美国载人航天发展历程是什么?

美国载人航天发展历程是什么?,第1张

“水星”号飞船

“水星”计划是美国1958年开始实施的第一个载人航天计划。鉴于当时与前苏联竞争的紧迫形势,该计划的基本指导思想是尽可能利用已经掌握的技术和成果,以最快的速度和简单可靠的方式抢先把人送上天。

“水星”号飞船计划的主要目的是把载1名航天员的飞船送入地球轨道,绕地球飞行几圈后安全返回地面。“水星”飞船计划始于1958年10月,结束于1963年5月。“水星”号飞船由圆台形座舱和圆柱形伞舱组成,共进行了25次飞行试验,其中6次载人。在经过了17次不载人飞行试验后,美国才于1961年5月5日进行了首次载人亚轨道飞行。载人亚轨道飞行试验成功后,美国于1962年2月20日进行了首次载人轨道飞行,绕地球3圈,飞行4小时55分钟后返回地面。

美国通过“水星”计划证明人能够在空间环境中生存和有效地驾驶飞船,也取得了载人飞船设计的初步经验。但是在这一回合的载人航天竞争中输给了前苏联,突出表现为载人上天的时间落后于前苏联,航天运载能力也处于劣势。

“双子星座”号飞船

继用“水星”号飞船完成了首次载人航天发射后,美国又开发了“双子星座”飞船,作为从“水星”到“阿波罗”计划之间的过渡。其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力。该计划历时5年,完成了10次环地轨道载人飞行,每次2人,共花费128亿美元。“双子星座”号飞船计划是为“阿波罗”号飞船计划提供飞行经验,准备各种技术条件,提供经过训练并富有实际飞行经验的航天员。“双子星座”号飞船计划始于1961年11月,结束于1966年11月。这期间共进行了12次飞行试验,其中2次不载人,10次载人。”双子星座“号飞船由再入舱和连接舱组成,其飞行试验重点解决了轨道交会、对接、航天员出舱活动和机动飞行变轨等技术问题。

“阿波罗”号飞船

经美国航宇局和冯·布劳恩等火箭专家论证,提出美国在20世纪60年代经过努力能够达到而又刚好超出前苏联的目标是载人登月。于是,美国总统肯尼迪于1961年5月25日宣布了“阿波罗”载人登月计划。

“阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱组成。1969年7月16日,美国使用“土星”5号运载火箭将载有3名航天员的“阿波罗”11号飞船送入空间,7月21日飞船抵达月球,美国航天员阿姆斯特朗实现了人类登月的梦想。

美国为实施“阿波罗”计划还研制了“徘徊者”、“勘测者”、“月球轨道环行器”无人月球探测器、土星族重型运载火箭,以及由逃逸系统、指令舱、服务舱和登月舱组成的阿波罗飞船,这些工作为1969年把人送上月球奠定了坚实的技术基础。

“阿波罗”登月计划于1961年5月23日起开始实施,直至1972年12月结束。期间共进行了17次飞行试验,其中“阿波罗”1号至“阿波罗”6号为无人亚轨道与地球轨道飞行;“阿波罗”7号为载人地球轨道飞行;“阿波罗”8号和9号为载人月球轨道飞行、“阿波罗”11号至“阿波罗”17号为载人登月飞行(只有“阿波罗”13号失败)。“阿波罗”计划共花费240亿美元,先后完成6次登月飞行,把12人送上月球并安全返回地面。它不仅实现了美国赶超前苏联的政治目的,同时也带动了美国科学技术特别是推进、制导、结构材料、电子学和管理科学的发展。但是“阿波罗”计划耗资太大,几乎占用了航宇局20世纪60年代全部经费的3/5,严重影响了美国空间科学和空间应用领域的发展,迫使美国重新考虑下一步的航天目标。

“天空实验室”计划

在得知前苏联的“礼炮”1号空间站升空后,美国赶紧利用“阿波罗”计划剩余的土星运载火箭和载人飞船作为运输系统以及积累的技术成果,将“土星”5号运载火箭的末级改装成了美国第一个试验性空间站“天空实验室”。故此,“天空实验室”又称“阿波罗”应用计划。

1973年5月15日,“天空实验室”发射升空,开展试验性空间站活动,该空间站重82吨,长36米,容积316米3。该计划至1974年2月结束,耗资25亿美元,共完成3次载人活动。先后有9名航天员每批3人在此空间站上工作了18、59、84天,进行了天文观测、地球资源勘查、生物医学和材料加工等270项试验,突出显示了人在空间长期生活和从事检查、维修、排除故障和进行科研工作的能力。美国认为只是利用“阿波罗“计划的剩余材料便研制出了空间站,在技术上没有什么难度,同时也没有意识到空间站的潜在价值,加之美国认为研制兼具运载火箭和载人飞船性能的可重复使用的航天飞机更具潜力,至此美国转向了航天飞机的研制。直至20世纪80年代才重新提出研制“自由“号永久性载人空间站。

