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——中國空間技術研究院主任設計師白明生訪談錄
編者按:在“神舟”四號成功落地4小時後,中央電視臺播出了對曾參加設計製造“神舟”號飛船並參與飛船回收的資深專家、中國空間技術研究院主任設計師白明生的專訪。現摘要如下,請予垂注。
返回過程中穿越“黑障區”
主持人:“神舟”四號飛船的回收過程和方式與“神舟”三號是不是完全一樣?
白明生:完全一樣。現在無人飛船都是給載人飛船打基礎的,整個系統的工作狀態、過程和原則是一致的。這樣,通過多次的飛行可以提高可靠性的驗證,爲載人飛行打基礎。
主持人:飛船在軌道上運行,包括它從發射到回收的整個過程,都要受到地面的監控。在飛船的返回艙回落地面的過程中,它要與大氣層劇烈地摩擦,表層還要劇烈地燃燒。在這個時候,飛船和地面的通信是中斷的,也就是說地面控制中心的人是不可能瞭解到飛船內部的情況的?
白:對。返回艙在返回過程中,到一定的高度,就會進入一個所謂的科學上叫“黑障區”的階段,也就是地面跟飛船的通信中斷了,返回艙靠自身的控制系統,按照一定的程序返回地面;再到一定高度以後,就可恢復測控,地面就可以與航天員恢復通信聯繫。這是一個正常的過程,而且是無法避免的。
主持人:通信中斷的時間可能會維持多久?
白:大概是幾分鐘的時間。
內蒙古草原適合飛船着陸
主持人:“神舟”四號飛船是在內蒙古的什麼地方着陸的?
白:在內蒙古的中部地區,在呼和浩特的東北方向,離呼和浩特不遠。
主持人:其他國家的一些飛船着陸點是在水上,中國的飛船着陸爲什麼卻是選擇在陸地而不是在海上呢?
白:這個主要是根據不同國家的地理特點和搜救的手段不同,而選擇不同的着陸地點。比如中國,在內蒙古自治區有非常好的陸地回收環境,因爲那裏有面積很大的草原,非常平坦,這樣有利於返回艙比較安全地回收。美國可能有它的特點,就是適合於在海上做這些工作。其實在陸上、海上回收都是可以的,咱們的飛船也是沒問題的。
主持人:飛船返回過程,就是脫離預定軌道,進入大氣層,最後着陸。我們知道這次着陸是在內蒙古的中部地區,那它在脫離軌道時可能會在地球上什麼位置呢?
白:大致是在新疆的上空。
進入大氣層看上去像火球
主持人:飛船從脫離軌道進入大氣層,然後再着陸這個過程,會是一個什麼樣的景象?
白:飛船的返回艙,在100公里左右的高空進入大氣層。由於飛船返回艙的速度非常快,它跟大氣產生大量的摩擦,產生很大的熱量,這樣返回艙本身看着像是一個火球,我們在地面用肉眼都可以看到。飛行三四十公里左右,飛船速度減慢了以後,就沒有這個景象了。在1萬米左右的高空,飛船的降落傘打開,就跟飛行員跳傘似的,最後比較平穩地降落在地面上。
先是橫着飛後是反着飛
主持人:飛船下落之前,有一段時間是橫着飛的,然後到脫離軌道之前,它又是反着飛的,就是頭朝後飛的。
白:飛船的前面是軌道艙,中間是返回艙,後面是推進艙。在返回以前,我們進行第一次調姿,相當於飛船是橫過來,轉90度。
主持人:就是這樣橫着運行……
白:對,橫着運行,把軌道艙分離出來,軌道艙又作爲一個獨立的衛星在天上繼續工作,還按原來的軌道繼續飛行,而且後面的飛行控制還要繼續進行。後面返回艙跟推進艙繼續飛行,到了一定的時間和位置以後,它根據地面的要求,再轉一個90度,進行第二次調姿,尾部朝前。再靠推進艙的發動機點火,把這個組合體的速度降下來。它們再一塊兒飛行一段時間,到了一定高度,推進艙就分離掉了,然後它在返回大氣的過程中被燒燬,只剩下返回艙返回地面。
艙內溫度在30℃左右
主持人:飛船進入大氣層的過程中,它的速度可能會是多少呢?
白:最開始的速度,即第一宇廟速度是每秒七點幾公里,後來逐漸降低。
主持人:這樣大的一個速度,會引起飛船表層的劇烈摩擦和燃燒,飛船的表面溫度可能會達到上千度,如果裏面有航天員的話,可能會是什麼樣的感受?
白:咱們飛船的返回艙進行了防熱設計。雖然返回過程中,返回艙的表面溫度要高到上千攝氏度,但是因爲它有一定的防熱層,另外它裏面還有防熱的材料、隔熱的材料,哪怕是艙壁上溫度最高的時候,內壁的溫度也是較低的,大約是30攝氏度左右。
超重在航天員承受範圍內
主持人:航天員還要面臨很嚴重的超重現象,可能他們承受的壓力是自己體重的很多倍。
白:這叫返回的“過載”,也就是你剛纔說的超重。過載不至於很大,不超過體重4倍,在航天員的承受範圍內。因爲一般的戰鬥機在做俯衝以及各個緊急動作的時候,也是有很大的過載的。
主持人:飛船裏面的設計,有哪些可以減輕這種超重的現象呢?
白:一個是根據軌道的設計,還有靠一些控制的設計。
飛船上應急系統操作簡單
主持人:在緊急情況下,飛船中的航天員能夠自救嗎?
白:比如說飛船上着火了,還有一些其他的故障,在發射前,就已經做好了預案,而且經過了大量的地面驗證。在天上萬一出現故障,航天員可以按照預定的故障預案進行處理,比如說着火,有一套處理程序。
主持人:這種應急的自救系統的操作複雜嗎?
白:航天員只要啓動這個程序就可以了,說簡單一點,就是按一兩個按鈕的事兒。
主持人:特別緊急的情況下,航天員可能會需要在很短的時間內,有可能是幾秒鐘,要作出一個決定,而且這個決定直接關係到飛船和航天員的安全。在這種緊急的情況下,他是不是可以作出理性的決定?
白:航天員參加飛行任務以前,已經是進行了非常系統的訓練,包括生理上和心理上的訓練都是很充分的,就是萬一出現緊急情況,航天員應該能保持理智的控制能力,作出正確的判斷,按照正確的程序進行工作,我想這個是有把握的。
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