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第9章 “神舟五号”——终于迎来了载人的一刻(1)

“神舟五号”载人飞船是“神舟”号系列飞船之一,是中国首次发射的载人航天飞行器,于2003年10月15日将航天员杨利伟送入太空。

“神舟五号”飞船是我国在无人飞船的基础上研制的第1艘载人飞船,乘有1名航天员,在轨道运行了1天。整个飞行期间为航天员提供了必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。

这次的成功发射标志着中国成为继前苏联(现由俄罗斯承继)和美国之后,第三个有能力独自将人送上太空的国家。

载人飞船,放眼全世界

“神舟五号”飞船在20世纪,世界上只有两个国家研制成功并多次发射了载人飞船,它们分别是前苏联和美国。这两个国家的载人飞船由于受各自国家的政治、经济、科学与技术的制约,所执行的任务和所要完成的使命也是不同的。

美国的第一个载人航天计划称为“水星计划”,是将一艘载人飞船发射到绕地球运行的轨道,研究人在空间的生存和工作能力,并且把人和飞船回收。

“联盟TMA”飞船第二个载人航天计划“双子星座”,则是为“阿波罗登月计划”作技术准备。该次任务包括完成长达两周时间的轨道飞行,即阿波罗登月旅行所需的最长时间;实现空间轨道交会和空间对接的技术以及机动飞行;发展和练习操纵飞船准确降落和回收等技术;进行科学、医学和军事技术试验;给宇航员和地面工作人员提供实际的飞行训练机会,使他们掌握阿波罗登月所必需的技术。

美国“阿波罗号”载人飞船的任务是充当空间站的天地往返运输器及空间站的轨道救生艇,并实现载人登月飞行。

前苏联俄罗斯发射了“东方号”、“上升号”、“联盟号”、“联盟T号”、“联盟TM号”、“联盟TMA号”载人飞船。“东方号”载人飞船的任务是突破载人飞船的基本技术;“上升号”的任务是掌握出舱活动技术;“联盟号”的主要任务是掌握交会对接技术;1971年经过改装的“联盟T号”作为运输飞船运送宇航员到空间站工作,并在空间站期间作轨道救生艇用;“联盟TM号”飞船主要承担向和平号空间站运送宇航员的任务,创造了飞船作为空间站宇航员天地往返运输系统使用时间最长的纪录。21世纪初,俄罗斯研制出“联盟TMA”飞船,作为国际空间站宇航员天地往返的运输工具。

知识点美国“阿波罗”载人登月工程

“阿波罗”载人登月工程是美国国家航空和航天局在二十世纪六七十年代组织实施的载人登月工程,或称“阿波罗计划”。

工程开始于1961年。第一次载人“阿波罗”飞行由于发生悲惨事故而被推迟。当时在一次发射演习过程中,航天器突然着火,造成3名宇航员死亡。随后,经过几次不载人的地球轨道飞行之后,1968年10月11日“阿波罗7号”终于载着3名宇航员绕地球飞行了163圈。

迈出载人月球探测第一步的是“阿波罗8号”,它从绕地球轨道进入绕月球轨道,在完成绕月飞行后安全返回地球。之后,“阿波罗9号”在绕地球轨道上进行了长时间飞行,并对登月舱进行进一步检验。“阿波罗10号”则飞入绕月球轨道,并使登月舱下降到离月球表面15千米以内,以检验其性能。

1969年7月“阿波罗11号”终于在月球着陆,使逐步推进的“阿波罗登月计划”达到高潮,阿姆斯特朗也成为登陆月球第一人,美国在月球探测中取得了最为辉煌的成果。在随后的3年多时间里,阿波罗计划又先后进行了6次载人登月飞行,其中1970年4月发射的“阿波罗13号”,虽因氧气瓶爆炸发生事故,但仍然安全回到了地球。

到1972年12月“阿波罗计划”的最后一次飞行——“阿波罗17号”登月为止,先后有12名宇航员登上月球表面。这一系列“访问”大大丰富了人类对月球的认识。各次“阿波罗”飞行都对月球表面进行了广泛考察,搜集了大量月球岩石、土壤标本,其中从月球上带回地球的月岩样品就达440千克。“阿波罗”飞行同时把许多仪器安装在了月球上,进行科学研究,如太阳风实验和月震测量等。

“阿波罗计划”之后,由于多方面原因,人类月球探测进入了一个“宁静”期。这期间,世界各国均未对月球进行新的探测。直至1994年和1998年,美国成功发射“克莱门汀”号和“月球勘探者”号月球探测器,对月球形貌、资源、水冰等进行了探测,标志着“又快、又好、又省”的月球探测新时代的开始。

