载人航天
作者:管理员  发布时间:2008-10-21  阅读次数:347
 

劳技教研组组长 章盛智


各位同学们:早上好!


    2008年有许许多多让我们感动、难以忘记的事,9月25日就是这么一天。25日21时10分,酒泉卫星发射中心,长征二号F型火箭像一条巨龙,喷射出一团橘红色的烈焰,顷刻间,托举着神舟七号载人飞船拔地而起,直指苍穹。浩瀚太空,第三次迎来来自中国的访客。翟志刚、刘伯明、景海鹏,3位航天员驾驶神舟飞船飞驰太空,再一次驶上全新的探索之路。今天就让我们来进一步了解中国的载人航天。


一、回眸神舟系列飞船


1992年9月21日,中共中央政治局召开常委扩大会议,作出实施中国载人航天工程的战略决策。自那一天起,中国载人航天工程正式立项,代号“921工程”。


1999年11月20日,神舟一号实验飞船从酒泉卫星发射中心新建成的载人航天发射场飞向太空。


  仅仅三个月后,神舟二号飞船的发射就进入了倒计时阶段。这艘飞船为全系统配置的正样飞船,是载人飞船的“最完整版本”,各种技术状态与真正载人时基本一样。


  2002年3月和12月,神舟三号、神舟四号两艘飞船相继升空。神舟三号对一些直接涉及航天员安全的系统进行了改进和提高,并在飞船上加装了“模拟人”。与美国、苏联先把动物送上太空试验不同,“模拟人”是我国载人航天的一项创造。


  2003年10月15日,浩瀚太空迎来第一位中国访客。与国外在正式载人之前发射10多次无人飞船不同,中国航天人在只进行了4次无人飞船试验后就开始了真正的载人发射。


2005年10月12日9时整,托举着神舟六号飞船的长征二号F型运载火箭凌空而起。与“神五”相比,“神六”飞天变化多多。主要有:一是航天员人数从一人到两人;二是飞行天数从一天到多天;三是航天员活动范围扩大到全船,他们要脱下航天服,从返回舱进入轨道舱活动,还要完成空间科学实验的操作;四是飞船更舒适,通过110多项技术改进,神舟六号飞船首次全面启动了环境控制和生命保障系统。


那么,神舟七号进步在哪里?它最大的看点是什么?


二、神舟七号飞天三大看点


1、多了一个人。


太空飞船不是小公共,增加一名宇航员不是增加一个座位那么简单。没有充分准备将会给宇航员造成危险。
  1971年6月,苏联曾经在联盟11号太空船上多塞进一名航天员,只为在美国之前先达到3人登上太空的目标。这种冒险导致返回阶段,由于舱内空间狭窄宇航员无法穿着舱内宇航服。飞船意外漏气,无法用宇航服备用生命维护系统协助呼吸,3名苏联航天员由于急性缺氧和体液沸腾而身亡。由此可见多一名航天员绝非多一个座位这么简单。必须增加一整套生命保障系统,才能保障航天员的安全。


2、带着脐带的舱外航天服


    如何保证出舱航天员的安全?


最重要的安全装备是舱外航天服。舱外航天服是航天员的“生命盾牌” ,重量120公斤,耗资3000万元,真是可惜了没能带回来。航天员太空行走,意味着要从飞船内近似于地面的大气环境进入太空的高真空、强辐射、高温差的环境,也意味着航天员要离开飞船,独自在失重的太空中“行走”。在宇宙空间中具有对人体可能产生伤害的宇宙射线,其次在空间中充斥着大量由宇宙飞行器零件、陨石残骸等物体组成的空间碎片(或者称为太空垃圾),由于此类空间碎片运动速度较高,可以达到每秒钟7公里(相当于军用步枪子弹初速的10倍)以上,撞击时相对速度可以达到10多公里每秒的速度。宇宙空间中的温差较大,如果在太阳照射下可达摄氏200度以上,而如果没有阳光的情况下可能低至摄氏零下100度以下。因此宇航服必须有完整的空调系统。所以空间航天服的防护功能必须非常周全,可以说宇航服内装有地球上最好的环境控制系统。


