上海专家揭密神六(主)
晨报记者 李锐 陈抒怡
[“神六”·内部环境]
“‘神舟五号’飞行中,环境控制与生命保障系统只能算是进行了试验,这一次‘神舟六号’任务才是环控生保系统的真正使用。”“神舟六号”飞船环控生保分系统原主任设计师傅岚在接受新华社记者采访时说,“我们的任务,就是竭力为航天员打造更舒适的生活空间。”
“舱内的空气比地面还好”
当杨利伟乘坐“神舟五号”飞船从太空返回时,他说:“舱内的空气比地面还好。”
傅岚说,“神舟六号”和“神舟五号”采用了同样的供气体调压系统,氧气、氮气由高压钢瓶携带上飞船,通过控制阀进行释放,使得舱内气体成分大致和地面一致。
“神舟六号”飞船共带了50公斤左右的氧气,不仅可以满足两名航天员多天的需要,还可用于应急状态时使用。由于高压钢瓶装载高压的大气,需要承受210个大气压的压力,所以研制难度较大,一只钢瓶的造价大约为5万元人民币。傅岚说,万一飞船在返回时落在海上,在返回舱内还有一套应急系统可以产生供航天员使用24小时的氧气,并吸收二氧化碳,确保航天员不会缺氧。
在保持空气中充足氧气的同时,飞船内部还采用了先进的通风净化系统,可以将空气中各种灰尘杂质及时清除,使空气质量始终保持在优良等级以上。
飞船内温度湿度相当宜人
通过温湿度控制系统,“神舟六号”返回舱温度将控制在17到25℃之间,相对湿度控制在30%到70%之间。
“这是令人感到相当舒适的环境。” 傅岚说,舱内温度主要依靠专用空调进行控制。空调的工作情况,根据航天员的活动量、飞船受太阳照射程度的变化而自动进行调整。即便是在飞船返回时,飞船外表因与大气的激烈摩擦而达到数千摄氏度,返回舱内仍保持在25℃左右。
相比于温度的控制,对湿度的控制要困难得多。傅岚介绍说,在太空中每名航天员每天通过呼吸、排汗等正常代谢,大约产生1.8公斤左右的水汽。在失重环境下,这些水汽悬浮在空气中。如果不尽快回收,不仅使航天员难以忍受,危及到生命,而且可能使电气设备受潮引起短路。“神舟六号”飞船是利用水的毛细现象,采用了一种吸附孔隔膜,通过施加一定的压力让空气通过,而水则被吸附下来。将这种隔膜应用于空气循环系统之中,就可以将空气中的水汽有效过滤,使飞船内的湿度保持在相对稳定的水平。
[航天员·太空生活]
从“神五”的卡车待遇升级到“轿车”待遇
有专家曾戏称,如果乘“神五”算是卡车的话,那乘“神六”就相当于坐轿车了,对于“神六”的舒适程度可见一斑。近日,上海市宇航学会航天专家刘宗映详细地为记者描绘了一幅航天员太空生活的景象。
住:在太空住“一室一厅”
据刘宗映介绍,与“神五”不同,“神六”航天员将不仅在乘坐返回舱上天,还将进入轨道舱工作、休息,这两个舱好比是“一室一厅”。返回舱空间狭小,航天员只能蜷缩起身子,但一旦他们进入轨道舱后,就能挺直腰板了。据了解,航天员的平均身高约1.7米,而轨道舱高2.25米,有意思的是,在太空失重条件下,航天员会长高3-4厘米,即便这样,轨道舱的高度也够航天员自由活动了。
虽然从返回舱到轨道舱的距离并不远,但在太空中,航天员要进入轨道舱却不简单。宇航员必须检测和调节轨道舱中的压力,只有当轨道舱和返回舱的压力一致时,门才能打开。随后,宇航员将门固定好,进入轨道舱。进入轨道舱后,宇航员将脱去厚重的宇航服,换上轻便的工作服。当宇航员工作完毕后,他们又将穿上宇航服,从轨道舱进入返回舱,小心翼翼地将舱门关严,再慢慢给轨道舱卸压,最终将轨道舱中的压力降到零。随后,轨道舱将与返回舱分离,返回舱返回地球,而轨道舱还将独自在太空中飞行半年左右。
吃:太空第一餐最重要
