| 中廣網(wǎng)北京9月23日消息 一旦完成太空行走和軌道艙對(duì)接的試驗(yàn)，從技術(shù)角度而言中國(guó)就已經(jīng)具備了參與國(guó)際空間站合作的能力
人們將會(huì)關(guān)注9月25日21時(shí)10分。
這是中國(guó)載人航天火箭系統(tǒng)顧問(wèn)組組長(zhǎng)黃春平對(duì)媒體公布的神七發(fā)射的首選時(shí)間。如果不出意外，神舟七號(hào)將在這一時(shí)刻沖向太空。
飛船在改進(jìn)，宇航員在增加，和神五、神六相比，神七的進(jìn)步在哪里？它最大的看點(diǎn)是什么？它要完成什么任務(wù)才算成功？
太空上的“三居室”
與以往“神舟”系列相比，“神七”宇宙飛船的有效載荷將會(huì)有所增加，因?yàn)槎嗔艘粋�(gè)人。
本次“神七”將有3名航天員一起升上太空。太空飛船不是小公共，增加一名宇航員不是增加一個(gè)座位那么簡(jiǎn)單。沒(méi)有充分準(zhǔn)備將會(huì)給宇航員造成危險(xiǎn)。
1971年6月，蘇聯(lián)曾經(jīng)在聯(lián)盟11號(hào)太空船上多塞進(jìn)一名航天員，只為在美國(guó)之前先達(dá)到3人登上太空的目標(biāo)。這種冒險(xiǎn)導(dǎo)致返回階段，由于艙內(nèi)空間狹窄宇航員無(wú)法穿著艙內(nèi)宇航服。
飛船意外漏氣，無(wú)法用宇航服備用生命維護(hù)系統(tǒng)協(xié)助呼吸，3名蘇聯(lián)航天員由于急性缺氧和體液沸騰而身亡。由此可見(jiàn)多一名航天員絕非多一個(gè)座位這么簡(jiǎn)單。必須增加一整套生命保障系統(tǒng)，才能保障航天員的安全。
除此以外，由于“神七”要進(jìn)行出艙活動(dòng)，還必須攜帶艙外航天服和7天太空生活所需的物品，所以上去的時(shí)候要攜帶300公斤的裝備物資。
因此神七太空船遠(yuǎn)比神六寬敞，雖然使用的推進(jìn)火箭仍為長(zhǎng)征2F，但額外增加了推力以滿足任務(wù)的需要。
為出艙活動(dòng)準(zhǔn)備的新戰(zhàn)衣
出艙活動(dòng)是神舟七號(hào)太空船本次任務(wù)中最重要的。人們也稱之為“太空行走”。
北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院焦維新教授介紹說(shuō)，太空行走任務(wù)是中國(guó)必須掌握的一門技術(shù)。早在30多年前蘇聯(lián)和美國(guó)已經(jīng)掌握了這項(xiàng)技術(shù)，而現(xiàn)今美俄在太空中的活動(dòng)，空間行走更被視為是一個(gè)必不可少的日常勤務(wù)工作�！皣�(guó)際空間站的活動(dòng)中，幾乎每天太空人都要進(jìn)行太空行走，勘察空間站外部情況，或者維修外部損壞。實(shí)際上中國(guó)的太空活動(dòng)的最終目標(biāo)也是以建立太空常駐空間站為目的，因此必須具備太空行走的能力�！�
空間行走所穿的宇航服與艙內(nèi)宇航服有天壤之別，艙內(nèi)已經(jīng)有了全套的生命維護(hù)系統(tǒng)，而且具有一個(gè)大氣壓力的艙內(nèi)壓力。艙內(nèi)宇航服的主要作用是在上升和返回階段，給宇航員提供額外的保護(hù)，例如具有抗荷功能，避免在上升或者返回階段宇航員由于地球引力的關(guān)系，產(chǎn)生較高人體荷載對(duì)身體造成損害。如果艙內(nèi)出現(xiàn)有毒氣體泄漏或者氧氣供應(yīng)不足，艙內(nèi)宇航服可以接入艙內(nèi)的備用呼吸管道，提供氧氣給宇航員，避免類似聯(lián)盟11號(hào)的悲劇。
空間行走宇航服則復(fù)雜得多，首先在宇宙空間中具有對(duì)人體可能產(chǎn)生傷害的宇宙射線，其次在空間中充斥著大量由宇宙飛行器零件、隕石殘骸等物體組成的空間碎片(或者稱為太空垃圾)，由于此類空間碎片運(yùn)動(dòng)速度較高，可以達(dá)到每秒鐘7 公里(相當(dāng)于軍用步槍子彈初速的10倍)以上，撞擊時(shí)相對(duì)速度可以達(dá)到10多公里每秒的速度。所以空間航天服的防護(hù)功能必須非常周全。避免有害的宇宙射線和微空間碎片傷害宇航員。
