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飞船返回风险预警

编者按

2003年，在哥伦比亚号航天飞机坠毁事故后，美国曾做出了一项调查，表明每78次航天飞机发射就有可能出现一次空难。虽然航天飞机和飞船的原理不尽相同。但不可否认的是，人类的航天事业确实是一项极高风险的工程。从发射升空到飞船着陆，风险无时不在。[我来说两句]

风险等级
千里之堤毁于蚁穴
在发射之前，发射场将陆续进行飞船、火箭测试和联合测试。所有的问题都要在给火箭加注推进剂之后完成，一旦加注推进剂，火箭就将进入不可逆发射状态。这时，哪怕只是一颗螺丝钉出了问题，后果也是不堪设想的。
应对：避免事故只有一丝不苟
所有的科学试验都不可能达到100%的成功，尤其是航天这种特殊事业，一旦失败，代价将是惨重的。美国一项调查表明，每78次航天飞机发射就有可能出现一次空难。任何一个航天人的心里都会明白这项事业的风险，任何事故一出现都将是了不得的大事，要避免事故的发生只有消除隐患，任何时候任何事情都不能有疏忽。

神舟二号:中国第一艘正样飞船
神舟二号：带着11处伤痕上天
2000年12月31日，在离“神二”发射还有10天的时候意外发生了。由于操作人员不慎操作，火箭撞到了11层工作平台上。经过时候测量，火箭被拉弯并移动430毫米，整个火箭体顶坏了11处，一个助推器被撞了一个坑。这次事故造成了发射日期被推迟了5天，此后，航天城内便有了一块“撞火箭”事件警示碑。[详细]
神舟二号箭船分离模拟场景
正在太空翱游的神舟二号
长三乙运载火箭：一个元件失效致坠毁爆炸
1996年2月15日，长征三号乙运载火箭点火起飞后约两秒，火箭飞行姿态出现异常，火箭低头并偏离发射方向向右倾斜。飞行约22秒，火箭头部坠地，撞到离发射架不到2公里的山坡上，随即发生剧烈爆炸，星箭俱毁。发射基地如同经历了一场地震，一位高级工程师当场牺牲。长三乙是当时中国航天运载能力最大的火箭，首次承担了国际通信卫星的发射，这次失败让总设计师龙乐豪“一夜白头”。最后故障原因查明：一个电子元件失效。[详细]
长三乙火箭
长三乙火箭飞行姿态出现异常
爆炸点距发射架1850米，毁民房80余间
风险等级
温度控制
运载火箭的测试发射理论温度是零下20℃，但是低温可能导致某些产品出现低温效应，如密封件失效、电缆插头接触不良、输送管路堵塞等故障，这些都有可能成为发射时的致命“杀手”。如果温度过低，点火装置的毛细导管就有可能冻住，燃烧剂也将很难正常燃烧。
应对：火箭装备多种保温材料
为了尽可能减小低温对火箭发射造成的不利影响，往往会在火箭测试发射过程中采取一些保温措施，例如，吹热风、套防寒服、电灯泡照射及贴泡沫塑料等。其中，在火箭箭体上贴泡沫塑料是最常用也最简便的一种办法。神舟五号飞船发射时就曾经采取了这种措施，实践证明是经济有效的。火箭点火升空后，大气的剧烈摩擦会将这些泡沫塑料从箭体上剥离下来，因此人们经常可以从转播中看到火箭身上陆续掉下碎片。
神舟四号发射：航天人紧急调两百多条棉被
2002年12月20日，大雪纷飞，发射场白茫茫一片，气温突降至-29℃。这样的低温会导致电缆冻坏，为了保暖，航天人想出了“土办法”：紧急调来两百多条棉被，从头到尾把火箭包了个严严实实，再用20多台大功率空调24小时不间断给火箭和飞船送暖。在经受了-29℃考验后，“神舟四号”于30日成功发射，突破了中国低温发射的历史纪录。[详细]
