(作者:孙宏金)
“神舟”六号飞船不仅要把2名航天员安全地送上太空,在太空生活和工作,还要保证航天员能够安全地返回地面,因此,航天员的生命安全是第一要务。为确保航天员的生命安全,“神舟”六号飞船的研制人员对可能影响安全的每一个环节都进行了充分的考虑,进行了大量的试验验证,真正实现了打造放心之舟的目标。
首先,通过大量试验确保设备可靠性。
“神舟”六号飞船的研制者为从根本上增强飞船的可靠性,每一个设备,每一项技术,都经过了各种环境下大量的试验。比如,为了考核飞船各舱段之间是否能正常、安全地解锁分离,仅飞船返回舱与推进舱连接面的火工锁就进行了100多次可靠性试验。为了考核飞船关键电子设备的可靠性,飞船队伍对近100件关键电子设备进行了综合应力试验,确保它们连续工作100小时无故障。为验证“神舟”六号飞船降落伞的可靠性,研制单位组织了四架次空投试验,验证了飞船降落伞满足设计要求,为从基础上提高飞船设计合理和质量,保证航天员安全,打下坚实的基础。
同时,还进行了振动与噪声试验和真空热试验;按正式飞行程序进行了5天的自主飞行和特殊情况下7天的自主飞行,验证了飞船热设计的合理性和正确性。
“神舟”六号飞船进行了软件落焊后的回归测试,进一步验证了飞行软件的正确性。还进行了系统级复核及验证试验,对航天员消耗品配置能力和使用的合理性进行了2人5天配置复核。结果表明,“神舟”六号航天员消耗性资源——氧气、食品、水、生活用品、气体净化、冷凝水和废物收集配置满足2人5天的要求;应急物品的配置满足推迟返回或着陆后等待救援的要求。
为增强航天员对正样舱门操作的感性认识,组织进行了航天员进行返回舱舱门的开关操作体验,同时,还研制了舱门专项训练器,为航天员提供了真实的训练环境。
在应急生保试验舱内进行了环境控制能力试验。经过2人7天全过程正常模拟飞行,验证了飞船系统环境控制与生命保障系统的功能、性能和设备配置能力,以及航天员作息制度和操作程序的合理性。
进行了两人条件下整个飞行阶段的舱内温湿度环境复核;进行了舱内甲基肼等有害气体控制的复核验证,对装船气源、非金属材料和产品进行气体检测,对舱内气体成分分阶段采样分析,舱内的气体成分满足医学要求;进行了航天员系统与飞船系统间的人船联合测试,航天员分5组10人进行了5个模式的联合测试以及相机操作专项测试。经过联合测试,证明了飞船系统与航天员系统间的接口正确、协调,航天员操作程序合理可行,飞船工效学设计合理;
进行了航天员、“神舟”六号飞船和北京航天指挥控制中心人、船、地联合测试。进行了降落伞系统、着陆反推可靠性、综合空投试验等16项可靠性定性验证试验,进一步验证了设计的可靠性。同时,还安排了可靠性定量验证试验。
“神舟”六号飞船还进行了着陆缓冲等3项安全性试验,所有试验均经过了专家评审。比如着陆缓冲试验就进行了20多种状态下的试验,验证了系统的可靠性。驱动机构寿命试验采取了加速试验的方法,转速比实际在轨增大10倍,进行了相当于在轨一年的试验。
在飞船验证期间,为验证“神舟”六号飞船结构方案设计的合理性,技术人员进行了轨道舱整舱震动试验,验证了轨道舱结构设计方案的正确性,总装工艺方案及实施方案的合理性等。
座椅缓冲装置是保证航天员安全着陆的重要设备,为验证经过改进后座椅缓冲装置的性能,研制单位组织了大量的座椅缓冲装置单元冲击试验和人椅系统试验,验证了单机产品缓冲性能满足设计要求,整船着陆冲击试验和综合空投试验进一步考核和验证了缓冲器改进后缓冲能力的提高。
