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“神舟九号”:从坐飞船到开飞船

2012-06-20 14:20 作者:曹玲来源:三联生活周刊 2012年第25期
北京时间6月16日18点56分,“神舟九号”载人飞船由“长征二号F”火箭运载,在酒泉卫星发射中心发射升空后准确进入预定轨道,顺利将3名航天员景海鹏、刘旺和刘洋送上了太空。

手动“开飞船”

发射后的13天内,三名中国航天员会进入“天宫一号”,那里将成为航天员在太空中的新家。作为我国首个空间实验室,“天宫一号”已于2011年9月29日成功升空,在“神舟八号”任务中顺利验证了交会对接技术。

“此次任务的主要目的是发射‘神舟九号’飞船和目标飞行器‘天宫一号’先后进行一次自动对接和一次航天员手控交会对接,首次实现地面向在轨飞行器进行人员和物资的往返运输和补给。”航天科技集团公司“神舟九号”飞船总设计师张柏楠告诉本刊。

“天宫一号”的设计寿命为两年,分为实验舱和资源藏,为航天员提供的可活动空间有15立方米,与以往“神舟”飞船六七立方米的小空间相比宽敞了许多,适合航天员长时间居住。“天宫一号”和“神舟九号”飞船在太空中交会对接后,“‘天宫一号’的空间环境是否适合人类生存,还要进一步验证”。

据张柏楠介绍,“神舟九号”是实行交会对接任务的第二艘飞船,早在“神舟八号”执行任务前,便按照批生产模式,与“神舟八号”和“神舟十号”一同通过了生产测试。因此,在执行追踪飞行器、交会对接、提供载人环境等任务方面,“神舟九号”与“神舟八号”飞船是一样的。针对女航天员的飞天,张柏楠告诉本刊,“神舟九号”飞船做出了一些适应性修改,比如座椅和航天服都根据女航天员的实际情况进行了调整。

“神舟九号”:从坐飞船到开飞船

6月16日,酒泉卫星发射中心,“神舟九号”飞船发射升空

“神舟九号”所面临的新突破是要攻克“人控手动”的难点,与在轨运行的“天宫一号”进行载人交会对接。“这是我国第一次进行手动交会对接试验。”张柏楠说,“手动系统在‘神舟’飞船设计之初就一直存在,只不过以往任务中,手动系统都是自动系统的备份,在自动系统运行良好的情况下,手动系统也就从未启动过。”

据他介绍,当“神舟九号”和“天宫一号”自动交会对接成功后,航天员将打开舱门,两个航天器接通,航天员把在轨生活用的物资和设备仪器都转移到目标飞行器上,开始正式“一天”的生活。之后,三名航天员会重新回到“神舟九号”,先和“天宫一号”分离,然后以人工驾驶的方式再与“天宫一号”对接,之后继续后几天的飞行。

北京大学地球与空间科学学院教授焦维新告诉本刊:“手动交会对接是必须要过的一关,将来建立和维护空间站,交会对接是经常性的工作,自动和手动交会对接技术相结合才更有把握。”他打了一个比方,计算机技术已很成熟,但也会遇到死机、系统出问题等状况,交会对接在关键时刻以及关键环节,还是需要航天员手动操作完成。“这是一项复杂的技术,一次做得完美不等于完全掌握,还需不断积累经验、优化设备。”

此前,“神舟七号”飞船曾经搭载了三名宇航员进入太空,主要任务在于突破出舱活动。而“神舟九号”不仅要为天上的目标飞行器送人送货,还要将天宫一号上的部分物品带回来,第一次全面天地往返运输。“神舟九号”总指挥何宇告诉本刊记者:“‘神舟七号’航天员还是在‘坐飞船’,从发射到返回都采用自动控制,不需要人手动干预。而‘神舟九号’进行人控交会对接,对航天员来说就已经是在‘开飞船’了。航天员要掌握飞船姿态和轨道的控制权,就如同我们开车,既要控制方向,又要控制速度。”

航天员的新家

虽然“天宫一号”在太空中孤独地等待新“主人”的到来,但它却早早就为“主人”们准备好了一切家当。航天员太空训练的器材、各类服装鞋袜、睡袋、诊疗箱以及大量航天医学实验设备等都已布置妥当,内部环境也很舒适。

此次航天员的太空停留时间比以往要长,他们要在“天宫一号”生活13天,以往在“神舟”飞船里最多是生活5天。据《国际太空》杂志社副主编庞之浩介绍,“天宫一号”的生命保障系统和环境控制系统能提供60天的生活工作环境,也就是说一个人可以生活60天,3个人可以生活20天。

“神舟九号”:从坐飞船到开飞船

5月31日,女航天员刘洋做在轨运动肺功能地面数据采集

与以往不同的是,“神舟九号”任务中,航天员在太空的生活节奏比较接近地球。以前飞行天数短,任务安排得相对紧密,航天员的作息节奏和地面上不一样。但随着飞行时间延长,航天员的太空生活节奏会越来越趋向于地面。否则航天员生活节奏、工作节律被打乱,会感觉到不舒服,地面的支持团队也不能长期维持这种节奏。

在10天左右的组合体生活期间,航天员工作、生活和地面基本同步,吃饭也是早中晚一日三餐,8点钟之前吃饭、打扫卫生,然后天地通话、医学检查,把一天的工作计划和地面协调好后之后就开始干活。航天员按北京时间休息,晚上要锻炼身体,睡前把完成的计划和感受传回地面。为保证睡眠,有专门的设计确保航天员抗“昼夜交替”干扰,可以把窗帘拉上,睡觉灯光也是可调的。

“天宫一号”的有效活动空间是15立方米,包括两个睡眠区,一个仪表显示区,一个空间科学试验区,一个在轨锻炼区。为了保证航天员有充足的睡眠和旺盛的精力,睡眠区设计了两个“房间”,以保证航天员在太空里也能睡上单间。三名航天员在太空的时候,不能一起睡觉,总要留下一个人值班,因此两个“单间”足够保证同事有两个人休息。他们还有3个睡袋,每人都有自己的“被子”。此外,“天宫一号”里还有一个专门的“密室”,在这个密室里航天员和家人说悄悄话,旁人无法“偷听”。

不过,航天员的餐厅并不是在“天宫一号”里,而是在“神舟九号”的轨道舱内。“神舟九号”在天上停留的时间较长,所以航天食品更加丰富。在“神舟七号”时,航天员已经可以吃到醋、辣椒之类的调味品了,而“神舟九号”“厨房”里可储藏至少80种食品,航天员每天能吃到不同种类的饭菜。

在“神舟九号”飞船里,还有一位神秘“乘客”,那就是海尔集团研发的航天冰箱,它不是用来存储食物的,而是要完成保存医学试剂的使命,为飞船返回后航天医学研究提供重要的样本支持。

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