開,出艙活動全部結束。屆時,神舟七號的3名航天員,一定會擁抱在一起慶祝勝利。
神七的軌道艙、返回艙和推進艙都做什麼用途?
新華社北京9月26日電 隨著神舟七號飛船順利升空後,飛船的“軌道艙、返回艙、推進艙”被頻頻提及,那麼這3個艙都是做什麼用的?
神舟七號飛船全長9.19米,3個艙段由前到後的安裝次序是:軌道艙、返回艙和推進艙。
軌道艙:呈圓桶形狀。為適應這次航天員空間出艙活動的任務需要,神舟七號載人飛船的軌道艙取消了“神六”飛船時的留軌功能,新增加了泄復壓、艙外航天服支持、出艙活動通信、艙外活動照明及艙外攝像等功能,具備支持航天員出艙的氣閘功能,並兼作航天員的工作和生活艙。
返回艙:載人飛船唯一返回地球的艙段。飛船起飛、上升到入軌及返回著陸時,航天員都在返回艙內。神舟七號的返回艙形狀像鐘,其艙門與軌道艙相連,航天員通過這個艙門,可以進入軌道艙。返回艙是飛船的指揮控制中心,艙內安裝了航天員的座椅。返回艙內還安裝了飛行中需要航天員監視和操作的儀器設備,航天員通過這些儀錶可以隨時判斷、了解飛船的工作情況,還可以在必要時人工干預飛船的系統和設備的工作。
推進艙:圓柱形。艙內安裝推進系統發動機和推進劑,其使命是為飛船提供所需動力,飛船電源、環境控制和通信等系統的一部分設備也安裝在這裡。推進艙外部兩側也安裝了兩個太陽能電池翼,為飛船提供所需電能。
神舟七號飛船的軌道艙和返回艙都是密封的艙段,艙內與外界完全隔絕,內部安裝的環境和生命保障系統,將為航天員提供一個與地球環境一樣的舒適生活環境。另外,還安裝了供著陸用的主、備兩具降落傘。返回艙側壁上開設了兩個圓形窗口,一個用於航天員觀察窗外的情景,另一個供航天員操作光學瞄準鏡觀察地面駕駛飛船。
剖析神七飛船結構與外形
新華社北京9月26日電(新華社記者孫彥新、徐壯志) 正在太空飛行的神舟七號飛船與此前的6艘飛船相比,結構和外形沒有本質區別,但為適應航天員出艙活動,還是進行了歷史上最大的一次改進。飛船結構與機構分系統設計人員接受新華社記者採訪時對這些變化進行了詳細剖析。
神七少了一對太陽帆板,多裝了一顆伴飛衛星
從外觀上看,神舟飛船原來都有兩對太陽帆板,一對在推進艙上,一對在軌道艙上。神七軌道艙不再留軌試驗,因此去掉太陽帆板。
軌道艙的頂部,安裝了一顆伴飛小衛星。
小衛星旁邊,是數個圓球形的氣瓶,氣瓶中的高壓氣體用於航天員出艙活動時軌道艙的泄復壓。軌道艙頂部的位置,在神舟八號時將安裝一個交會對接機構,用於與空間站對接。
在神七的軌道艙壁上,還能看到像雙杠一樣的扶手,這是航天員太空行走時要用的。
三艙優於單艙或兩艙
神舟飛船一直都是推進艙、返回艙、軌道艙的3艙結構。設計人員説,這並非隨意之舉,而是有科學道理。
美國第一艘人造飛船為單艙式,俄羅斯的第一艘飛船為兩艙式。在載人航天的實踐中,各國科學家發現,3艙結構效益最佳。
飛船返回時,與大氣劇烈摩擦産生的高溫和過載,使航天員面臨生死考驗。科學家不得不選擇放棄那些不需要返回地面的儀器,從而降低技術難度,提高返回安全性。
3艙飛船既能滿足動力、航天員生活場所、乘員返回地球這3大基本功能,又能在返回時儘量“輕裝簡從”。
另外,3艙結構也提高飛船飛行的可靠性,即便其中一艙出現故障,其他艙段還可以工作。
神五、神六的飛行實踐證明,中國的3艙一段式飛船結構設計巧妙合理,投入少效益高。
飛船的形狀為什麼有些奇怪
在地面的各種交通工具中,還找不到外形與飛船相似的。設計人員介紹,飛船不是有意追求科幻效果,而是根據需要設計形狀。
在太空的高真空環境下,飛船內外有一個大氣壓的壓力差,這種壓力大得足以把一輛小汽車或是一架飛機壓癟。
大量地面試驗證明,圓形抗壓能力最強,另外,圓形還能為乘員提供最大內部空間。因此飛船3艙呈圓柱或圓錐形。
形狀最奇怪的要屬返回艙,像一個倒置的大鐘。這是因為返回時這個艙在重力的作用下降落,必須底大頭小才能像不倒翁一樣保持姿態穩定。同時,這種形狀也有助於更好地散去返回艙與大氣劇烈摩擦時産生的高熱。