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『神七』搭載的3名航天員有1人進行出艙活動,其餘兩人在艙內進行配合和保護工作,誰將隨『神七』飛天,成為人們關注的焦點。
『神七』航天員飛行乘組確定
馬明
昇空航天員備受關注
中國載人航天工程辦公室對外表示,擔負神舟七號載人航天飛行任務的航天員飛行乘組已經確定,3名航天員組成飛行乘組,3名航天員擔任候補。任務實施期間,將由飛行乘組中2名航天員進入飛船軌道艙,著艙外航天服完成出艙活動准備。飛行乘組中1名航天員將出艙進行太空行走,並完成有關空間科學實驗操作。這6名航天員的身份就成為外界關注的焦點。
1992年9月,中國正式啟動載人航天工程。在科學家們進行運載設備和航天醫學、空間生命科學研究的同時,中央軍委命令有關部門負責選拔預備航天員。從1996年底到1998年初,軍委在航空兵部隊廣選良纔,數千名飛行員列為初選對象。初選之後,近百名飛行員集中在某訓練基地,接受航空醫學生理檢查。隨後,經過政審、文化考核、體檢,再次篩選,留下30名飛行員,組成了預備航天員集訓隊。1999年11月20日,中國第一艘試驗性飛船神舟一號發射成功,預備航天員集訓隊又進行一次篩選。隊員們接受了近乎殘酷的缺氧、失重、超載荷條件下的生理極限考驗,最終確定14人為中國首批『太空人』,開始了正式訓練。這14名『太空人』堪稱千裡挑一,而隨神舟五號、六號進入太空的楊利偉、費俊龍、聶海勝更是其中的佼佼者。
據了解,在這14人的隊伍中有4名航天員出自駐津空軍部隊,他們是國產高速殲擊機的飛行尖子。這4位航天員是空軍上校趙傳東、空軍中校潘佔春、空軍中校翟志剛、空軍中校劉伯明。他們都是有1500多個小時以上飛行經歷的尖子飛行員,思想、心理、軍事、身體等素質全面過硬。其中,翟志剛作為神舟五號的備選航天員為大家所熟知。
據記者了解,航天員們的身高都在1.70米上下,體重均為65公斤左右。由於最初預計的載人航天飛行時間為2005年,因而當時入選隊員的平均年齡在30歲左右。並且都是現役空軍飛行員、超音速戰斗機的飛行高手,飛行時間至少在1500小時以上;他們的軍銜分別為少校、中校、上校,都曾獲得過三等功以上的榮譽,都是中共黨員。這支『太空人』隊伍按部隊建制組成中國人民解放軍航天員大隊,編入中國人民解放軍總裝備部序列。
按照計劃,神舟七號搭載的3名航天員有1人進行出艙活動,其餘兩人在艙內進行配合和保護工作。記者了解到,本次神舟七號昇空的3名航天員中,極有可能有一人是在神舟五號、六號中曾經成功執行過昇空任務的航天員,也就是楊利偉、費俊龍、聶海勝三人之一。時間長度為幾十分鍾,但不會超過一小時。對於此次昇空的3名航天員的具體人選,中國載人航天工程有關負責人表示,這屬於高度機密,目前還不能對外透露,具體人選在『神七』發射之前便會揭曉。
釋放伴飛小衛星
按照計劃,神舟七號飛船將從酒泉衛星發射中心發射昇空,飛船在軌飛行期間,將進行航天員空間出艙活動,進行空間材料科學實驗,釋放伴飛小衛星等科學實驗活動。據了解,神舟七號在多項技術上實現了新的突破。其中進入預定軌道後會擇機發射一顆『伴星』。而『伴星』攜帶的CCD立體相機將近距離拍攝在軌飛行的神舟七號,並攝制中國首張飛船在軌飛行的三維立體外景照片,這將成為中國載人航天事業邁上新臺階的歷史見證。