载人:安全最重要

对于那些亲手缔造“神箭”“神舟”的航天人来说,载人飞行也是在实现自己为之奋斗了几十年的梦想。然而,实现这个梦想的征程并不轻松,越是临近发射关头,人的压力越巨大。载人发射,能否保证发射顺利,能否保证飞行顺利,能否保证航天员平安返回地面,这对航天科技工作者是一次巨大的考验。前面已有四艘飞船成功飞行,再次发射能不能成功,关键在于火箭和飞船的质量。质量过硬,是确保成功的基础。

2003年初,在为“神舟五号”飞船研制工作召开的会议上,专家提出了“要把着眼点放在研究‘航天员安全’这一课题上来,重点解决舱内有害气体超标和着陆冲击这两个专题,以进一步提高飞船的可靠性和安全性”。

着陆冲击试验已经做了数十次,但还是有令人不放心之处。2003年6月,在飞船着陆冲击已有较高可靠性的基础上,专家建议和支持研制更好、更安全的着陆缓冲机构,为航天员安全返回地面创造一个完美的瞬间。

质量是生命线。在航空航天这样的高精尖领域,质量更是非同小可,任何一个细小环节的疏漏,都可能会导致火箭、卫星、飞船的整体发射失败,影响与损失都将是巨大的。

“神舟五号”飞船发射之前,工作人员对首飞航天员杨利伟说:“你放心,为了确保这次飞行万无一失,航天科技工作者以零缺陷、零故障的标准打造了送你上天的火箭和飞船,无数次的检测和评审,证明了这枚火箭和这艘飞船是质量最好的产品,它们一定能够胜任中华民族梦圆飞天的使命。”

2003年9月16日,在酒泉卫星发射中心的垂直测试厂房,胀环式缓冲杆正式替换了拉刀式缓冲杆。

10月11日,“神舟五号”飞船完成燃料加注,飞船、火箭、逃逸塔组合体垂直转运到发射场。

所有准备工作都已就绪,只等火箭加注燃料,飞船就可以起飞了知识点载人航天的人为失误

人为失误是指操作人员不能按规定的精度、时间和顺序完成规定的操作,从而导致机器、设备和系统损坏或运行过程中断。也可以说是由于操作人员的错误决策和行为,导致系统出现故障、效率降低或性能受损。

在民航飞机失事中,有73%~80%的事故是由人为失误所致。在载人航天中,由于航天员的失误而造成的事故也屡见不鲜。1966年美国“双子星座8”飞船由于航天员操作失误,再加上姿控发动机输出系统故障,导致飞船姿态失控;1978年在“阿波罗号”/“联盟号”飞船联合飞行中,由于航天员手控失误,使有毒气体进入阿波罗号飞船座舱,造成航天员中毒;1977年前苏联“联盟-26”飞船的一名航天员未经地面控制中心同意,擅自出舱活动,险出事故;1985年“联盟T-14”飞船的指令长由于精神上的原因导致胃口和睡眠不好,未能完成飞行任务,提前返回地面。其实,1985年美国“挑战者号”航天飞机的爆炸事故也是人为事故所致。只不过该事故不是由于航天员的失误,而是由于固体火箭发动机设计人员的失误和发射管理人员的失误造成的。因此,为了确保载人航天的安全,必须研究人为失误,必须重视人为失误。

默默的祝福:致航天员的一封信

在《飞天快报》中,刊载过由“神舟五号”飞船发射试验大队全体队员签名的《致航天员的一封信》。2003年10月15日,杨利伟乘坐“神舟五号”飞船起飞时,这封《致航天员的一封信》上密密麻麻签满了500多个名字。这封寄托着发射试验队全体队员的渴盼与祝福的信件,就放在他身后支架上的一个飞行文件夹里。亲爱的航天员同志:

在这金秋时节,当您携带着祖国和人民的重托,登上由我们中国人设计和制造的“神舟”飞船出征太空之际,请接受我们——中国航天科技集团公司执行首次载人航天飞行任务的500多名队员,并代表10万航天员工,向您致以最崇高的敬意和最诚挚的问候!