神舟四号加载“模拟人”
神舟四号突破中国低温发射历史纪录
返回舱在雪地中起运北京
“挑战者”号发射台被冰层覆盖
美国“挑战者”号低温中发射最终爆炸
1986年1月28日上午，美国航天飞机“挑战者”号从发射架升空73秒钟后突然爆炸，价值12亿美元的航天飞机顷刻之间爆裂成一团桔红色火球，被炸成碎片坠入大西洋，7名机组人员全部遇难。在256页的事故调查报告中指出，由于发射时气温过低，副燃料箱上一个O型封环硬化失效，火焰喷射在主燃料舱上。在发射后73秒，“挑战者”号在40000公升燃料的爆炸下，炸成了几千个碎片。 [详细]
升空不久即爆炸
七名罹难宇航员
风险等级
零误差
发射升空后，飞船开始逐步进行逃逸塔分离、助推器分离、一二级火箭分离，整流罩分离、器箭分离、展开太阳帆板，最终准确进入预定轨道。由于要进行交会对接，所以火箭的飞行轨道只能在发射前4小时根据天宫一号的轨道确定，入轨精度必须达到“零误差”，与此前发射提前10多天就将参数装订到火箭中相比，时间显得特别紧迫。
应对：两小时确定飞行参数
针对任务特点，火箭在操作程序、制导方式、技术状态等方面，都进行了周密准备。为了保证天宫一号轨道预测的精确，需要等到发射前4小时才能确定参数。工作人员必须在拿到参数的两小时内，据此确定火箭的飞行参数，并装订到火箭中去。
萤火一号：中国首个火星探测器折戟
搭载中国首个火星探测器“萤火一号”的俄罗斯“福布斯－土壤”探测器，于11月9日从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场升空。在与运载火箭顺利分离后，“福布斯－土壤”探测器的主发动机未能按设计方案自动实施两次点火启动，导致该探测器滞留在距地球仅二三百公里的轨道，无法飞向火星。 [详细]
萤火一号搭载在俄罗斯火星探测器上
萤火一号大小相当于一个普通电视机
福布斯－土壤火星探测器坠落
风险等级
太阳“打喷嚏”
太阳风暴是航天器运行的潜在威胁之一。当太阳活动剧烈时，会爆发强烈的X射线耀斑并抛射出大量带电粒子，形成的高速粒子流就是“太阳风暴”，它也被科学家形象地比喻为“太阳打喷嚏”。飞船一旦进入太空，就远离了地球大气层及磁场的保护，如果这些射线和带电粒子与航天器相遇，会对航天器的安全以及航天员的健康造成严重影响。
应对：太阳望远镜显身手
去年8月通过验收的山东石岛太阳射电望远镜，及2008年已建成的第一个太阳光球色球望远镜，将预报可能对飞行器造成影响的太阳风暴。太阳射电望远镜每天日出开工，日落收工，实时监测，预警中心随时调取数据信息；太阳光球色球望远镜则在工作时间内，每分钟产生一张照片，发送到国家空间天气监测预警中心。
神舟五号成功发射
神五曾幸运躲过强太阳暴
2003年10月杨利伟执行“神舟五号”航天任务完成后不到一周，太阳就发生了一次极大规模的X射线耀斑爆发。国外的太阳观测专家也感叹中国航天任务时机选择非常幸运。如果这次爆发提早一周，将肯定影响神五的正常飞行计划。其实，在神五载人舱返回后，留轨舱还在太空运行了一段时间，由于受太阳风暴影响，留轨舱的运行高度被迫下降。[详细]
太阳喷发出大量带电粒子
严重破坏通信卫星
风险等级
手动对接，难如百米外穿针引线