航天飞机

航天飞机是可重复使用的航天器,用于进入地球轨道,在地球与轨道航天器之间运送人员和物资,是人类首次研制的可重复使用往返于天地之间的运输系统。航天飞机还可用于在空间释放与维修人造卫星和空间探测器、地球资源勘探和环境监测、空间加工和科学试验、建造空间结构等方面。航天飞机是一种具有重要民用与军用价值的多用途航天器,它的出现是美国航天技术发展的一次飞跃。实现了航天运载器由一次使用向部分重复使用的过渡。

航天飞机由三部分组成,包括可重复使用100次的轨道器;一次性使用的外挂燃料箱;两个可回收的重复使用20次的固体火箭助推器。美国共制造了6架航天飞机,分别是“企业”号、“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“阿特兰蒂斯”号和“奋进”号。其中“挑战者”号航天飞机在1986年1月28日的发射中爆炸,7名航天员全部遇难。

国际空间站

20世纪80年代初,为了迎接21世纪空间产业化和军事化的挑战,美国开始酝酿建造空间站。其主要目的是继续保持美国空间领先地位,推进空间产业开发,并为未来建立永久性月球基地和进行载人行星探索做准备。1984年1月25日,美国总统里根下令正式研制大型永久载人空间站,要求美国航宇局在10年内完成,耗资80亿美元,并邀请加拿大、西欧及日本等盟国参加空间站的建设。1988年2月,美国政府依据对国内国际形势的研究又颁发了新的空间政策,正式确定了扩大载人航天活动、实施月球和火星载人飞行长远目标。最初通过的空间站设计方案采用动力塔式双龙骨结构,由4个压力舱、4个能源舱、2个后勤舱、移动式遥控服务中心和4个自由飞行平台及轨道转移飞行器组成,电源系统由先进的太阳能发射镜提供87千瓦的功率。经过若干次改进,到1995年,国际空间站总重量为430吨,主桁架长88米,居住舱的容积为1200米3,4个太阳电池阵宽110米,能提供110千瓦的电源功率,其中用户使用功率为46千瓦。其运行高度平均为397公里。

神州六号

神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343公里的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。

由于此次飞行没有交会对接任务,神舟六号取消了用于这项功能的附加段,另外,飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件。

神舟六号的改进大致可以归纳为四个方面: [被屏蔽广告]

一、围绕两人多天飞行任务的改进。首先,准备了足量甚至余量的航天员消耗品,包括食品、水、睡袋等。食品柜置于轨道舱中,以前处于空置状态。按照每人每天一个半暖壶的用水量,通过水箱和单独的软包装两种方式准备了航天员用水。其次,提高了座舱的环境控制能力。一人一天呼出近一升水,神舟六号提高了对水汽冷凝的能力,扩大了冷凝水箱,把所有裸露管线都贴上了吸水材料,确保飞船湿度控制在80%以下。舱内的氧气、温度和湿度都可自动感应并调节。

二、轨道舱功能使用方面的改进。放置了很多航天员生活的必需品,如食品加热装置和餐具等。轨道舱中挂有一个睡袋,供两名航天员轮流休息用。失重状态下人其实可以浮在空中睡觉,但考虑到人在地面养成的习惯,所以通过睡袋人为地制造一种“床”的感觉,否则航天员睡觉时可能会产生坠入万丈深渊的错觉。轨道舱中还有一个专门的清洁用品柜,航天员可以用里面的湿巾等物品进行清洁。大小便收集装置这次也是首次使用。

三、提高航天员安全性的改进。返回舱中航天员的坐椅设计了着陆缓冲功能,这是为了在反推火箭发生故障时依然能够保证航天员安全。神舟五号飞船里只有杨利伟乘坐的那个坐椅有着陆缓冲功能,并且有个小的缺陷,就是返回前坐椅提升后航天员难以看到舷窗外的情况。神舟六号对缓冲器进行了重新设计,并与整船结合进行了反复试验,从高塔、飞机上抛下的3次试验每次均获得了成功。返回舱与轨道舱之间的舱门,如果在返回时关闭不严,将威胁航天员安全。俄罗斯曾经有3名航天员因此而丧生。神舟六号科研人员研制成功了舱门密闭快速自动检测装置,并花费了数月时间研制出一种专用抹布,这种布不产生纤维、静电、异味,专门用来清洁舱门。