古往今来,遥望星空,炎黄子孙做了多少飞天梦。我们的祖先凭着丰富的想象力,编织了一个又一个美丽的神话故事。敦煌莫高窟,汇集着千年的飞天梦想;“嫦娥奔月”的美丽传说,唤起了先辈探索宇宙的豪迈热情;“万户飞天”的勇敢尝试,揭开了人类征服太空的序幕。

人类探索宇宙、飞向太空的脚步从来就没有停止过。直到上世纪60年代初,人类第一个航天员加加林终于挣脱了地球的引力,首先遨游太空。中国作为“飞天”的故乡,一直致力于发展载人航天,因为这是一个国家综合国力的象征,也是一个国家高科技实力的体现。党中央英明决策,载人航天工程应运而生。我们研制了“神舟”和“神箭”,您光荣地成为中国第一位遨游太空的航天员。

从承担载人航天工程第一天起,我们就把神圣使命牢牢铭刻在心中。深知自己肩上的担子有多重。十余年来,在设计室,在车间,在发射场,我们度过了许多难忘的日日夜夜,做了无数次地面试验,就是为了确保火箭和飞船的万无一失。

亲爱的航天员同志,我们虽然岗位不同,职责不同,但我们所肩负的责任和使命相同,为实现中华民族伟大复兴的目标相同,为共同圆一个古老的飞天梦梦想相同。

请您相信,500颗心与您心心相连,500颗心将伴随您一同遨游太空;请您放心,我们一定以实际行动实践庄严的承诺,确保“神箭”准确入轨,确保“神舟”正常运行,确保您安全返回。

我们为您祝福,当您安全返回祖国母亲怀抱的时候,祖国人民一定会用最隆重的礼节欢迎您——载誉归来的民族英雄!

中国航天科技集团公司

首次载人航天飞行任务大队

全体队员

2003年8月24日

知识点太空生存探秘:航天员的衣食

太空环境与地球表面环境有很大不同,最显著的是失重,人体所有与重力有关的感受都发生异常。此外,还有高真空、缺氧、极度的温度变化、可怕的宇宙辐射、大量的微陨尘等,所有这些都会对人体产生致命危害。航天员在太空是如何生活的?

1.衣:航天服总重10千克

在太空穿衣服不仅是为了保暖、遮体,主要是为了保护生命。

航天服的功能是维持大气压力、提供氧气、排除二氧化碳,防宇宙辐射、隔热、防微陨尘,保护航天员在太空的生命安全。

航天服由特殊的服装、头盔、手套和航天靴组成。从功能上看,航天服有舱内服、舱外服两种;从服装内压上看,有低压服、高压服之分;从结构上看,可分为软式、硬式和软硬结合的航天服。无论哪种航天服都由多层组成,必须相互连接形成一个整体,各层质量要高、重量要轻、厚度要薄,以免影响航天员的行动。

航天飞机或飞船发射时,航天员必须穿上橘红色的加压服。它的主要功能是在航天器座舱发生故障而丧失压力时,给航天员提供正常的大气压,帮助航天员安全返回地面;如果航天员降落到水中,它还能保暖防寒,而且橘红色既醒目又防鲨。

进入轨道后,航天员的穿着比较随意,可以是长袖服装或短袖运动衫,甚至是短裤。在向地面报告工作时,他们会穿上较正式的飞行服。

进行舱外行走时,航天员必须穿上舱外活动太空服。它由特殊材料构成,可以防热、防寒、防太空碎片、防宇宙尘、防辐射和提供氧气等。活动服包括上身、手臂、下肢和头盔等部分。航天员在舱外活动8小时,必须返回充电和补充消耗品。舱外活动服使用24次后,就要送回地面进行保养和维修。

据专家介绍,一套航天服的价格与一辆豪华轿车差不多。

2.食:太空菜单80多道

航天食品必须包含足够的、完善的科学营养,如人体每天所需的蛋白质、脂肪和糖等,并保证含有钙、磷、镁和钾等主要无机元素,还要含有铁、锌、硒、碘等微量元素,以及维生素A、E和其他各种水溶性维生素。此外,航天食品要设法限制食物中的钠、水和纤维成分,以减少航天员的大小便次数。

早期太空食品主要是糊状食品、牙膏状食品,由于口感不好、不易软化、碎屑多,基本已被淘汰。如今,航天员的菜单上已有80多种可口的食品和饮料。

太空食品可分为日常菜单食品、应急供应食品和舱外活动食品,以适用、营养和方便为标准,主要有水果、蔬菜、乳制品、肉蛋类食品、零食、饮料、汤类和调味品等。

在太空,航天员只需固定好身体的某一部位就可进餐,食品飘在空中,只要一张口,即可入嘴。另外,用匙比叉可靠,如用匙盛牛奶,如果拿匙的手左右晃动,牛奶是不会被晃出来的,因为在微重力条件下,液体的运动只受表面张力、内聚力和黏着力的控制。

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