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神八全部单机设备实现国产将成为“太空巴士”

热度80票  浏览61次 【共0条评论】【我要评论 时间:2011年11月01日 11:03

神舟八号飞船扣合整流罩马威武摄

  ■王通化 本报记者 张晓祺 柳 刚 特约记者 黄从军

  “神八”三问

  解答人:神舟八号飞船总设计师张柏楠

  ■神舟八号:飞船缘何不上人?

  神舟八号执行首次空间交会对接任务,相比神舟五号、神舟六号、神舟七号,其担负的任务性质发生很大变化,存在一定安全风险,所以不上航天员。

  ■神舟八号:此舟无人似有人?

  神舟八号虽然没有航天员,但所有环境条件,都是按照有人状态设计的。迷你“太空厨房”,特殊“太空空调”,微型“太空医院”等,各种设备一应俱全,只是没人操作而已。

  ■神舟八号:中国未来标准飞船定型版?

  神舟八号飞船进行了历史上最大的一次改进,技术状态变化的设备达到51%,是中国未来神舟系列飞船的定型版本,今后的载人飞船,将以神舟八号为原型,进行局部优化和更新。

  (特约记者 俞 嘉整理)

  巴士性能

  智能系统升级换代

  单机设备全部国产

  ●新研设备占15%,改进设备占40%,技术状态变化设备占51%

  ●外观增加对接机构以及中继天线,所有单机设备均实现国产化

  帷幕拉开,中国航天史上第一款“太空巴士”神舟八号展现在记者眼前――

  长9米,重8082公斤,最大直径2.8米,最大翼展16.9米……这款性能优越的载人飞船,让总设计师张柏楠激动不已:“这可是中国未来神舟系列飞船的定型版本!”

  “神舟飞船的这一步具有跨越性。”张柏楠说,“与美俄经过两个型号之后才进入标准运输系统相比,我们的神舟飞船从研制之初就瞄准这一目标来做,无论研制时间还是研制效率都大大提高。”

  “神舟八号飞船进行了有史以来最大一次改进,600多套设备中,新研设备约占15%,改进设备约占40%,技术状态变化的设备达到51%,是一种崭新的天地往返飞行器……”尽管已两天没合眼,但一说起自己的“孩子”,张柏楠依然神采飞扬。

  相比神舟七号,神舟八号多了点啥?又少了些啥?回答这个问题,必然涉及神舟八号的两个使命:一是突破空间交会对接技术,二是实现载人飞船定型。

  神舟八号飞船总体设计工程师杨海峰向记者说起飞船的变化:为完成交会对接任务,轨道舱新配置了新型测量通信设备,实现了较大距离内相对测量的全覆盖,前端安装了对接机构,内部通道直径800毫米。

  新一代数控计算机让神舟八号更加耳聪目明了,本领更多了,智商更高了……在杨海峰看来,最值得骄傲之处是“神舟八号所有单机设备均实现了国产化”。

  “定型后的飞船,内部设计更加人性化。”神舟八号做过很多人机功效学评价,比如,对接手柄的位置,可根据航天员手臂长短进行调整,适应性更强。

  此外,杨海峰向记者透露,因为有了天宫一号,神舟八号搭载的物品和担负的空间试验大为减少,飞船天地往返真正实现了“轻车简从”。未来,神舟飞船将逐步回归到它的本位角色――专职载人飞天。

  太空乘客

  形体假人体征逼真

  翔实记录飞天感受

  ●两个形体假人各重75公斤,按照真实飞行状态穿戴舱内航天服

  ●生理测试盒模拟产生心电、呼吸、体温、血压等信号下传地面

  身穿白色舱内航天服,躺卧在狭小椅盆中,身体被束缚带紧紧固定……神舟八号飞船发射升空后,你将会看到这样的舱内情景。

  无人飞船哪来的航天员?仔细一看你就会明白,这是形体假人。

  记者从中国航天员中心获悉,神舟八号飞船按照载人标准配备了两个形体假人,用于模拟航天员飞行状况。

  航天医学专家许志告诉记者,两个形体假人各重75公斤,按真实飞行状态穿戴舱内航天服,服装上安装了生理测试盒,能够模拟产生心电、呼吸、体温、血压等生理信号,经采集传输后,下传到地面。

  据介绍,在真实飞行中,这4大生理指标密切关系航天员飞行时的身体健康,需要实时监测,供地面医监医生分析。航天员会24小时穿着生理信号测试背心,随时下传自己的各项生理指标。

  “由于神舟八号飞船没有航天员,不会真的产生心电、呼吸、体温、血压等生理信号,所以我们采用拟人生理信号主机,模拟发出这些信号,考核信号传输链路是否正常,为下一步载人飞行进行验证。”许志说。

  形体假人所穿的舱内航天服,也是飞船发射、返回和变轨阶段航天员必备的“行头”,危急时可以救命。飞船座舱一旦发生泄漏,压力突然降低,舱内航天服能立即供氧供气,提供防护。

  航天服专家刘向阳向记者介绍,舱内航天服只在飞船中配备,航天员在天宫一号中工作生活不需要穿着。他还透露,目前正在对女航天员的舱内航天服进行研究,针对她们的体型特征专门设计,确保穿着舒适合体。

  “返回舱内有3个座椅,其中2个上面安放假人,另一个放实验用品,这3个座椅有缓冲作用,可以保护航天员。”神舟八号飞船总体设计工程师苏令介绍,“返回舱内有航天生活用品,模拟航天员着陆过程中使用。总而言之,飞船所有设计和载人状态完全一致。”