四、持续性改进。我国载人航天工程于1992年正式启动,至今已经过去了13年,飞船上最初使用的元器件和原材料有的已经不再生产,个别技术已经稍显落伍。神舟六号做了一些日常的持续性改进。比如神舟一号到五号上的“黑匣子”,是1994年研制的,存储容量只有10兆字节。现在的黑匣子不仅存储量比原来大了100倍,而且数据的写入和读出速度也提高了10倍以上,体积却不到原来的一半。

神舟六号飞船构成

轨道舱:“多功能厅”

“神舟”飞船的轨道舱是一个圆柱体,总长度为2.8米,最大直径2.25米,一端与返回舱相通,另一端与空间对接机构连接。“神六”的轨道舱之所以被称为“多功能厅”,是因为2名航天员除了升空和返回时要进入返回舱以外,其他时间都在轨道舱里。轨道舱集工作、吃饭、睡觉、盥洗和方便等诸多功能于一体。

逃逸塔:保飞船万全

逃逸救生塔:位于飞船的最前部,高8米。它本身实际上就是由一系列火箭发动机组成的小型运载火箭。在运载飞船的火箭起飞前900秒到起飞后160秒期间�火箭运行距离在0至100公里,一旦发生紧急情况,这个救生塔将紧急启动,拽着“神舟六号”飞船的返回舱和轨道舱与火箭分离,迅速逃离险地,并利用降落伞降落到安全地带。

留轨舱:航天员的“家”

轨道舱:也叫工作舱。其外形为两端带有锥角的圆柱体,它是航天员的“太空卧室”兼“工作间”。它还兼有航天员生活舱和留轨实验舱两种功能,所以也称留轨舱。轨道舱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帆翼、太阳敏感器和各种天线以及各种对接结构,用来把太阳能转换为飞船的能源、与地面进行通讯等。作为航天员的“太空卧室”,轨道舱的环境很舒适,舱内温度一般在17至25摄氏度之间。

返回舱:航天员的“驾驶室”

返回舱:又称座舱,它是航天员的“驾驶室”。是航天员往返太空时乘坐的舱段,为密闭结构,前端有舱门。“神舟六号”完成绕地飞行任务后,两名航天员也将乘坐返回舱回归地球。

推进舱:又叫仪器舱。通常安装推进系统、电源、轨道制动,并为航天员提供氧气和水。推进舱的两侧还装有面积达20多平方米的主太阳能电池帆翼。

缘何选择秋季发射?

晨报讯综合新华社电细心的人会注意到,两年前的这个时候,我国第一艘载人飞船神舟五号发射成功。今年神六的发射,又逢金秋时节,难道是巧合吗?不是。这是因为秋季的气象条件,最适合我国发射载人飞船。

飞船发射季节的选择,要考虑到各种可能影响到发射的因素,其中气象条件是最直接、最关键的决定因素。

飞船上天后,要由航天测控网对飞船实施测控管理。如果把神舟飞船比作放飞太空的“风筝”,那么,航天测控网就是那根重要的“风筝线”。我国的航天测控网由多个地面测控站和4艘远望号航天测量船组成。这4艘测量船分别是太平洋上的“远望”一号和“远望”二号测量船,印度洋上的“远望”四号测量船,大西洋上的“远望”三号测量船。其中,3艘测量船都在纬度相对较高的南半球。

南半球的季节正好与我国相反。我国的春夏季节在南半球是秋冬季节,海况很恶劣,即使正常航行都难保安全,更不用说在海上执行测控任务了,因此不宜发射飞船。我国的秋冬季节在南半球是春夏季节,海况较好,便于航行和执行测量任务。因此,我国神舟一号至五号飞船的发射时机都选在与南半球相反的秋冬季节。

另外,秋季和冬季相比,尽管2002年12月30日发射的神舟四号曾突破我国低温发射的历史纪录,但在载人航天飞行中,以人为本、充分保障航天员的安全,成为发射的最大特点,因而发射段的气象条件也是非常重要的。显然,秋季比冬季更适宜。因此,两年前的神五和今年的神六载人飞船都选择了在秋季发射。

据中国科学院空间环境预报中心研究员龚建村介绍,“今年正是接近周期谷底的位置,预计神舟六号飞行期间太阳活动稳定,适合人类开展空间活动。”

龚建村说,人们已经掌握了太阳的活动周期是11年,2000年是这个周期的最高峰,2006年达到谷底。因此今年太阳异常活动频次较低,大趋势有利于人类开展空间活动。神六将在“晴好天气”中飞行

