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揭秘“神舟”五号
http://www.chinameasurement.com 2003年10月25日




  ■发射时间:10月15日至17日择机进行
■发射地点:中国酒泉卫星发射中心(内蒙古额济纳旗巴丹吉林沙漠深处的“东风航天城”)
■重大意义:首次载人航天飞行
“神舟”五号即将在酒泉卫星发射基地升空,但该基地并不在甘肃酒泉,而是在内蒙古额济纳旗巴丹吉林沙漠深处的“东风航天城”。记者近日走进了这座充满神秘感的“航天港”。
“港口”是5年前新建成的,由两个测试工位的垂直总装测试厂房、发射塔架、指挥控制中心、加注系统等组成,是具有国际先进水平的现代化基础发射设施。
进入室内,记者首先来到宽敞的火箭总装测试车间。刚进门,那高高耸立、气宇轩昂的箭躯就使记者眼前一亮!这就是即将运载“神舟”五号载人飞船发射升空的长征二号F火箭。
如此庞然大物,怎么站着“走”出门去,运到一公里之外的发射塔前?“神舟”五号载人航天飞船副总指挥、副总设计师施金苗指着从平地叠架到顶部的4扇巨幅钢门,介绍说:到时将这4扇门像百叶窗一样一扇扇拉起来,装配人员运用垂直转运新技术,即可通过室外专设的铁轨运到发射架前。
在相邻的车间里,记者观看了“神舟”五号载人飞船。此时,飞船的推进舱、返回舱和轨道舱已安装了外罩。施金苗说,这个罩子叫整流罩。飞船上有很多娇气的器件,比如太阳帆板,飞船上用于对地观测的窗口或照相镜头。如果没有整流罩,火箭在大气层中飞行时由于气动力加热会使太阳电池过热,烧掉的东西也会污染这些窗口、镜头。
虽然已经罩住,但透过现场员工操作时打开的窗隙,还能略窥一斑。不过前几日记者在北京航天城的车间里曾见过返回的“神舟”四号实体。当时中国航天工程试验中心总工程师高慎斌研究员介绍,“神舟”五号与“神舟”四号大同小异。“神舟”五号也是由推进舱、轨道舱、返回舱和附加段组成。所不同的是,五号的头部是圆柱体,而四号的头部是半球体。
运载火箭总指挥黄春平接受了记者的专访。目前中国发射“神舟”系列飞船的长征二号F捆绑式二级大型液体运载火箭,是我国为载人航天专门研制的新型火箭,也是我国所有运载火箭中起飞重量最大、长度最长、系统最复杂的运载火箭。它是在我国大型发射火箭长二捆(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。
*“神舟”五号于2003年2月17日开始总装,由推进舱、轨道舱、返回舱和附加段组成,共有13个分系统,推进舱、返回舱和轨道舱已安装了外罩。“神舟”五号舱内只有航天员,除搭载少量植物种子进行实验外,几乎空荡荡的,为的是尽可能给宇航员留出空间。空间的平面大约为2.2米×2.5米,不足6平方米,可容纳3名航天员。
*按计划,飞船运行在轨道倾角42.4度、近地点高度200公里、远地点高度350公里的椭圆轨道上,实施变轨后,进入343公里的圆轨道。飞船环绕地球运行14圈后,在预定地区着陆。
承担飞船研制任务的主要是两家“航天巨头”:中国空间技术研究院负责“两舱”——轨道舱、返回舱研制工作;上海航天技术研究院负责“一个舱、三个子系统”——推进舱与推进系统、电源系统、天地测控系统的研制工作,其中包括天地话音、电视图像、高速数据传输、飞船返回地球时启动的船载小推力发动机,以及返回舱落地前启动的缓冲小火箭等。
*“神舟”四号里面装满了实验仪器和物品,而“神舟”五号舱内只有航天员,除搭载少量植物种子进行实验外,几乎空荡荡的,为的是尽可能给宇航员留出空间。此外,“神舟”五号还留有将来与空间实验室对接的接口。