为适应两人五天的飞行状态,“神舟”六号由两名飞船工程师进舱测试,验证了人船的协同性。与此同时,他们还组织了多次大型试验,以验证“神舟”六号飞船方案设计、软件硬件、设备及总装工作的可靠性。
与“神舟”五号相比,“神舟”六号飞船定量验证指标有所提高,满足任务需要。
其次 9大复核、7项检查,确保高可靠。
为确保2人5天飞行圆满成功,确保航天员生命安全,围绕“神舟”六号2人5天飞行有关的可靠性、安全性关键设计问题,开展了包括力学环境复核、舱内有害气体复核、湿度环境复核在内的9大复核复算,还进行了主要性能指标测试覆盖性检查、飞船系统与其它系统接口测试覆盖性检查等7项检查和系统间接口协调和匹配试验以及与运载火箭系统的接口试验等。
第三,严格的质量控制和复查。
“神舟”六号飞行试验任务是我国在2005年最具影响、最具战略意义的国家级科研试验任务,是我国最重大的科技实践活动之一。党中央、国务院、中央军委对神舟六号载人飞船的研制工作高度重视,党和国家领导人多次亲临现场指导研制工作,极大地鼓舞和鞭策着研制人员。因此,研制人员为保证航天员安全,夺取“神舟”六号飞船载人航天飞行圆满成功,夺取我国载人航天承上启下重要飞行任务的胜利,打造高品质飞船,开展了科学的质量管理和控制。
为了严格控制技术状态,“神舟”六号飞船所有111项技术状态更改项目都填写了“技术状态更改控制申请单”,并经总指挥、总设计师审批同意后实施,全部项目通过了相关地面试验验证,形成了对飞船研制质量的闭环控制。
“神舟”六号飞船重点加强了系统的可靠性安全性分析工作。确定并完成可靠性安全性试验项目30项,在研制和测试中进行严格控制。通过试验验证和定量分析,对“神舟”六号载人飞船的可靠性、安全性完成了定量评估,满足飞行试验要求。这些手段和措施,为“神舟”六号飞船的太空飞行,提供了可靠的保证。
第四、为设备加上多道“保险”。
尽管“神舟”六号飞船设备经过了大量的试验验证,但是研制人员仍然为这些设备上了“保险”。“神舟”六号飞船有600多台设备,为切实保证设备的可靠性,飞船研制者对这些设备中的关键设备,都采取了双保险或三保险,比如姿态控制系统的控制器、降落伞系统、热控制系统的循环泵等,直接配置了备份设备,一旦其中一个设备出现故障,可以自动切换到备份设备继续工作。有些设备,如姿态控制系统的陀螺和敏感器等,则采取了功能备份,当设备中的某个部分故障时,系统通过重新组合,仍可以保证功能的正常发挥。而飞船的主计算机则采取了三机容错设计,其中一套出现错误,另外两套仍能够保证计算机正常工作。与此同时,还对这些措施进行了反复多次试验验证,考验其工作的可靠性。
第五,精心打造放心座舱。
在最初设计飞船时,技术人员就对航天员在太空中的生存环境设置了严格的保障措施,并绝对保证了返回舱具有良好的密封性,对飞船上所采用的非金属材料进行了严格的筛选,并在真空环境下试验,测定其有害气体逸出量,采取措施控制其逸出的有害气体量,确保对航天员没有危害,并保证它们具有良好的阻燃特性。对舱内气体成分进行了多次检测,飞船上还配置了烟火检测系统和灭火器,一旦发现火情,航天员可以迅速扑灭火。
此外,为防止飞船返回舱在回收中出现偏差,降落到水中,研制人员多次进行水上投放试验,并配备了水上漂浮用的气囊,即使返回舱落到水面上,也能够保障航天员在水上生存24小时,等待营救。