从神州五号拔地而起、实现中国载人航天零的突破,到神州六号的两人多天外太空飞行,中国航天员专用奶蒙牛牛奶,陪伴着航天员们从撒满汗水的训练场走向了浩瀚的太空,见证了中国载人航天事业的艰苦与辉煌。航天员食品的选择有着怎样的特殊要求、蒙牛牛奶又是如何成为“中国航天员专用牛奶”的?伴随着神州六号的成功归来,笼罩在航天员食谱上的神秘面纱也被营养专家轻轻地揭开。

在中国,一名空军飞行员要从1000名军人中选出,而100名空军飞行员中,只有一个人有机会成为战斗机飞行员,航天员则是从这些战斗机飞行员中千里挑一,经过各方面综合考察比较后最终选拔出来的。为了确保这些肩负祖国重任的“国宝”们保持良好的身体和心理素质,早在神州五号首次载人航天任务之前,一个由各方专家组成的营养小组就开始了苛刻的航天员专用食品遴选工作。为了确保航天食品的安全、绿色和营养,航天医学工程研究所有关航天员食品的规定长达8页之多!对“全营养食品”牛奶的考察和选定工作首当其冲。

奶源是决定牛奶品质的第一关键,因而也成为专家们考核的首要因素。考虑到以内蒙古大草原为核心的中国西部大草原地处国际公认的中温带季风气候优质奶牛饲养带,是整个中国无可匹敌、世界上也具有领先意义的优质草原,主要奶源基地全部处于这一地带的蒙牛乳业进入了专家们的视野。而在蒙牛的生产基地,他们又看到了全球领先的“样板工厂”,在这里,每一滴原生奶经过一道道全自动工序成为香浓合格的牛奶产品,全过程都在封闭无菌的状态中进行。从市场到工厂、从工厂到牧场,蒙牛牛奶的表现说服了每一位专家。

国家航天部门经过严格检测后,认为蒙牛牛奶的各项指标均已经达到或超过国内、国际标准。凭借着纯天然、高质量、丰富的营养和好的口味,蒙牛牛奶最终成为太空营养学专家唯一指定的“中国航天员专用牛奶”。从此,“每天三杯奶”成为了航天员训练、工作和生活中的一首“白色乐章”。

每天早晨,在享用精心搭配的其他食品的同时,航天员都要喝一杯蒙牛牛奶来有效保证全天的热能和营养”。而在午餐之后,训练基地的营养师又会及时为每一个航天员送上一杯蒙牛酸奶。原来,酸奶中含有的乳酸、醋酸等有机酸,不仅赋予了酸奶清爽的酸味,还能帮助牛奶形成细嫩的凝乳,从而降低肠道PH值,促进胃肠蠕动和消化液的分泌、抑制有害微生物的繁殖,让航天员们一个下午都精神抖擞。“蒙牛已经将其酸奶产品中的益生菌由两种变成了四种,这样不仅营养价值比同类产品有了明显的提高,其帮助消化、抑制有害菌的作用也得到了更一步的加强,很受航天员们的欢迎。”基地的营养师这样评价道。

结束了一天紧张的训练之后,航天员们还将在晚饭时喝上一杯牛奶。营养专家指出,一方面,晚餐饮用的牛奶,其安神作用促进了航天员的深度睡眠,另一方面,人体处于睡眠状态下,也更易于吸收牛奶中的蛋白质。

“一天三杯牛奶,每天500-800毫升。这个科学的食谱既保证了营养补给,又不至于引起脂肪堆积,不仅适用于宇航员,用样也适用于普通人”!营养专家认为,航天员膳食中牛奶的科学搭配,值得在全社会进行大力推广。

成为“中国航天员专用牛奶”,对于蒙牛,既是一项崇高的荣誉,也是一种期待和责任。在中国航天事业用一个又一个辉煌成就“鼓舞中国心”的同时,每一个蒙牛人也在致力于“强健中国人”的伟大使命。2003年,当神州五号拔地而起,实现中国载人航天事业零的突破时,蒙牛牛奶也迅速成为了中国液体奶市场的领跑者,并于2004年成为了国家体育总局训练局运动员训练专用牛奶,为中国健儿扬威世界赛场奉献了自己的力量。随后,蒙牛率先建起了中国规模最大的“澳亚国际牧场”,在国内第一个引进机器人挤奶设施,种植世界十二国优质牧草,养殖全球优质奶牛,开启了中国乳业奶源升级之路。2005年,当神州六号用完美的姿态围绕着我们这颗美丽的星球一圈圈旋转的时候,蒙牛已经以日销液体奶7000吨的成绩,超越众多百年历史的跨国乳业巨头,成为了全球液体牛奶领域的领先者。作为首位“中国航天事业合作伙伴”,蒙牛不仅将“为中国喝彩”,还将用洁白醇厚的牛奶,为每一个航天员、每一个中国人的健康加油,为“强健神州梦想”而不懈追求。

