神九火箭黑匣子提前50秒实现回收

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<article><section data-type="rtext">“交会对接”，一个并不陌生的词语。在与神舟八号成功进行我国首次空间交会对接之后，天宫一号目标飞行器将再次与神舟九号相拥——这一次的任务名称只多出两个字：载人。载人航天工程总设计师周建平说，“神九”飞行有“四个第一”：第一次实施手控交会对接，航天员第一次进入天宫驻留，女航天员第一次加入乘组，第一次进行十多天的载人飞行。飞船与目标飞行器实施手控交会对接，是我们在太空中第一次人工对飞行器的运动姿态进行控制，这是一种新的技术能力，能够丰富交会对接的手段，进一步保证今后任务的成功。因此，神舟九号飞行是对交会对接技术的全面验证。手控交会对接中国工程院院士、载人飞船原总设计师、现任中国航天科技集团公司五院技术顾问戚发轫解释，两个或两个以上的航天器通过轨道参数的协调，在同一时间到达太空同一位置的过程称为交会；对接则是在交会的基础上，通过专门的对接机构将两个航天器连接成一个整体。
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 通俗地讲，2011年首次空间交会对接任务的实质就是：天宫一号以每秒8公里的速度在飞，神舟八号追上去，然后两者连接在一起，不仅严丝合缝，还要把液、电、气通上。曾有专家说，这就好像上面放了一根针，底下用一根线，差了几百公里，最后要拿那个线去穿过那个针眼，非常困难。在神舟八号与天宫一号的首次交会对接中，仅用了8分钟就完成原定15分钟的任务，而且对接的精度、飞行器的姿态控制等指标大大高于预定目标。我国载人航天工程首任总设计师王永志用“奇迹”、“100分”来评价这次任务。这次航天员参与的手动交会对接能否再创奇迹？载人航天工程测控通信系统总设计师钱卫平表示，这次任务将先后进行无人和有人交会对接试验。“从设备上看，神舟九号和神舟八号没有什么不同，对接机构也完全一样。自动交会对接应该没有任何悬念，而手动交会对接对航天员乘组来说将是一次全新的考验。”钱卫平指出，神舟九号与天宫一号手动交会对接过程比较复杂，人工控制两个高速运转的航天器，难度大、风险高，要求航天员必须具备稳定的心理素质、灵活的协调性以及超强的认知、处置、协同能力。手动方式对航天员的操作负荷，也就是劳动量的要求也大大增加，而且受到航天环境，尤其是光线的制约。钱卫平认为，从国际经验看，自动交会对接技术已经比较成熟，规避了人员操作可能导致的失误，并且不需要考虑航天员的安全和救生系统，但其可靠性和灵活性没有手动方式高。“手动交会对接对地面支持系统提出了更高要求。为了防止突发情况的出现，这次手动交会对接将安排在航天器飞越我国上空的白天时间进行。”钱卫平说。太空驻留超10天天宫一号是我国空间实验室的雏形，也是我国当前“个头最大”的载人航天器，拥有15立方米的实验舱，可供3名航天员在太空工作和生活20天。“如果把神舟飞船比作是一室一厅，那天宫一号就是别墅。”我国首位航天员杨利伟曾形象地说。记者了解到，连日来，天宫一号这个“太空家园”为迎接“神九”到来，正在积极建立舱内载人环境。“建立舱内载人环境，其实就是让舱内空气的成分、气压、温度、湿度、净度等指标适合人在里面生活。”中国航天员科研训练中心相关负责人透露，天宫一号有个环境控制生命保障系统，主要负责天宫一号和神舟飞船舱内的大气环境控制，包括温度、湿度、舱压、氧气等，制造一个类似地面的人类生存环境，甚至还负责把人体产生的有害细菌排出去。此外，天宫一号里面的循环风机、空气净化装置、检测装置不仅能很好地清除舱内一些材料散发的微量有害气体、抑制微生物的生长，还能调节空气流量的大小、交换冷热气体、调控温度湿度。目前，天宫一号整体情况良好，其内部空气成分、气压都和地面相同，温度湿度净度几乎都和家里一样舒适。天宫一号已在太空飞行了半年多，在这期间，它发射上天时所携带的资源如气体等，会不会向外泄漏而影响航天员的使用呢？科研人员早已考虑到这一点，所以在设计研制中对天宫一号的舱体密封性提出很高要求，保证“天宫一号”所携带资源的泄漏微乎其微，同时携带足够的气源进行泄漏补偿，不会影响航天员的正常使用。天宫一号中有人时的生活自然丰富多彩，无人时也并不“寂寞”，除了进行空间探测、空间技术应用试验外，它还要时刻对太空中随时可能遇到的危险保持高度警惕。为此，研制人员还制定了应对措施，在天宫一号的舱体上设计了特殊的防护装置，较小的太空垃圾不会对天宫一号造成多大影响；遇到体积较大的太空垃圾时，天宫一号会提前启动预警机制，躲开危险物以保证自身安全。女航天员入乘组作为中国第一位执行载人航天飞行任务的女航天员，刘洋与战友景海鹏、刘旺一起乘坐第9艘神舟飞船，飞上距地球300多公里的茫茫太空，飞向等候已久的天宫一号目标飞行器。女航天员参加飞行，中国载人航天迈开新步伐。