*“神舟”五号有别于前4号飞船的,是增加了引导伞、减速伞的“手动挡”,以便自动挡一旦失灵时进行手工操作,从而极大地增加了安全性;此外,还告别了前4号的“毛坯”形象,首次进行了内装潢,舱内涂饰的是柔和、悦目的淡黄色系。
世界上载人飞船有一舱式、二舱式、三舱式。中国研制的是复杂的三舱式飞船。“神舟”五号于2003年2月17日开始总装。载人飞船系统共有13个分系统,飞船除三舱外还有一个附加段。其中轨道舱和返回舱均为密封结构,是航天员活动的地方。
轨道舱位于返回舱前面,这是为了增加航天员的活动空间。它里面装有多种试验设备和实验仪器,可进行对地观测。其两侧装有可收放的大型太阳能电池翼、太阳敏感器、各种天线,以及各种对接机构。
返回舱位于飞船中部,是航天员乘坐的舱段,也是飞船的控制中心。它不仅和其他舱段一样要承受起飞、上升和轨道运行段的各种应力和飞行环境,而且还要经受返回时再入大气层阶段的减速过载和气动加热。其为密闭结构,前端有舱门,供航天员进出轨道舱使用。
推进舱紧接在返回舱后面,通常安装推进系统、电源、气瓶和水箱等设备,起保障和服务作用,既为飞船提供动力,进行姿态控制、变轨和制动,并为航天员提供氧气和水。推进舱的两侧还装有20多平方米的主太阳能电池翼。
过渡段则在飞船顶部,用于与其他航天器对接或空间探测。
飞船顶部是一个高8米的逃逸救生塔。它装有10台发动机。在发射飞船的火箭起飞前900秒到起飞后160秒期间(0至110公里),如发生故障,它能拽着返回舱和轨道舱与火箭分离,并落到安全地带,使飞船上的航天员转危为安。
“长二F”火箭增加的故障检测系统,在待发段、上升段,火箭出什么问题,都能自检测、自诊断,并且会自动发出信息。共有310种故障检测模式。这是过去所没有的,是中国人在航天史上夺得的一个“第一”。此外,在运行控制方面增加了冗余系统,有3套备份,这也是第一次搞成的。
在首次载人飞船“神舟”五号的发射中,“长二F”火箭的逃逸系统将首次为航天员的安全担负起保护使命。在发射前15分钟,火箭上的自动故障检测处理系统可以自动进行故障检测,一旦有问题它会自动报警。假如航天员正在塔架上尚未进舱,一旦有危险,他们也可以就近跳进塔架上的逃逸布袋,布袋是用一种弹力很强的特殊帆布制成。航天员跳进去后用四肢的阻力来控制下降的速度,像乘软滑梯一样从上面一直滑到地下室的安全地区。
假如航天员已经进舱后火箭发生了问题,这套系统还可以指挥火箭顶部的逃逸塔自动点火,逃逸塔将拽着轨道舱和返回舱与火箭分离,并降落在安全地带,帮助飞船上的航天员脱离险境。“神舟”一至四号飞船都配备了逃逸火箭,虽然那几次发射一切正常,但在飞船升空到110公里处,也都把逃逸火箭抛了出去。
当载人飞船在返回下降着陆阶段遇到险情,航天员可以依靠弹射座椅和减速装置实施救生。如果在着陆以后落入非预定地域,宇航员可以利用随身的通讯设备、救生物品、口粮、水等来自救互救,并等待救援。还专门为航天员配备了手枪、匕首等自卫性武器,以对付林中野兽或海中鲨鱼等危险动物的袭击。如一时遭遇强风难以控制,降落伞万一挂在山崖或大树顶上,匕首可用来割断绳缚。飞船为航天员配备的救生装置和救生物品,足以保证航天员在陆上生存48小时、海上生存24小时。承担海上救护任务的航天飞船返回舱打捞网已由上海水产大学科研攻关成功,并交付使用。
由于光一枚火箭就有着十几万只电子元器件,所以一颗螺丝钉往往关系到整个发射的成败。为确保航天员安全,运载火箭总指挥黄春平还下了一道看似“多余”的命令,将过去发射中证明没有问题的元器件都反复检查、测试,光是300只继电器就一下撤换了98只。(综合新华社和《文汇报》)



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