手动对接是对航天员的身心都是极大的考验，在此过程中，航天员要看着电视图像，根据实时传输的数据让两个航天器一点点逼近，根据仔细计算决定速度变化方案，完成交会对接。两个比子弹速度还快数倍的飞行器在预定时间同时到达一个指定地点，准确地调整高度、位置、相对速度以及姿态进行无缝对接，这个难度好比百米之外“穿针引线”。
应对：模拟训练，熟练掌握
为了满足任务要求，航天员正在地面接受正常模式和故障应急模式下的手控操作训练，预计将达数百次，各种预案了然于心，熟练掌握。无论在太空做什么事情，都要先在地面模拟试验，反复做。此外，航天员还将在天宫一号模拟器、飞船模拟器中接受专项训练，掌握太空锻炼、空间医学实验等技术。在执行任务前，飞行乘组要完成上千小时的针对性训练任务。
人类航天史上第一次手动对接惊心动魄
1966年3月16日，美国航天员阿姆斯特朗和斯科特乘坐“双子星座”8号飞船，手动操作交会过程，与无人“阿金纳”目标飞行器对接，实现了两个航天器之间的首次交会对接。对接后，飞船猛烈滚动旋转，阿姆斯特朗不得不将飞船与飞行器分开。但飞船仍在滚动，改用手动控制，才使飞船稳定下来。但为确保安全，飞船不得不紧急返回。 [详细]
“双子星座”8号返回地球
1975年，苏美实施太空合作计划，两国飞船进行对接
计算机故障致飞船与军事卫星相撞
美飞船2005年试验自动对接失败与卫星相撞
2005年，美国曾发射一艘DART（自动对接技术试验计划）卫星，原计划进入太空轨道后与一个轨道卫星对接，结果由于错误的导航数据，使得DART飞船一头撞上了目标卫星。DART的主要传感器让工程师错误地认为飞船正远离卫星，但是事实上，它正以每秒5英尺的速度靠近卫星直至撞击，而距离和速度的不准确将避免相撞的最后努力功亏一篑。[详细]
DART飞船同卫星相撞
DART飞船发射瞬间
风险等级
黑障
杨利伟曾表示，载人航天风险最大的阶段是起飞与落地。飞船进入大气层后，和大气产生高速摩擦，在飞船外形成一个等离子墙，就像一个壳一样，阻碍了所有与地面的联络。地面的雷达看不到航天员，也没有无线电联系，通讯完全中断，成为返航最危险的阶段，这段时间便是黑障区。航天员此时要独自承受过载、振动、噪音对身体的各种考验与不适。
应对：无法避免，但可尽力缩短
黑障是一个正常而又无法避免的过程，但在返回舱冲出“黑障区”以后的重捕时间，却是可以依靠不懈的努力使之尽量缩短的。通过雷达的自动化捕获软件，能实时算出飞船在穿越黑障期间的理论位置，引导雷达在该理论位置下等待拦截，将重捕时间尽量缩小。
杨利伟出舱时满脸鲜血
有人指出，2003年神五飞船返回时，航天员杨利伟是满脸鲜血地打开舱门的。对此，专家证实，杨利伟在出舱时确实受了伤，由于当时飞船落地时有一定的冲击，杨利伟忘记取下戴在头上的耳麦，所以被耳麦的棱角划伤了嘴角。在此后的神六神七载人飞船返回时，他们都再三提示航天员，落地前要取下耳麦。[详细]
杨利伟在舱口向大家招手
此后航天员被再三提示落地前取下耳麦
杨利伟出舱时
科马洛夫发射前向人群致辞
苏联宇航员着陆时被当场摔死
1967年4月24日，苏联宇航员弗拉基米尔-科马罗夫驾驶未完全建造好的“联盟一号”飞船飞上太空。飞船屡次出现故障，几经努力难以修复。在返回地面着陆时降落伞又出意外，无法打开，致使飞船以每秒100多米的速度冲向地面，科马罗夫当场被摔死，他成为世界上第一位在执行空间飞行任务时献身的宇航员。[详细]
联盟一号残骸

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