  车载设备

  保障设施一应俱全

  功能完备乘坐舒适

  ●舱内装配有迷你“太空厨房”、特殊“太空空调”、微型“太空医院”

  ●既可手动控制也可自动控制,为未来航天员飞天之旅提供可靠保障

  你也许见到豪华车内配有酒吧,可你绝对想不到“神八”这台“太空巴士”居然配有“厨房”。

  鱼香肉丝、宫爆鸡丁、水煮鱼片……这是未来航天员在太空中一日三餐的部分菜谱。烹饪这些佳肴,只需把食品放置在舱内一个长、宽、高均不足30厘米的银白色容器内,就能自动完成。

  这款为神舟飞船量身定做的食品加热装置,重量仅仅4.4公斤,具有良好的抗冲击、抗震动性能,既小巧,又实用,称之为迷你“太空厨房”,名副其实。科研人员介绍,将来飞船还可以增加液体加热装置,随时为航天员热上一杯苹果汁、果粒橙或纯净水……

  记者了解到,神舟八号不仅装配了“太空厨房”,还设有特殊“太空空调”、微型“太空医院”,这些设施既可手动控制,也可自动控制,为未来航天员飞天之旅提供可靠保障。

  神舟八号飞船内气体流量调节装置、航天服温控调节装置等作为环境控制及生命保护分系统产品,犹如一部“太空空调”,在航天员的飞行试验中,保证舱中具有适宜的生活、工作环境。

  航天服温控调节装置能够调节航天服内的温度,确保航天服适应太空骤冷、骤热的环境。因为太空环境的差异,这部“空调”的设计原理和使用方法,与日常家用空调大不相同。

  微型“太空医院”,主要是通过生理测试盒、心电记录装置、医监生化检测装置、质量测量仪,监测航天员的心电、呼吸、体温、尿液等各项生理指标,并将数据自动分析后传送至地面设备,以便地面人员对航天员的身体状况进行实时监控。此外,还有一台特别的太空健身器――神经肌肉刺激仪,协助航天员进行肌肉疲劳恢复。

  令人称道的是,“太空医院”中的这些装置,小至烟盒大小,最大不过成人巴掌大。

  班次路线

  陆海天基携手护航

  天地往返一路畅通

  ●两颗中继卫星的加入,使测控覆盖率由17%提升至69%

  ●230多种故障预案,飞船可靠性、安全性比以往大幅提高

  俗话说,车好路还要好。

  神舟八号这台“太空巴士”,所走的天地往返“高速公路”,对于许多人来说都很熟悉――起点是酒泉卫星发射中心,终点是位于内蒙古四子王旗的着陆场区。

  在这条天地往返“高速公路”上,从“神一”到“神七”,7艘神舟飞船创造了100%的安全行车记录。路况安全性毋庸置疑。

  普通的高速公路是用钢筋混凝土一米一米浇筑而成,而这条天地往返“高速公路”则是中国航天科技人员用最先进的信息科技手段一寸一寸铺就而成。这条路,至今中国航天科技人员已经修建了20多年。

  “交会对接任务提出了高精度测定轨、高频度导引控制、双目标测控管理等一系列新需求。”测控通信系统副总设计师谢京稳说,科技人员专门对“高速公路”进行了新一轮升级改造,为神舟八号打造更加安全顺畅的“道路状况”。

  值得一提的是,我国自行设计、研制和建设的陆海天基三位一体载人航天测控通信网,第一次正式携手为交会对接任务保驾护航。两颗中继卫星的加入,使测控覆盖率提升至69%。

  特殊的使命提出特殊的要求。与以往不同的是,这辆“太空巴士”的发车时间很苛刻:飞船必须“零窗口”发射,途经站点均要准时到达!

  飞船安全顺利返回,是交会对接任务取得成功的重要标志。为此,神舟八号飞船设计了230多种故障预案,可靠性大幅提高。返回舱改进了降落伞和着陆缓冲系统,对薄弱环节进行了加强,增加了前进伞,使返回舱回收能力具有50%以上的余量。

  有效的备份措施,让“太空巴士”的路线更加稳定可靠。A计划不行用B计划,B计划不行用C计划,目的只有一个――确保飞船实现天地往返一路畅通。

  相关链接

  世界天地往返“名车”

  俄罗斯“联盟”号飞船

  “联盟”号系列飞船是苏联/俄罗斯使用时间最长的载人飞船系列,分为联盟号、联盟-T、联盟-TM和联盟-TMA几个发展阶段。联盟号能载3名航天员,具有轨道机动、交会和对接能力,可为空间站接送航天员,又能在对接后与空间站一起飞行,是世界上最可靠的天地往返系统之一。

  “联盟”号系列飞船于1967年4月23日首次发射,迄今为止,共发射了90多艘。它最大直径2.72米,发射重量6600千克,由返回舱、轨道舱、服务舱组成。

  美国航天飞机家族

  美国制造的航天飞机共有6架。最早面世的是“开拓者”号,但它只用于测试,从未执行太空任务。“哥伦比亚”号是最老的成员,它于1981年4月12日首次发射,2003年2月1日在执行它的第28次任务时不幸坠毁。“挑战者”号在1986年1月28日进行它的第10次太空任务时爆炸解体。

  “发现”号是航天飞机家族的“出勤率之王”,它在其近27年飞行生涯中,执行了39次太空任务,创造在太空停留365天的最高纪录。“奋进”号和“亚特兰蒂斯”号是航天飞机家族中年轻的两位成员。今年7月21日“阿特兰蒂斯”号在肯尼迪航天中心上演了“谢幕之旅”,终结了美国30年的航天飞机时代.

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