神舟五号与神舟六号的比较

神舟五号 神舟六号

两者的大小、重量、设备等基本不变;采用“长征2号F”运载火箭作为动力载体

发射时间 2003年10月15日 2005年10月中旬

活动范围 仅限返回舱 打开返回舱舱门,进入轨道舱进行科学实验活动

宇航服 杨利伟的宇航服始终未能离身 有机会脱下重达10公斤的太空服,新的宇航服主要由服装、头盔、手套和航天靴等组成

太空时长 21小时 119小时

航天员人数 1人 2人

食品 即时食品,不需要加热、也不需要加水 50种左右:包括四种主食,“鲍鱼”、“咸水大虾”等菜肴以及水果

如厕问题 尿不湿 专用马桶

神舟六号飞船=为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343公里的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。

由于此次飞行没有交会对接任务,神舟六号取消了用于这项功能的附加段,另外,飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件。

飞船发射季节的选择,要考虑到各种可能影响到发射的因素,其中气象条件是最直接、最关键的决定因素。

飞船上天后,要由航天测控网对飞船实施测控管理。如果把神舟飞船比作放飞太空的“风筝”,那么,航天测控网就是那根重要的“风筝线”。我国的航天测控网由多个地面测控站和4艘远望号航天测量船组成。这4艘测量船分别是太平洋上的“远望”一号和“远望”二号测量船,印度洋上的“远望”四号测量船,大西洋上的“远望”三号测量船。其中,3艘测量船都在纬度相对较高的南半球。

南半球的季节正好与我国相反。我国的春夏季节在南半球是秋冬季节,海况很恶劣,即使正常航行都难保安全,更不用说在海上执行测控任务了,因此不宜发射飞船。我国的秋冬季节在南半球是春夏季节,海况较好,便于航行和执行测量任务。因此,我国神舟一号至五号飞船的发射时机都选在与南半球相反的秋冬季节。

另外,秋季和冬季相比,尽管2002年12月30日发射的神舟四号曾突破我国低温发射的历史纪录,但在载人航天飞行中,以人为本、充分保障航天员的安全,成为发射的最大特点,因而发射段的气象条件也是非常重要的。显然,秋季比冬季更适宜。因此,两年前的神五和今年的神六载人飞船都选择了在秋季发射。

据中国科学院空间环境预报中心研究员龚建村介绍,“今年正是接近周期谷底的位置,预计神舟六号飞行期间太阳活动稳定,适合人类开展空间活动。”

龚建村说,人们已经掌握了太阳的活动周期是11年,2000年是这个周期的最高峰,2006年达到谷底。因此今年太阳异常活动频次较低,大趋势有利于人类开展空间活动。神六将在“晴好天气”中飞行 “神舟”六号发射火箭总设计师刘竹生在接受本报记者采访时说,承担“神舟”六号飞船发射任务的“长征2号F”运载火箭各系统的生产制造工作已经全面展开。截至目前,发射火箭的各项生产均按计划稳步进行。

据刘竹生介绍,今年年底火箭系统的各项设备将“齐套”,明年年初将先后进行各系统的综合实验与匹配实验,如果工作进展顺利,发射“神舟”六号的火箭系统将在明年6、7月份出厂。

“神六”运载火箭总设计师刘竹生接受本报独家专访,细解火箭系统

继我国“神舟”五号首次载人飞行成功后,“神舟”六号航天工程已在紧张进行中。为把国人的“飞天梦想”推向又一全新的高度,“神舟”六号发射前各项准备工作已全面展开。作为飞船的“助力神”,“长征2号F”运载火箭将再担重任,送“神舟”六号上天入轨。“神五”和“神六”飞船的动力载体虽是同一型号火箭,但发射“神舟”六号的火箭系统却“另有文章”。昨天,火箭系统总设计师刘竹生接受了本报记者的独家专访,细解“神舟”六号火箭焦点。

