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中国载人航天两大问题:火箭飞船是否可靠
2002年12月20日 15:33
 
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中国已基本具备探月条件3年内卫星可望上天 井韦摄

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今年11月22日至27日,上海工博会在上海新国际博览中心隆重开幕。工博会上,上海航天局展出了长征2号、长征4号火箭模型。井韦摄

东方网12月20日消息:中国神舟飞船的每一次发射都受到举世瞩目,而中国何时进行载人航天的话题更为人关注。目前,中国的神舟四号飞船仍然进行的是不载人的试验型飞行,那么无人飞行试验到底要解决些什么问题呢?

中国的无人飞行试验意在破解两大问号:一,是长征二号F火箭可靠吗?能否把乘坐飞船的航天员安全送入太空轨道;二,是神舟飞船保险吗?能否保证航天员在飞船内正常生活、工作和安全返回。《中国航天报》对这两方面问题进行了分析。

一、长征二号F火箭可靠吗?

火箭不像电视机、电冰箱,坏了拿去修理一下还能用。因此发射载人飞船的火箭必须确保万无一失。

中国发射神舟号飞船的长征二号F火箭,是一种推力足够大、可靠性、安全性极其好的运载火箭。它是在中国大型商业发射火箭长二捆(长征二号E)的基础上增加了逃逸系统和故障检测处理系统两个新系统组合而成的。火箭的芯级是发射率成功最高的、曾被航天总公司誉为“金牌火箭”的长征二号丙火箭。

长征二号F火箭全长58.34米,起飞质量479.8吨,运载能力能力为7.6吨,飞行在近地点飞行高度200公里、远地点飞行高度350公里的轨道上。长征二号F火箭从1992年开始研制,1999年11月首飞成功。在历时8年的研制过程中始终将可靠性、安全性放在首位。

该火箭广泛采用了冗余设计,提高了元器件等级和筛选标准,结构设计提高了剩余强度系数,发动机也进行了提高可靠性的设计。火箭的可靠性指标从长二捆火箭的0.91提高到了0.97,使它成为目前中国国内可靠性指标最高的运载火箭。

长征二号F火箭的控制系统配了备份,万一主系统出现故障,可迅速切换到备份系统上保证火箭正常工作。该火箭还增加了自动故障检测处理系统,这套系统可以在飞船待发射阶段和上升阶段自动进行故障检测,一旦有问题它会自动报警。

该火箭还取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能,配备了逃逸系统,一旦出现意外,它可以随时启动。

到目前为止,长征二号F火箭已成功将三艘无人飞船准确可靠地送入预定轨道,其可靠稳定的飞行性能已经得到了初步的检验,为中国航天员安全可靠地进入太空提供了有力的保证。

二、神舟飞船保险吗?

中国的神舟飞船从设计的源头上就为航天员的安全考虑得十分周全,针对航天员可能遇到的不安全因素,飞船采取了四项周全的对策。

1:太空卧室绝对防辐射。太空辐射是对航天员安全的最大威胁。在神舟飞船前几次的飞行中,座舱里放置了模拟航天员,其宇航服左小腿的口袋里装了一个剂量仪。科学家对测量仪测量的数据进行计算后发现,仪器在太空环境里工作正常,飞船舱内受到的太空辐射剂量很小,对航天员的身体基本没有影响。神舟4号的生命保障系统及相关的试验条件将更为完备。

2:应急救生装置一应俱全。神舟飞船上安装了自动和手动两套应急救生装置,无论是在宇宙航行中或是在返回时发生意外,船上的救生系统会自动启动,万一自动装置出现故障,船上的手动系统完全可以“抵挡”,航天员绝不会坐以待毙。飞船的返回舱内配备有足以保证航天员在陆上生存48小时、海上生存24小时的救生物品。返回舱里还有一套气囊,一旦落水,3吨重的返回舱会漂在水中,等待救援。

3:特种太空椅抗冲击。飞船升空和返回阶段的加速度达到了4~5g,这时,航天员会感到自己的身体“重如泰山”,连挥挥手这样简单的动作都无力去做。而对于没有受过训练的普通人,严重时甚至会导致死亡。为减少航天员的痛苦,飞船配备了特制的太空椅,坐在上面不像坐很像躺,躺姿像胎儿在母亲的子宫里蜷曲的模样,因为这种姿势使人的脊椎可以承受较大的过载,而不致受到伤害。

4:安全返回。安全返回是载人飞行的最后一环,也是载人航天活动成败的最终标志。经多次试验,科学家找到三种较好的防热办法,一是辐射法,飞船外面涂上银色的抗高温金属层可反射掉大部分热辐射。二是热沉法,飞船涂层里使用耐热、导热的铍材料,让它们把飞船表面的余热全部吸过来传到热沉材料层以解热。三是烧蚀法,故意在飞船外面特别是飞船底部包上厚厚的可烧蚀的耐热材料,与大气摩擦时,耐热材料就会一层一层地烧蚀成炭,一层层地剥落。燃烧可以消耗大量的热能,这种“丢卒保车”的办法可以保证飞船的安全。

中国的神舟号试验飞船在内蒙古中部地区安全返回后,历经大气严重烧蚀,底部被烧得发黑有股焦糊的味道,这就是烧蚀防热法发挥了作用。飞船里面放置的假人,搭载的纪念邮封、各类旗帜、植物种子、胚胎细胞等物品均完好无损。

另外,神舟号飞船上1200平米的降落伞试验非常成功,飞船的软着陆的功夫已经得到了充分的考验。按科学家的设计,飞船返回的落点偏差允许值一般为30公里。在前几次的试验中,两艘神舟飞船的返回精度已基本达到了设计指标。

 
 
编辑:凌云   来源:中新网  作者:庄佳 
 
 
 
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