此外,供氧、供电、空气流通、话音支持……飞船能实现的大多数功能,都集中在了小小的舱外航天服里。可以说,舱外航天服就是一个穿在身上的小型飞船。在舱外航天服的保护下,航天员看似“暴露”在太空里,其实是置身于一个具备适合人生存的气压、大气成分和温度湿度等要素的小环境中。


    中国的舱外航天服是没有动力装置的。那么,航天员一旦脱离飞船,岂不很容易消失在茫茫太空中、成为“太空飞人”?不用担心,航天员身上系着“安全带”。


相信大家在电视上已看到,舱外航天服胸甲右下侧伸出了两根一长一短的安全系绳。这不是普通的绳子,它们内部有弹簧,最长可拉至3米,能够承受一吨的拉力。绳的另一端是两个挂钩,太空行走的每一步之前,航天员都要先在轨道舱壁的扶手上固定好安全系绳的挂钩,一根固定好了,另一根才能改变位置。除此之外,航天员腰部左侧还有一根与飞船相连的8米长的“电脐带”,它用于传输航天员生理参数,其实这个功能用无线方式完全可以实现,我们之所以采用有线,是把它作为安全系绳的备份。这些安全措施,也是国际上太空活动的通行做法。


3、要经历数百个步骤的出舱全程


传说中的孙悟空轻轻一个筋斗就能翻十万八千里,但航天员在太空中活动的每一步,却一点也不简单。出舱活动是神舟七号太空船本次任务中最重要的。在出舱活动以及返回过程中航天员要经历数百个步骤,其中有8个步骤尤为重要。


步骤一:穿衣,即首次在太空中穿上舱外航天服。飞船发射时,舱外服是打包固定在轨道舱壁上的,因此航天员首先要启封服装,然后把各部分组合成一件完整的舱外服,再把净化器、氧瓶、电池、无线电遥测装置等可更换部件装上航天服。


在“钻”进服装后,还要对服装进行尺寸调整、气密性检查和安全性能测试,一切正常,这才算“穿好”了舱外服。在“穿衣”的过程中,两名航天员互相配合,一人操作时,另一人读操作手册并进行确认,以确保所有操作万无一失。


步骤二:在轨训练。穿上舱外服后,航天员进行移动和各种模拟操作,以体验失重状态下移动和操作的特点——毕竟,地面上用于失重训练的水槽,并不能提供真正的失重状态。同时,航天员还要找好开舱门的位置和手脚的着力点。 在大约100分钟的在轨训练中,航天员要把整个在轨准备和舱外活动预演一遍,以进一步熟悉出舱程序,但运动量不能太大,以防患上空间运动病。这些工作结束后,2名航天员将进行几个小时的休息。


步骤三:搬家。神舟七号的轨道舱既是航天员的生活舱,又是航天员出舱活动的“过渡”地带即气闸舱。因此,在进入第二阶段——出舱准备与过闸段后,航天员要做的第一件事就是把轨道舱里不能耐受低压的物品转移到返回舱。这些物品包括食品、供水器、饮水嘴、尿液储箱管路、手持摄像机、医学检查用的血乳酸仪,等等。当然,在“搬家”完成后,返回舱与轨道舱之间的门必须关上,否则,返回舱也成了真空、低压的“太空舱”了。


步骤四:泄压。航天员再次穿上舱外服后,需要检查服装和舱对接系统的状态及气密性。在舱外服加压的过程中,轨道舱慢慢泄压。轨道舱气压泄至3千帕时,舱外服与飞船的气液组合连接器断开,服装转入完全自主供氧和冷却。此时,舱外服里的压力是40千帕——这是人体能够承受而又保证灵活性与气密性的压力值,轨道舱则逐步接近真空。


步骤五:开舱门。轨道舱气压降至两千帕左右,就可以开门了,航天员进入第三阶段——出舱活动。在太空中开门,讲究不少。首先是解锁,然后拉着舱门的手柄把门开到60度。等到舱内外压力平衡了,再把门完全打开。最为困难的是,航天员始终需要用一只手固定身体,上述动作都是单手来进行的。16时41分,翟志刚顺利出舱,这一刻,全中国的目光都锁定在距地面343公里高度的神舟七号——通过架设在飞船船舱外的摄像机,人们可以清晰地看到翟志刚迈入太空的这历史性一步。太空留下中国人第一行足印。