焦点1 火箭交工时间 年底设备配置齐全

承担“神舟”六号发射的火箭系统总设计师刘竹生向记者透露了发射“神舟”六号的火箭系统准备工作的时间表。根据刘竹生的介绍,2004年年底,火箭系统的各项设备都要“按期交工”,各套仪器均要求配置齐全,为随后在明年年初进行的火箭系统综合实验做准备。刘竹生讲,综合实验阶段,火箭的每个组成部分都要进各自的实验室进行检测,目的是确保火箭整体达标,检测合格后各系统将“会师”,进行匹配实验。

焦点2 火箭应急能力 正在进行极限计算

运载火箭的“极限分析”是专门针对“神舟”六号飞船内一系列重大变化而进行的。刘竹生说:“首先,由于‘神舟’六号将实现多人多天飞行,人员和天数的增加带来食物、生存设备等其他质量的增加,这就要求火箭的运载能力必须提高,比如原‘神舟’五号的七八吨质量就有可能要变成8吨多。其次,如果航天员不止一个的话,飞行过程中出现问题就会直接影响到逃逸能力,对火箭在遭遇突发情况时的应急能力提出了挑战。”刘竹生讲,针对以上两点,目前正在与飞船系统方面协调合作,进行相关的火箭极限计算。据了解,目前,这样的“极限分析”已经做了几轮。

焦点3 火箭动力特性 将随载荷改变而调整

火箭配上飞船组成一个“大弹簧”系统,刘竹生说:“从动力学分析,飞船与火箭连接后是会相互作用影响的,由于‘神舟’六号轨道舱上的有效载荷将由原来‘神舟’五号上的多个设备变成一两个设备,飞船质量块儿的变化必然影响整个火箭的动力学特性,目前的工作就涉及到火箭与飞船动力特性相应的问题。”

焦点4 发射安全性 地面发射系统将“体检”

为了确保“神舟”六号发射万无一失,发射基地地面设备检修工作将进一步加强。据刘竹生介绍,和以前发射场承担发射任务时进行检修工作相比,由于两次发射间隔加长,这次将是有史以来最全面的一次地面发射系统的“体检”。刘竹生强调说,检修工作将做到任何一个细微处,每个插头都要求必须检查,每根线路都要“从头摸到底”,看是否存在可能断线的问题。另外,刘竹生讲,目前已完成了对“神舟五号”遥测数据的分析工作,对“神五”整个发射过程中不够完善的地方,比如某些设备使用不方便等问题都将在“神舟”六号发射前做改进。

焦点5 运载安全性 载人可靠性高达97%

“神舟”六号发射火箭总设计师刘竹生在接受本报记者采访时说,承担“神舟”六号飞船发射任务的“长征2号F”运载火箭各系统的生产制造工作已经全面展开。截至目前,发射火箭的各项生产均按计划稳步进行。

据刘竹生介绍,今年年底火箭系统的各项设备将“齐套”,明年年初将先后进行各系统的综合实验与匹配实验,如果工作进展顺利,发射“神舟”六号的火箭系统将在明年6、7月份出厂。

“神六”运载火箭总设计师刘竹生接受本报独家专访,细解火箭系统

继我国“神舟”五号首次载人飞行成功后,“神舟”六号航天工程已在紧张进行中。为把国人的“飞天梦想”推向又一全新的高度,“神舟”六号发射前各项准备工作已全面展开。作为飞船的“助力神”,“长征2号F”运载火箭将再担重任,送“神舟”六号上天入轨。“神五”和“神六”飞船的动力载体虽是同一型号火箭,但发射“神舟”六号的火箭系统却“另有文章”。昨天,火箭系统总设计师刘竹生接受了本报记者的独家专访,细解“神舟”六号火箭焦点。

焦点1 火箭交工时间 年底设备配置齐全

承担“神舟”六号发射的火箭系统总设计师刘竹生向记者透露了发射“神舟”六号的火箭系统准备工作的时间表。根据刘竹生的介绍,2004年年底,火箭系统的各项设备都要“按期交工”,各套仪器均要求配置齐全,为随后在明年年初进行的火箭系统综合实验做准备。刘竹生讲,综合实验阶段,火箭的每个组成部分都要进各自的实验室进行检测,目的是确保火箭整体达标,检测合格后各系统将“会师”,进行匹配实验。

焦点2 火箭应急能力 正在进行极限计算

运载火箭的“极限分析”是专门针对“神舟”六号飞船内一系列重大变化而进行的。刘竹生说:“首先,由于‘神舟’六号将实现多人多天飞行,人员和天数的增加带来食物、生存设备等其他质量的增加,这就要求火箭的运载能力必须提高,比如原‘神舟’五号的七八吨质量就有可能要变成8吨多。其次,如果航天员不止一个的话,飞行过程中出现问题就会直接影响到逃逸能力,对火箭在遭遇突发情况时的应急能力提出了挑战。”刘竹生讲,针对以上两点,目前正在与飞船系统方面协调合作,进行相关的火箭极限计算。据了解,目前,这样的“极限分析”已经做了几轮。