在世界航天史上，女性航天员早已做出了重要贡献。迄今，全球已有50多位女航天员造访太空，其中3位来自亚洲。女航天员在太空飞行中，不仅承担一些细致的工作，有时也勇挑大梁，为浩瀚的宇宙增添了一份独特的美丽。中国载人航天工程新闻发言人武平说，女航天员参加载人航天飞行任务，可以带动女航天员相关飞行产品的研制和女航天员地面训练等方面的技术发展，进一步扩大载人航天工程的社会影响，展示中国女性的良好形象。载人航天工程总设计师周建平说，女性细致等特点，能够在航天飞行中发挥独特作用，“我相信今后空间站会迎来更多的女航天员”。中国航天员科研训练中心主任陈善广说，考虑到女航天员的需要，他们在飞行器内设立了供女航天员换装、卫生处理专用的私密空间，提供低脂类、甜点等适合女航天员需要的食品，并针对女航天员生理特点设计舱内航天服。航天员进驻天宫这次任务中，将有两男一女三名航天员在天宫一号进行超过10天的驻留，人数之多、时间之长创造了我国载人航天工程实施以来的新纪录。对于太空科学和应用研究来说，尽可能长时间地驻留太空是一个基本要求。自从有了空间站，人类航天飞行纪录不断被刷新，最新纪录保持者，是俄罗斯宇航员波利亚科夫1995年创造的437天17小时58分17秒。周建平说，这次飞行将涉及人在太空长期飞行的一系列重要问题，将验证组合体的大气、温度、湿度等环境控制技术是否满足载人要求，生活和锻炼设备等是否具备支持人较长时间在轨生活工作的能力。陈善广透露，这次飞行还将检验抗骨丢失、肌肉萎缩的成果，部分成果或可造福长期卧床的病人，有很高民用价值。陈善广透露，为确保航天员能够长时间执行任务，在航天员的衣、食、住、行等方面都进行了周到而细致的人性化安排。以吃为例，“厨房”里储藏了至少80余种食品，航天员每天能吃到不同种类的饭菜。在娱乐方面，航天员不仅可以与亲人、同事视频通话，还可以收发电子邮件并欣赏自己携带上天的电影和音乐。中国航天科技集团空间技术研究院载人航天总体部科技委委员杨宏介绍说，天宫一号设计非常人性化，为航天员开辟了两个专用睡眠区，有独立光照可自主调节光线，各项操作都有助力把手，以适应微重力环境。“几乎是全新的火箭”随着我国载人航天工程迈向纵深，建立空间站的构想越来越近在咫尺。2011年的首次空间交会对接任务，对火箭的运载能力及飞船的入轨精度指标要求明显提高。因此，设计师系统对执行我国首次交会对接任务的分别用于发射天宫一号和神舟八号飞船的两枚火箭进行了最大动作的改进。除了火箭壳体外，核心部分几乎是全新的。用运载火箭总指挥刘宇的话说，“改进型长征二F火箭几乎是全新的火箭”。两枚火箭，一枚用来发射目标飞行器，一枚用来发射神舟八号飞船。两枚火箭除了一些细微差别，状态基本一致。在基本一致的状态中，火箭内部全新的控制系统最引人注目。它使用的方案、原理、具体设备、软硬件等方面都较神舟七号时发生了很大变化，相当于给火箭置换了一个全新“大脑”。两发火箭不一样的地方，主要是由于任务不同，发射天宫一号的火箭采用了冯·卡门曲线新型整流罩，而发射神舟八号的火箭恢复了发射神舟七号时的逃逸塔和故障检测系统。到了神舟九号，已经初长成的“神箭”将迎来它生命中的第10次飞行、第4次载人飞行。当然，如果按照设计师系统的眼光，以“一枚全新火箭”的标准来看的话，这将是改进型“长二F”的第3次飞行，且还是首次载人飞行。“黑匣子”提前回收长征二F运载火箭，技术状态和发射神舟八号的火箭基本一样。运载火箭系统总设计师荆木春告诉记者，火箭较大的一个改动，是将记录火箭飞行状态和技术参数的存储器，更换了安装位置。这个俗称“黑匣子”的存储器，原先安装在火箭芯级位置(两级火箭连接处)，由于脱离时间在200秒以后，因此发生过找不到的情况。这次将“黑匣子”的位置从芯级转移到助推器上。大约飞行150秒后，助推器与火箭分离，“黑匣子”即可回收。权威解读航天员如何手动对接？对于这次载人交会对接，人们更关注的是航天员会做些什么。据805所对接机构主管设计师姚建介绍，在对接机构故障模式的设置中，其中有十多项可以让航天员直接参与故障的处理。而对接机构中涉及需要航天员操作的，只有一个捕获锁解锁动作。在对接机构中有3对这样的捕获锁解锁按钮。对接机构捕获锁解锁是在两个飞行器分离前进行，一般情况下，由地面发送指令解锁，但一旦出现解锁故障，航天员可以采用手动解锁。为了防止误动作，解锁按钮需要两只手指用相当小的力量从两边往中间同时挤压，再提起操作杆才能完成。在整个需要航天员的操作设计中，805所的设计师时时彰显“以人为本”特色。为了便于航天员寻找着力点，手动解锁按钮的外形设计是球形的。在部件的外形设计中杜绝锐边，同时舱内各种材料的选取都采用无毒、无异味的“绿色环保”材质，避免对航天员造成各种潜在伤害。本版文字 本报记者 刘欢 童曙泉 本报通讯员 刘斐 孙喆</section></article>

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