系根繩子的宇航服
由于人類在無(wú)氣壓條件下無(wú)法生存，所以宇航服內(nèi)必須充入一定的氧氣，人為制造氣壓保障航天員出艙后的生命安全。一般來(lái)說(shuō)宇航服的壓力只有常規(guī)大氣壓力的30%～40%，因?yàn)槿绻淙?個(gè)大氣壓力的氧氣，宇航員會(huì)如同商場(chǎng)促銷的吹氣人偶那樣行動(dòng)困難。
俄羅斯的艙外宇航服和美國(guó)的宇航服就有著不同的設(shè)計(jì)思路，俄式宇航服穿起來(lái)更臃腫，美式的穿起來(lái)更貼身，這就是沖入氣壓的不同，美式宇航服氣壓低，宇航員在氧氣稀薄狀態(tài)下工作，要更辛苦一些。
兩個(gè)國(guó)家宇航服的穿法也有不同，俄式服裝要打開(kāi)衣服后面的小門鉆進(jìn)去，而后封閉宇航服，美式則是先穿褲子，再背上帶生命維持系統(tǒng)背包的上衣，然后把衣服上下相連保持密閉。
兩種裝備各有優(yōu)劣，美俄兩國(guó)的宇航員曾經(jīng)一起在國(guó)際空間站進(jìn)行過(guò)太空行走。當(dāng)時(shí)選用的是俄式艙外宇航服，因?yàn)檫@種宇航服簡(jiǎn)單可靠，美國(guó)人可以輕松掌握，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)專門訓(xùn)練的俄羅斯宇航員很難掌握復(fù)雜的美式宇航服。
可以確認(rèn)的是，中國(guó)艙外宇航服是通過(guò)繩子連接宇航員和飛船，而且和俄式宇航服一樣是一體式設(shè)計(jì)，從后面鉆進(jìn)去穿的。
宇宙空間中的溫差較大，如果在太陽(yáng)照射下可達(dá)攝氏200度以上，而如果沒(méi)有陽(yáng)光的情況下可能低至攝氏零下10 0度以下。因此宇航服必須有完整的空調(diào)系統(tǒng)。在高溫的時(shí)候宇航服內(nèi)會(huì)有裝有水循環(huán)的散熱設(shè)備和能人工制冷的設(shè)備保障宇航服內(nèi)的恒溫，而在寒冷的時(shí)候則會(huì)有電驅(qū)動(dòng)的發(fā)熱絲為航天員加溫�？梢哉f(shuō)宇航服內(nèi)裝有地球上最好的空調(diào)恒溫設(shè)備。
為了避免航天員呼出的濕潤(rùn)空氣造成宇航服的玻璃罩霧凝，宇航服內(nèi)還得有相應(yīng)的除濕裝置和二氧化碳吸附裝置。
為了讓航天員能在太空中活動(dòng)，宇航服還要有一個(gè)推進(jìn)裝置。據(jù)焦維新教授介紹，神七飛船也許仍然會(huì)使用系帶來(lái)保障航天員的安全。畢竟是第一次出艙活動(dòng)，而且時(shí)間較短。系帶不會(huì)影響航天員的動(dòng)作，但是能夠提供額外的保護(hù)。
從設(shè)計(jì)指標(biāo)上來(lái)看宇航服的材料，本身技術(shù)含量非常高，例如現(xiàn)今常用于防彈衣制作的芳綸、PE等高分子材料雖然抗沖擊效果好，但是在宇宙空間中的溫度下會(huì)徹底失效。所以必須采用更高級(jí)的材料制作。
艙外宇航服也許是全世界最昂貴的衣服，美國(guó)艙外服價(jià)格是150萬(wàn)美元，神七此次的艙外服的價(jià)值，相當(dāng)于1.6 億元人民幣。類似的，美國(guó)奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)上有一個(gè)價(jià)值2340萬(wàn)美元的太空馬桶，探索太空是一項(xiàng)昂貴的事業(yè)。
空間碎片威脅下的神七
現(xiàn)今地球外層空間中，由于多年的太空探索活動(dòng)產(chǎn)生了大量的空間碎片。
