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中國載人航天前兩大問題:火箭可靠嗎 飛船保險嗎

2002年12月20日 15:01


中國已基本具備探月條件 3年內(nèi)衛(wèi)星可望上天 井韋 攝



  今年11月22日至27日,上海工博會在上海新國際博覽中心隆重開幕。工博會上,上海航天局展出了長征2號、長征4號火箭模型。井韋 攝


  中新網(wǎng)12月20日電 中國神舟飛船的每一次發(fā)射都受到舉世矚目,而中國何時進行載人航天的話題更為人關注。目前,中國的神舟四號飛船仍然進行的是不載人的試驗型飛行,那么無人飛行試驗到底要解決些什么問題呢?

  中國的無人飛行試驗意在破解兩大問號:一,是長征二號F火箭可靠嗎?能否把乘坐飛船的航天員安全送入太空軌道;二,是神舟飛船保險嗎?能否保證航天員在飛船內(nèi)正常生活、工作和安全返回!吨袊教靾蟆穼@兩方面問題進行了分析。

  一、長征二號F火箭可靠嗎?

  火箭不像電視機、電冰箱,壞了拿去修理一下還能用。因此發(fā)射載人飛船的火箭必須確保萬無一失。

  中國發(fā)射神舟號飛船的長征二號F火箭,是一種推力足夠大、可靠性、安全性極其好的運載火箭。它是在中國大型商業(yè)發(fā)射火箭長二捆(長征二號E)的基礎上增加了逃逸系統(tǒng)和故障檢測處理系統(tǒng)兩個新系統(tǒng)組合而成的;鸺男炯壥前l(fā)射率成功最高的、曾被航天總公司譽為“金牌火箭”的長征二號丙火箭。

  長征二號F火箭全長58.34米,起飛質量479.8噸,運載能力能力為7.6噸,飛行在近地點飛行高度200公里、遠地點飛行高度350公里的軌道上。長征二號F火箭從1992年開始研制,1999年11月首飛成功。在歷時8年的研制過程中始終將可靠性、安全性放在首位。

  該火箭廣泛采用了冗余設計,提高了元器件等級和篩選標準,結構設計提高了剩余強度系數(shù),發(fā)動機也進行了提高可靠性的設計;鸺目煽啃灾笜藦拈L二捆火箭的0.91提高到了0.97,使它成為目前中國國內(nèi)可靠性指標最高的運載火箭。

  長征二號F火箭的控制系統(tǒng)配了備份,萬一主系統(tǒng)出現(xiàn)故障,可迅速切換到備份系統(tǒng)上保證火箭正常工作。該火箭還增加了自動故障檢測處理系統(tǒng),這套系統(tǒng)可以在飛船待發(fā)射階段和上升階段自動進行故障檢測,一旦有問題它會自動報警。

  該火箭還取消了其他火箭一旦姿態(tài)不穩(wěn)便自動自毀的功能,配備了逃逸系統(tǒng),一旦出現(xiàn)意外,它可以隨時啟動。

  到目前為止,長征二號F火箭已成功將三艘無人飛船準確可靠地送入預定軌道,其可靠穩(wěn)定的飛行性能已經(jīng)得到了初步的檢驗,為中國航天員安全可靠地進入太空提供了有力的保證。

  二、神舟飛船保險嗎?

  中國的神舟飛船從設計的源頭上就為航天員的安全考慮得十分周全,針對航天員可能遇到的不安全因素,飛船采取了四項周全的對策。

  1:太空臥室絕對防輻射。太空輻射是對航天員安全的最大威脅。在神舟飛船前幾次的飛行中,座艙里放置了模擬航天員,其宇航服左小腿的口袋里裝了一個劑量儀。科學家對測量儀測量的數(shù)據(jù)進行計算后發(fā)現(xiàn),儀器在太空環(huán)境里工作正常,飛船艙內(nèi)受到的太空輻射劑量很小,對航天員的身體基本沒有影響。神舟4號的生命保障系統(tǒng)及相關的試驗條件將更為完備。

  2:應急救生裝置一應俱全。神舟飛船上安裝了自動和手動兩套應急救生裝置,無論是在宇宙航行中或是在返回時發(fā)生意外,船上的救生系統(tǒng)會自動啟動,萬一自動裝置出現(xiàn)故障,船上的手動系統(tǒng)完全可以“抵擋”,航天員絕不會坐以待斃。飛船的返回艙內(nèi)配備有足以保證航天員在陸上生存48小時、海上生存24小時的救生物品。返回艙里還有一套氣囊,一旦落水,3噸重的返回艙會漂在水中,等待救援。

  3:特種太空椅抗沖擊。飛船升空和返回階段的加速度達到了4~5g,這時,航天員會感到自己的身體“重如泰山”,連揮揮手這樣簡單的動作都無力去做。而對于沒有受過訓練的普通人,嚴重時甚至會導致死亡。為減少航天員的痛苦,飛船配備了特制的太空椅,坐在上面不像坐很像躺,躺姿像胎兒在母親的子宮里蜷曲的模樣,因為這種姿勢使人的脊椎可以承受較大的過載,而不致受到傷害。

  4:安全返回。安全返回是載人飛行的最后一環(huán),也是載人航天活動成敗的最終標志。經(jīng)多次試驗,科學家找到三種較好的防熱辦法,一是輻射法,飛船外面涂上銀色的抗高溫金屬層可反射掉大部分熱輻射。二是熱沉法,飛船涂層里使用耐熱、導熱的鈹材料,讓它們把飛船表面的余熱全部吸過來傳到熱沉材料層以解熱。三是燒蝕法,故意在飛船外面特別是飛船底部包上厚厚的可燒蝕的耐熱材料,與大氣摩擦時,耐熱材料就會一層一層地燒蝕成炭,一層層地剝落。燃燒可以消耗大量的熱能,這種“丟卒保車”的辦法可以保證飛船的安全。

  中國的神舟號試驗飛船在內(nèi)蒙古中部地區(qū)安全返回后,歷經(jīng)大氣嚴重燒蝕,底部被燒得發(fā)黑有股焦糊的味道,這就是燒蝕防熱法發(fā)揮了作用。飛船里面放置的假人,搭載的紀念郵封、各類旗幟、植物種子、胚胎細胞等物品均完好無損。

  另外,神舟號飛船上1200平米的降落傘試驗非常成功,飛船的軟著陸的功夫已經(jīng)得到了充分的考驗。按科學家的設計,飛船返回的落點偏差允許值一般為30公里。在前幾次的試驗中,兩艘神舟飛船的返回精度已基本達到了設計指標。(莊佳)


 
編輯:余瑞冬

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