飞船进入轨道一段时间后,宇航员就要开饭了。据刘宗映介绍,宇航员的吃饭很有讲究,吃什么、几点吃饭都要事先做精心安排,宇航员也要按照严格地程序吃饭。刘宗映强调,进入太空后的首餐会特别重要,一定要让宇航员吃好。因为当宇航员进入太空后会遇上失重,使血液往上流,长时间的失重将使人头昏脑涨,不想吃东西,影响身体状态,即使是受过训练的宇航员也会经过这个过程,需要经过几个钟头才能适应。宇航员只有吃好了第一餐,使血液循环得到改善,才能有精神完成繁重地工作。
据悉,“神舟六号”航天员就餐时将食品放在具有磁性吸附作用的餐盘中,使用刀叉进行进餐。在太空中,航天员可以使用食品加热器对食品进行加热,一般进行30分钟左右的加热后,航天员就可以吃上热的饭菜了。
喝:将水射进嘴里
“航天员喝水实际上不是喝,而是将水射到嘴里的。” 傅岚说,由于飞船中的气压要小于地面上,所以航天员用自己的嘴根本吸不动液体。饮水时,航天员通过一根铅笔一般粗细的吸管将嘴与饮料容器联结起来,通过气泵加以一定的压力,这样饮料就可以源源不断地射进航天员的嘴里。
航天员在太空中的大小便采用了大小便收集系统。“这是一个相当于吸尘器的系统。” 傅岚介绍说,系统有两根塑料软管分别用来对准航天员大小便的排泄器官。在航天员使用时,系统通过吸气,将排泄物收集起来,液体和固体分别保存处理。为了防止大小便产生的气味污染环境,塑料软管在与人体接触时,可以起到很好的密封作用。同时,系统中还使用了活性炭作为除臭吸附剂。
睡:睡在被固定的睡袋里
除了吃饭外,“神六”宇航员还将在轨道舱中睡觉。据了解,当人处于失重状态时,睡在地板上和天花板上的感觉完全一样,但为了防止宇航员在睡觉的时候把轨道舱中的仪器弄坏,“神六”宇航员仍将睡在固定在舱壁上的睡袋中。
[航天员·生命安全]
应急电池保证航天员安全返回
据悉,为了保证航天员的生命安全,如果在发射升空过程中出现故障,比如太阳能电板无法正常打开,或者电板无法正常提供电力,此时应急电池便派上用场。
上海航天技术研究院飞船项目部副部长周旭东称,飞船的电源分系统由他们研制,为飞船设备提供电力供应,最典型的设备就是两对太阳能电板,较大的一对电板安置在推进舱上,面积约24平方米,张开后好像遨游太空的“翅膀”,另一对安置在轨道舱。他称,在电板张开后,它将为飞船边供电边充电,以备飞船进入阴影区后继续使用。
“一旦出现意外,应急电池将只为航天员救生系统供电,确保航天员安全返回地面,”谈及应急电池,周旭东表示,“不到万不得已,应急电池不会启用。”
此外,飞船的配电器以及推进舱的电缆网,对于飞船的正常运行也将起到重要作用。
[航天英雄]
神六推进舱上海造
飞船发射在即,“神六”备受国人瞩目。令上海市民惊喜的是,上海航天技术研究院在参与了“神五”的研制后,此次又承担“神六”的“一舱两个半分系统”研制。
据悉,作为中国载人航天工程七大系统之一,“神六”载人飞船堪称此次航天工程的核心系统。上海航天技术研究院飞船项目部副部长周旭东告诉记者,“神六”共有三个舱段,即轨道舱、返回舱和推进舱,而为飞船在太空提供动力的推进舱,则完全由该院制造,此外还承担了飞船的推进分系统和电源分系统,以及大部分的飞船测控与通信设备的研制。
“运载火箭将飞船送到一定高度后,推进舱才开始工作,将其送达预定轨道,”周旭东称,“飞船整体最佳姿态的维持,以及运行轨道的准确,都是通过推进舱来实现的。”
“为保证返回舱安全着陆,我们研制了着陆缓冲发动机,也就是反推火箭,”周旭东透露。据悉,在返回舱距离地面1米左右时,4个反推火箭点火保证返回舱安全着陆。
另据悉,上海航天技术研究院此次共有十多家单位、一千多名员工参与“神六”研制,有100多名工作人员到发射场进行现场测试。