中國(guó)科學(xué)院空間中心研究員、空間碎片專家都亨教授說(shuō)：“現(xiàn)今在外層空間中共有10多萬(wàn)片直徑大于1厘米的空間碎片存在。這些碎片都能對(duì)在空間行走的航天員造成生命威脅。因?yàn)楹教旆荒芊雷o(hù)直徑在1毫米左右的空間碎片撞擊。其中最危險(xiǎn)的是直徑大于10厘米的大型碎片，這些碎片中有12000多片能夠?qū)τ钪骘w船乃至國(guó)際空間站造成重大的傷害�！�
國(guó)際空間站主要采取屏蔽加裝甲的兩層防護(hù)，首先在空間站外層加一層以鋁或者鈦金屬構(gòu)成的輕金屬屏蔽層，作用是在碎片撞擊的時(shí)候阻擋減弱其能量，雖然會(huì)被擊穿但是能產(chǎn)生一定的折射，令碎片改變撞擊角度，減小對(duì)內(nèi)壁的沖擊力。而內(nèi)壁的抗沖擊裝甲則可以進(jìn)一步阻擋擊穿屏蔽層的碎片。有點(diǎn)類似于在伊拉克廣泛使用的格柵裝甲的原理。
當(dāng)然，航天員的航天服不會(huì)有這么強(qiáng)大的裝甲屏蔽，但是仍然有很多方法避免被空間碎片傷害。
總括來(lái)說(shuō)無(wú)非是：躲、藏、擋。
首先地面觀察站會(huì)對(duì)較大的空間碎片進(jìn)行跟蹤，并且預(yù)測(cè)其運(yùn)動(dòng)軌道。如果有碎片接近，則航天員必須馬上回到太空船內(nèi)。這是就是“躲”。
除了躲開(kāi)碎片之外，航天員和太空船的相對(duì)位置也很重要。由于一般而言空間碎片的運(yùn)動(dòng)方向與地球轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，因此航天員在出艙后可以躲在太空船的后面活動(dòng)，這樣大部分碎片都被太空船擋住了。這有點(diǎn)類似于步兵伴隨坦克沖擊，以坦克為掩體避免被敵人火力殺傷。所以被稱為“藏”。
至于擋就是靠航天服本身的抗沖擊材料阻擋剩余的碎片。這是萬(wàn)不得已的一種辦法。
在艙外呆得越久，被碎片殺傷的風(fēng)險(xiǎn)越大，本次神舟七號(hào)的太空行走試驗(yàn)預(yù)計(jì)時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)。所以被碎片殺傷的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)比較低。
出艙要防減壓癥
由于航天服內(nèi)的壓力只有正常氣壓的30%～40%，如果航天員驟然進(jìn)入低壓狀態(tài)可能因?yàn)樵瓉?lái)溶解于體液中的氮?dú)庥捎跉鈮旱淖儎?dòng)迅速地變?yōu)闅馀�，引起栓塞而威脅生命安全。這種癥狀不光出現(xiàn)于太空活動(dòng)，人類在潛水中也會(huì)遇到類似的狀況——潛水員驟然從海底返回海面則會(huì)出現(xiàn)低壓狀況，造成同樣的栓塞。因此這種情況被稱為“潛水癥”。
而航天員的情況則和潛水員正好相反，是進(jìn)入工作環(huán)境會(huì)出現(xiàn)低壓區(qū)。所以必須在出艙之前就做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。首先在出艙前幾小時(shí)必須呼吸純氧，這樣可以慢慢排掉身體內(nèi)多余的氮?dú)�。其次在太空船中設(shè)有一個(gè)專門的氣閥艙，航天員在出艙前和返回后都必須經(jīng)歷“減壓”和“升壓”的過(guò)程，使壓力慢慢變化，這樣身體適應(yīng)了就不會(huì)出現(xiàn)潛水癥了。
由于出艙活動(dòng)減壓升壓的需要，“神七”太空船上增加了氣閥艙這樣的設(shè)備。這在以前的神舟飛船上是沒(méi)有的。
帶一個(gè)衛(wèi)星出門
北京航天飛控中心的專家李劍曾經(jīng)在天文館接待航天愛(ài)好者時(shí)透露，出艙活動(dòng)的宇航員將會(huì)釋放一個(gè)小型衛(wèi)星，可以拍攝艙外活動(dòng)，做一些研究試驗(yàn)工作。這一細(xì)節(jié)的透露使得英國(guó)人曾經(jīng)大吃一驚，認(rèn)為中國(guó)既然有能力釋放和收回自己的衛(wèi)星，自然也有能力帶走或者摧毀別的國(guó)家的小型衛(wèi)星。