步骤六:出舱取实验材料。按照计划,出舱航天员半个身子探出去后,首先要对着推进舱上的摄影头“打招呼”,然后取下放置在轨道舱外壁上的固体润滑材料,递给舱里的航天员。固体润滑材料是在飞船发射前安装在飞船舱壁上的,至航天员出舱取回时,材料已在外太空暴露43个小时。国外经验表明,暴露40小时以上即可获得试验效果。


步骤七:太空行走。实验材料递入舱内后,出舱航天员将沿着轨道舱壁行走。他身上有两条安全系绳与母船相联,每一步操作之前,都要先在舱壁的扶手上固定好安全系绳的挂钩,一根固定好了,另一根才能改变位置——对于太空行走,挂钩严格的交替换位,是一条最最重要的“军规”。 在失重的环境中,身体没有任何可以依靠的发力点。因此,航天员只能在安全系绳挂钩的帮助下,通过手在飞船舱壁把手上位置的改变来实现身体的移动。从这个角度看,与其说是太空漫步,不如说是“太空漫移”。


步骤八:返回。与出舱相反,接下来,又是一系列与出舱相反的程序:关舱门,轨道舱复压。直到轨道舱内压力恢复后,航天员才能慢慢脱下舱外服。等到轨道舱与返回舱压力确认为一致后,两舱之间的门被打开,出舱活动全部结束。17时35秒,翟志刚成功返回轨道舱,舱门关闭。此时,飞船以每秒7.8公里的速度高速运动。这意味着,在19分35秒的舱外活动中,右臂戴着“飞天”标志的翟志刚飞过了9165公里,成为中国“飞得最高、走得最快”的人。


从这一刻起——中国,成为继美、俄之后世界上第三个实现太空行走的国家。中国也随之成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。中国航天员在太空的这一步,迈出了载人航天工程“三步走”战略的第二步。接下来,还有交会对接,还有建立空间实验室、空间站……中华民族在太空探索与和平利用太空的征程上,必将肩负起更大的责任。


三、向中国航天人学习,弘扬航天人拼搏精神


神州七号的成功发射,让世界瞩目,令国人振奋和自豪,每一个中国人,包括全世界的华人华侨都受到巨大的鼓舞。它不仅证明我国在高科技领域取得了长足的进步,也是我国综合国力不断攀升的具体体现。


 我们看到,广大航天人自觉坚持以国家需要为最高需要,以人民利益为最高利益,视祖国的航天事业为生命,以崇高的追求和执着的信念,恪尽职守、爱岗敬业,以苦为荣、甘于奉献,开拓创新、团结拼搏,顽强奋战,攻克了一个又一个科技难关,实现了技术发展的跨越,掌握了尖端技术发展的主动权,充分展示了新时期航天人无愧于祖国、无愧于人民的崇高境界。载人航天精神是伟大民族精神和时代精神的生动体现,值得我们学习和弘扬。


首先,要学习他们严谨的科学精神。从神舟一号到神舟七号,从载人航天到太空行走,复杂的工序无不体现出严谨二字,对飞船上10万多只元器件,哪怕丁点差错都可能造成隐患,“零缺陷、零故障、零疑点”的工作标准牢记在他们每个人心中,为保证万无一失,他们对每一种设计都进行了几十次、上百次的实验。正是航天科技工作者严谨的工作态度,才有了中国载人航天事业一个又一个新的突破。严谨不仅是一种科学态度,更是一种人生态度,在今后的学习、工作和生活中我们要大力发扬和传承!


其次,要学习他们的团结协作精神。为了神七成功发射,台前幕后的许多科技工作者把团结协作精神融入到了整个团队,融入到了每一位航天科技工作者的心中,团结就是力量!正是有了全体航天人的通力协作,这次太空行走任务才能顺利完成。


创新意识、效率观念、以人为本、可持续增长,这样的理念早已辐射到了中国载人航天工程的各大系统。正是这些伴随着改革开放诞生成长的新观念,为中国载人航天工程不断注入新的活力,也把一个民族的崭新高度,一次次标记在太空之上。

    最后,让我们在今后的学习生活中向“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神学习!

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