(作者:孙宏金)
载人航天是高科技是事业,具有很大的危险性,当飞船在发射上升运行到着陆阶段发生事故,就要及时进行救生,将航天员安全带回地面,为此航天科技工作者采取了多种办法。发射段救生、火箭上升段救生、运行段救生、再入段发生故障救生四个阶段的救生。
发射段救生
飞船在发射段是非常容易出故障的阶段,因而,也是最危险的阶段,由于此时火箭加注完毕,犹如一个巨型炸药包,一旦发生问题,后果不堪设想,再加上这个阶段没有高度的优势,给应对故障的时间就非常少,为保证航天员安全,美国和前苏联在设计飞船的时候,都在发射段上设计了应急救生系统。如:美国发射“水星”飞船的“大力神”火箭和发射“阿波罗”飞船的“土星”火箭,前苏联发射“联盟”号飞船的“联盟”火箭,及中国发射“神舟”飞船的“长征2F”火箭上都设计了应急救生装置,这就是逃逸系统,这个系统的作用是当发射过程中出现危及航天员安全的故障时,火箭上部的应急救生发动机迅速启动,迅速将航天员带入安全地带。
1983年9月,前苏联在发射“联盟”T10飞船过程中,在火箭发射已经点火时,火箭上部的故障传感器突然报警,显示出火箭底部起火,这意味着装满燃料的火箭爆炸,如果不及时将航天员救出来,后果不堪设想,这时,计算机发出指令,逃逸火箭迅速启动,将飞船带到安全的高度,火箭随即爆炸,2分钟后航天员在离发射台4000米的地方安然无恙地着陆,航天员季托夫和斯特列卡洛夫死里逃生。
美国的航天飞机发射台上也设立了由7条滑索和7个吊蓝组成的应急救生系统,每个吊蓝可以乘3人,如果在航天飞机发射过程中发生故障,在发射台上的21名工作人员可以在2分钟内乘吊蓝沿着滑索逃离发射台进入地下掩体。
我国的神舟飞船在发射过程中,也设计了8种应急救生模式,这些模式可以保证火箭发射过程中航天员所安全。
火箭上升段救生
火箭发射后到飞船进入轨道发生故障的救生主要分为低空段和高空段,这个阶段发生故障,主要是火箭的故障,比如火箭运载推力不足,熄火或者爆炸、控制失灵等,如果故障发生在低空段,将采取2种方法:一是弹射座椅救生方案和弹射塔救生方案。如“双子座”飞船上安装了2个弹射座椅,当危险袭来,决定弹射的时候,航天员拉动弹射手柄,首先打开两个舱门,弹射火箭点燃,将航天员连同座椅一道沿着飞行的斜上方推出一定的安全高度和水平距离,航天员乘降落伞着陆。弹射塔救生方案是一种整体救生方案,救生塔主要有塔道、逃逸发动机和分离发动机组成,“联盟”号“阿波罗”号水星号飞船、神舟六号飞船都采取这种系统救生,当发射初始段发生故障,不能按计划发射的时候,逃逸发动机点火,将飞船与运载火箭分离,而后分离发动机点火,将飞船返回舱与轨道舱分离,返回舱安装正常回收程序乘降落伞安全降落到地面或者水面上。
高空段运载火箭遇到的空气阻力已经很小,利用飞船的返回制导发动机的推力足以克服飞船的空气阻力,而把飞船从危险区推开,然后安装正常的程序着陆。
运行段救生
飞船在运行阶段安全主要靠各种设备的可靠性和对主要设备进行备份冗余来保证的,神舟六号飞船上许多特别关键的设备往往采取双保险,三保险,甚至是4保险。这些设计足够应付运行段发生故障后对航天员的应急救生。但是,如果即使这样,还是出现无法克服的灾难性故障,也设计了大量的办法救生。国际上通常采用终止飞行应急返回地面,营救航天器和遇险航天员交会对接,进入个人救生系统等待救援,在空间站使用再入式航天器救生等。
在国际空间站建设过程中,“联盟”TM飞船始终与空间站对接,担负救援任务,美国和欧洲正在研究专门用于营救的飞船,该飞船与空间站对接,处于待命状态,必要时立即启动返回地面。
再入段发生故障
飞船在返回着陆过程中发生故障,除可以利用弹射救生外,目前,还没有其它有效的救生手段,所以,重点是放在提高返回着陆控制系统的可靠性上,增加部分装置,多个降落伞等。此外,为减少着陆的振动冲击,返回舱装了缓冲发动机实现飞船的软着陆。