“從神舟五號(hào)到神舟八號(hào)將會(huì)是中國(guó)航天事業(yè)的一個(gè)階段性科研成就。在這個(gè)階段中，中國(guó)將會(huì)完成載人上天、空中行走、軌道艙試驗(yàn)、空中對(duì)接等多個(gè)重要科研項(xiàng)目的試驗(yàn)。這是為了將來(lái)建設(shè)自己的空間站做準(zhǔn)備。本次神舟七號(hào)完成了重要的太空行走任務(wù)，將來(lái)可以在空間站進(jìn)行維修、裝卸、更換和回收航天器及航天器或者空間站的外部設(shè)備。是中國(guó)發(fā)展空間站必須掌握的一種技術(shù)�！苯咕S新教授說(shuō)，“神舟八號(hào)可能進(jìn)行空間對(duì)接試驗(yàn)。當(dāng)神舟八號(hào)完成之后，中國(guó)就基本具備了建設(shè)空間站的能力�！�
有力量給空間站跑運(yùn)輸
空間站與太空船的區(qū)別，就是房子和帳篷的區(qū)別。
一般太空船至多只能在太空活動(dòng)一至兩周的時(shí)間。只能算作太空的過(guò)客，來(lái)去匆匆。很多需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行的空間實(shí)驗(yàn)都無(wú)法進(jìn)行。而空間站則是一個(gè)相對(duì)固定的永久太空據(jù)點(diǎn)，人類可以在上面進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的科學(xué)試驗(yàn)活動(dòng)，并且可以作為探索更遙遠(yuǎn)星體、空間的前進(jìn)基地。所以中國(guó)必須掌握自己的空間站技術(shù)，才能在未來(lái)的太空活動(dòng)中占有一席之地。
“等完成了這個(gè)階段的試驗(yàn)之后，中國(guó)也可以考慮加入現(xiàn)今的國(guó)際空間站合作�，F(xiàn)今國(guó)際空間站系16國(guó)合作的產(chǎn)物，代表了當(dāng)今地球上最高的科學(xué)技術(shù)。美國(guó)和俄羅斯由于具備空間載人活動(dòng)能力，所以是該項(xiàng)目的主導(dǎo)。其他合作國(guó)家，雖然不具備空間載人能力，但是卻在其他科學(xué)技術(shù)方面有所特長(zhǎng)�！苯咕S新教授說(shuō)。
加拿大的機(jī)械手設(shè)計(jì)制造科技較強(qiáng)，所有國(guó)際空間站的機(jī)械手都為加拿大所提供。這就是這個(gè)國(guó)家的一招鮮。
國(guó)際空間站計(jì)劃是1983年美國(guó)總統(tǒng)里根提出并于1993年設(shè)計(jì)完成的，那時(shí)中國(guó)的太空技術(shù)相對(duì)落后，所以未能參與其中。
“一旦本階段(太空行走和軌道艙對(duì)接)的試驗(yàn)完成，中國(guó)就擁有了和美俄同等的向空間站輸送物資和運(yùn)輸往返航天員的能力。那時(shí)從技術(shù)角度而言中國(guó)已經(jīng)具備了參與國(guó)際空間站合作的能力�！苯咕S新說(shuō)。
另一位不愿意透露姓名的專家則表示，雖然中國(guó)必定將會(huì)發(fā)展自己的空間站技術(shù)，但是通過(guò)國(guó)際合作我們能夠獲得很多自己所沒(méi)有的航天技術(shù)，同時(shí)管理、制造、開(kāi)發(fā)空間站的經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的。畢竟中國(guó)作為一個(gè)開(kāi)放的大國(guó)，應(yīng)該積極承擔(dān)國(guó)際間科學(xué)發(fā)展的責(zé)任和義務(wù)，尤其在參與國(guó)際空間站建設(shè)的活動(dòng)中應(yīng)該有所作為。
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