焦点3 火箭动力特性 将随载荷改变而调整

火箭配上飞船组成一个“大弹簧”系统,刘竹生说:“从动力学分析,飞船与火箭连接后是会相互作用影响的,由于‘神舟’六号轨道舱上的有效载荷将由原来‘神舟’五号上的多个设备变成一两个设备,飞船质量块儿的变化必然影响整个火箭的动力学特性,目前的工作就涉及到火箭与飞船动力特性相应的问题。”

焦点4 发射安全性 地面发射系统将“体检”

为了确保“神舟”六号发射万无一失,发射基地地面设备检修工作将进一步加强。据刘竹生介绍,和以前发射场承担发射任务时进行检修工作相比,由于两次发射间隔加长,这次将是有史以来最全面的一次地面发射系统的“体检”。刘竹生强调说,检修工作将做到任何一个细微处,每个插头都要求必须检查,每根线路都要“从头摸到底”,看是否存在可能断线的问题。另外,刘竹生讲,目前已完成了对“神舟五号”遥测数据的分析工作,对“神五”整个发射过程中不够完善的地方,比如某些设备使用不方便等问题都将在“神舟”六号发射前做改进。

宇宙飞船与返回式卫星有相似之处,但要载人,必须增加许多特设系统,以满足航天员在太空工作和生活的多种需要。例如,用于空气更新、废水处理和再生、通风、温度和温度控制等的环境控制和生命保障系统、报话通信系统、仪表和照明系统、宇航服、载人机动装置和逃逸系统等。除此之外,宇宙飞船都有基本的结构系统、通信系统、电源系统、温控系统、遥测系统、姿态控制系统、变轨系统和推进剂等。本着“一次发射,多方面受益”的原则,宇宙飞船在执行航天飞行任务时,还多多少少要附加一些科学探测与试验仪器。当然,掌握航天器再入大气层和安全返回技术也至关重要。尤其是宇宙飞船,除了要使飞船在返回过程中的制动过载限制在人的耐受范围内,还应使其落点精度比返回式卫星要高,从而及时发现和营救航天员。前苏联载人宇宙飞船就曾因落点精度差,结果使航天员困在冰天雪地的森林中差点被冻死。因此,飞船的再入回收及营救系统也相当重要。为了便于发射、运行、再入和飞行管理,飞船各组成系统通常按照功能或应用情况分成几大类,用几个舱段来容纳这些分系统,因此飞船往往由二、三个舱段组成,如乘员舱、服务舱、轨道舱等。乘员舱是航天员在飞行过程中生活和工作的地方,除结构外,它包含了全部环境控制与生命保障系统。服务舱用于装载各种消耗器、安装姿态和轨道控制系统发动机。轨道舱主要用于装载各类仪器。在回收时,只需将乘员舱实施软着陆并安全回收。未来的宇宙飞船将朝三个方向发展:有多种功能和用途;返回落点的控制精度提高到百米级的范围以内;返回地面的座舱经适当修理后可重复使用。自1961年实现首次太空飞行以来,人类已先后研究制出三种构型的载人飞船,即单舱型、双舱型和三舱型。单舱式只有航天员的座舱,美国第一个航天员谢帕德就是乘单舱型的水星号飞船上天的;双舱型飞船是由座舱和提供动力、电源、氧气和水的服务舱组成,它改善了航天员的工作和生活环境,世界第一个出舱航天员列昂诺夫乘坐的前苏联上升号飞船以及美国的双子星座号飞船均属于双舱型;最复杂的是三舱型飞船,它是在双舱型飞船基础上增加一个轨道舱,用于增加活动空间、进行科学实验等,或增加一个登月舱(登月式飞船),用于在月面着陆或离开月面,前苏联/俄罗斯的联盟系列和美国阿波罗号飞船和中国的神舟号飞船是典型的三舱型。

世界上第一艘载人飞船。

1961年4月12日,苏联成功地发射了第一艘载人宇宙飞船“东方号”,尤里·加加林成功地完成了划时代的宇宙飞行任务,从而实现了人类遨游太空的梦想,开创了世界载人航天的新纪元,揭开了人类进入太空的序幕。“东方一号”载人宇宙飞船质量为473吨,由载人舱与设备组成。前舱地直径23米的球体;后舱是直径258米,长3米的圆柱舱段,装有氮气与氧气瓶、无线电设备所用的化学电池及姿控发动机与反推火箭等。