航天專家透露,與神舟七號同時昇空的『伴星』是一顆小衛星,位於留軌艙的最前端,將在飛船進入預定軌道後施放。『伴星』可按指令自動彈出飛船,也可由航天員手動操作。『伴星』上裝有與『嫦娥一號』類似的CCD立體相機,彈射後將近距離拍攝『神舟七號』在軌飛行的三維立體外景照片,該照片以太空為背景,展現神舟七號高速運行的獨特景致。航天專家表示,神舟五號、神舟六號入軌後均無法拍攝外景照片。為了彌補這一缺陷,在設計神舟七號飛船時,設計方案加入了『伴星』。通過放出『伴星』,除了能近距離對『神舟七號』進行監測,取得第一手數據外,主要設計意圖在於通過『伴星』來拍照。
據了解,『伴星』在完成拍照、傳輸及一些監測的任務後,由於它和飛船母體都在太空中高速飛行,而『伴星』彈出時還有一個初速度。因此,在較短時間後,『伴星』與母體會越來越遠,將自行在太空遨游。
中繼衛星助力神舟七號
2008年4月25日23時35分,我國首顆數據中繼衛星『天鏈一號01星』在西昌衛星發射中心由『長征三號丙』運載火箭成功發射昇空,25分鍾後,西安衛星測控中心傳來數據表明,『天鏈一號01星』准確進入預定的地球同步轉移軌道。這意味著,中國航天器開始擁有了天上的數據『中轉站』,標志著中國航天應急和管理能力又有新進步。
中繼衛星享有『衛星的衛星』之譽,可為衛星、飛船等航天器提供數據中繼和測控服務,極大提高各類衛星使用效益和應急能力,能使資源衛星、環境衛星等數據實時下傳,從而為應對重大自然災害贏得更多預警時間。
中國載人航天工程副總指揮張建啟在接受采訪時表示,『天鏈一號01星』將在神舟七號載人航天飛行中首次應用。屆時,神舟飛船的測控覆蓋率將由原來的12%大幅提高到60%左右。據了解,此前『遠望』號測量船隊加上十餘個地面站,纔能為『神舟』飛船提供12%的測控覆蓋率。而一顆中繼衛星就可覆蓋飛船50%的飛行軌道,無論是經濟效益還是使用效率都有了質的提高。
此外,航天器在太空中出現故障,搶救時機往往以秒計,一旦錯過就可能造成永遠無法挽回的損失。隨著中國衛星數量的增多,故障率不可避免要增加,而中繼衛星投入應用後,將使航天器故障能夠及早發現、盡早解決。資源衛星、環境衛星等應用衛星獲得的科學數據,要在衛星經過地面站上空時纔能下傳使用,如果突發重大自然災害,就會失掉最佳的應對處置時機。中繼衛星則可使各類衛星實現數據實時下傳、及時應用,堪稱各類應用衛星的效能倍增器。
中國首次太空行走令人矚目
尹懷勤
各項准備有序進行
按照預定計劃,『神七』飛船將從酒泉衛星發射中心發射昇空,飛船在近地順行軌道飛行期間,將進行航天員出艙即太空行走活動,進行空間材料科學試驗,執行釋放伴飛小衛星等任務。此舉將使我國成為世界上繼蘇聯/俄羅斯、美國之後第三個能讓自己的航天員乘坐本國載人航天器在空間進行太空行走的國家。這標志著我國載人航天技術又向前邁進了一大步。
原來的重為7.79噸的『神舟』號飛船是由位於前端的軌道艙、位於中段的返回艙、位於尾部的推進艙組成的。為了能夠使航天員進行出艙活動,在『神七』飛船的返回艙與軌道艙之間增設了新研制的氣閘艙,該艙是為航天員從軌道艙出來以後准備到太空活動的必不可少的過渡艙段,故而又稱其為過渡艙。2007年末,氣閘艙等核心技術難關已被攻克,整船進入綜合測試階段。目前,『神七』飛船已進行了與航天員出艙活動有關的地面測試和接口匹配,其他各項准備工作進展順利。與此同時,用於發射『神七』飛船的長征二號F運載火箭也完成了全箭總裝。飛船和火箭將於今年三季度出廠被送到酒泉衛星發射中心。
航天員出艙進行活動,必須穿著艙外航天服。這種服裝不同於航天員平時在返回艙和軌道艙中穿用的航天服,它是具有獨立生命保障系統的那種特制的航天服。對其要求是很嚴格的。一是服內要充氣,使航天員免受體外負壓傷害。二是要有氧氣供應,以維持航天員正常的生命活動。三是能夠散熱和保暖,以免航天員遭受太空極端溫度的侵襲。四是應能處理航天員呼出的二氧化碳和其他有害氣體,不使濃度達到影響生命的程度。五是穿上它航天員也能進食和飲水,亦能大小便。六是能防止輻射和流星體對航天員身體的損害。七是關節部位能活動自如,便於航天員進行工作。八是應有通信設備,以便艙內外航天員之間及時進行聯系。九是應帶動力裝置,使航天員能在太空自由行走。由此可見,艙外航天服是非常復雜的。目前,『神七』艙外航天服的關鍵技術已經突破,航天員的出艙模擬試驗總體進展順利。
發射『神七』飛船,酒泉衛星發射中心承擔的任務遠比發射『神六』飛船時更為復雜繁重。發射中心除對完全具有中國自主知識產權的艙外航天服進行測試外,還要對航天員、飛船、伴飛小衛星、運載火箭進行匹配檢測。迄今,發射中心已從人員隊伍、技術方案到設備設施,為發射『神七』飛船做好了充分准備,並進行過多次模擬合練。
太空如何行走
三名飛行乘組航天員在乘坐『神七』飛船遨游太空執行任務期間,將由二名航天員進入飛船軌道艙,著艙外航天服完成出艙活動准備,其中一人通過氣閘艙出艙進行太空行走,並完成有關空間科學試驗操作,其他兩人留在飛船內予以配合。航天員出艙時先走出軌道艙進入氣閘艙,隨即另一人關閉兩艙之間的內閘門,然後把氣閘艙內的空氣抽入到軌道艙內。當氣閘艙內接近真空狀態時,航天員就可打開外閘門進入太空開始活動了。在航天員完成太空行走任務後返回飛船時,則按上述相反的順序操作即可。
所謂太空行走,是指航天員從高速運行中的『神七』飛船出來以後在廣袤宇宙中的行走。因無地面摩擦力,人身處於失重和真空狀態,故而航天員除必須穿戴艙外航天服以外,還要經過嚴格的訓練選拔,做好充分的准備工作,熟練地掌握空間活動的操作技能。
首先,航天員出艙前必須在氣閘艙內吸一段時間的氧氣。因為密封艙包括軌道艙和返回艙內的氣壓和大氣組成基本與地面相同,因此人體內會吸有一定量的氮氣;而航天服內的氣壓僅為大氣壓的27.5%,航天員猛然出艙,遇到低壓,血液供應較差,溶解在脂肪組織中的氮氣游離出來不能通過血液帶到肺部排出而形成氣泡,容易成為氣栓堵塞血管,故而出艙前需吸純氧將體內氮氣排出。
其次,航天員必須會精確嫻熟地使用動力裝置和通信設備。前者又稱載人機動器,在六個方向裝有多個噴嘴,每個噴嘴工作時高速噴出氣體可產生反推力,幫助航天員移動身體位置。處於失重狀態的航天員操縱噴嘴向不同方向噴氣,就可使自己自如地前後左右上下運動和旋轉。後者又稱通訊背包,供航天員與飛船裡的人員及時聯系,溝通信息。由於在真空狀態下沒有傳播聲音的媒體,航天員只能以此與艙內同伴進行聯絡。
再次,航天員還要身系一根安全帶亦即保險帶,又稱臍帶。因為太空中沒有大氣阻力,航天員出艙後仍然以在『神七』飛船中獲得的高速度圍繞地球運行,能夠平衡地球引力,雖不會掉落在地面上,但卻四處無著,如無安全帶,可能會丟失在茫茫太空之中。保險帶把航天員與飛船連接起來,以免發生危險。帶子長度一般不超過五米,航天員離飛船不會太遠。國際上也有不系保險帶的航天員太空行走,一般都是二人,以便互相保護。我國是首次進行航天員太空行走,又是單人出艙活動,所以選擇身系保險帶的方式。
航天員出艙活動,對其身體和技術素質都提出了更高的要求。經對我國第一批14名航天員接受『神七』任務的訓練和選拔,從中挑選出來的六名航天員,按照飛行訓練計劃,已完成出艙活動理論訓練和專業技術訓練,並進行了有關任務聯合演練。下一階段,將重點對飛行乘組三名航天員和三名候補航天員進行出艙活動強化訓練,進一步提高出艙活動操作技能,熟悉出艙程序等。
承擔太空行走重任的航天員,屆時將身著重為100多公斤的艙外航天服在太空完成預定的任務。『神七』飛船已具備了直播航天員太空行走的能力,屆時廣大公眾極有可能會看到直播情況。