  飞船在一定程度187×327千米高的椭圆轨道上,绕地球飞行一圈,历时108分钟,航程40多千米,脱离轨道返回地球。在距地面7千米时,加加林从座舱里弹出,靠降落伞安全落在田野上,完成了划时代的飞行。

  那么,宇宙飞船到底是一个什么样的航天器的呢?我们可以回答说:宇宙飞船,又称为载人飞船是载人航天器的一种,宇航员可乘坐其离开地面进入宇宙空间执行航天任务,并能在其上工作、生活并安全返回地面,人们将此种航天器称为载人飞船或宇宙飞船。它是载人航天器中最小的一种,在运行轨道上只能飞行几天到十几天,即返回地面仅能一次使用。

  载人飞船可以独立进行航天活动,也可作为天地返往和航天站之间的“渡船”、与航天站或其他航天器对接后进行联合飞行。载人飞船能通常可分为:卫星式载人飞船、登月载人飞船和星际载人飞船等三种。目前,星际载人飞船尚在探索之中。

  载人飞船的组成,一般由宇航员座舱、轨道舱、服务舱、气闸舱和对接机构等部分组成。登月或其他星球还必须具有特殊功能的舱。各个舱均承担不同的航天任务。其中,座舱是飞船发射和返回过程中宇航员成乘坐舱,也是飞船的控制中心;对接机构是用来与空间站等其他的航天器实现空中对接和锁紧的装置。

  载人飞船主要用途有:①试验各种载人航天技术,开展航天医学、生理学、生物学等方面研究和天文观测。②可用作空间站乘员的救生艇、接送宇航员和运送物资。③可实施变轨,降低高度进行军事侦察和地球资源勘测。④载人绕地球、月球和登月飞行。⑤载人进行星际飞行,遨游宇宙。

  此后又相继发射了“上升”号、“联盟”号飞船;与此同时,美国于1962年2月发射了“水星”号飞船,之后又发射了“双子星座”号飞船和“阿波罗”号登月载人飞船。

  随着航天技术的发展,载人飞船的性能将得以不断改进和完善,使用功能增多、返回着陆落点控制精度可提高到百米级范围,飞船座舱可重复使用等

中国第一艘载人飞船。

神舟五号载人飞船是“神舟”号系列飞船中的第五艘,是中国首次发射的载人航天飞行器。它于2003年10月15日9时发射,将航天员杨利伟送入太空,2003年10月16日6时23分返回。这个飞船标志着中国成为俄罗斯和美国之后的第三个有能力自行将人送上太空的国家。

2003年10月15日09时整

发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次是长征系列运载火箭第71次飞行,也是继1996年2003年10月以来,中国航天发射连续第29次获得成功。

飞行员:杨利伟

飞船进入轨道所需飞行时间:9分10秒,船箭分离,“神舟”五号载人飞船准确进入预定轨道。

返回时间:2003年10月16日06时23分

发射地点:酒泉卫星发射中心

着陆地点:内蒙古四子王旗主着陆场

飞行时间/圈数:21小时/14圈

搭载物品: 除了中国飞天第一人杨利伟外,“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。

试验项目: 神舟5号将尽量减少机舱内的实验项目及仪器,以腾出更多空间来供航天员活动并执行科学观察任务,可以说这一次的任务主要是考察航天员在太空环境中的适应性。

新技术应用: 首次增加了故障自动检测系统和逃逸系统。其中设定了几百种故障模式,一旦发生危险立即自动报警。即使在飞船升空一段时间之后,也能通过逃逸火箭而脱离险境。

意义:这次的成功发射标志着中国成为继前苏联(俄罗斯)和美国之后,第三个独立掌握载人航天技术的国家。

详细介绍

“神舟”五号飞船是在无人飞船的基础上研制的中国第1艘载人飞船,乘有1名航天员---杨利伟。飞船在轨道运行了1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。

在2003年10月15日09时00分00秒,负载着“神舟”五号的长征2F火箭发射。

9时10分,船箭分离,“神舟”五号载人飞船发射成功,飞船以平均每90分钟绕地球1圈的速度飞行。

飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成,总长8860 mm,总重7840 kg。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。

飞船由长征-2f运载火箭发射到近地点200千米、远地点350千米、倾角424°初始轨道。实施变轨后,进入343km的圆轨道。飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆。

“神舟”五号飞船载人航天飞行实现了中华民族千年飞天的愿望,是中华民族智慧和精神的高度凝聚,是中国航天事业在新世纪的一座新的里程碑。

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