“神七”之旅大揭秘

作者: 欧阳

2008年9月25日21时10分04秒神舟七号飞船成功发射,开始在无垠的太空开始它的旅程。那神舟七号的这次旅行到底发生了怎样的故事,它又完成了什么任务呢?下面就为大家慢慢道来。

比劳斯莱斯还舒适的火箭

长征二号F火箭是神舟飞船的老座驾了,“神五”“神六”都是由它发射的。可是即使是老座驾也有一些不足之处。“神五”发射升空时,航天员杨利伟曾在一段短暂的时间内感到非常不适,数据分析显示,这是由于共振现象引起的。后来科研人员虽然对火箭进行了改进,“神六”的航天员也没有产生特别的不适感,可是科研人员发现,“神六”升空过程中,火箭仍然出现了频率约为8赫兹的共振。

8赫兹频率与人的心肌的固有频率相近,产生的共振会让航天员非常不适,因此必须解决这一问题。经过研究,科研人员发现“8赫兹振动”现象是助推器动力输送系统产生的问题,并通过使用变能量蓄压器来抑制振动。用科研人员的话来说,就是要让火箭变得比劳斯莱斯还舒适,让航天员能够舒舒服服地上天。

这次发射“神七”,火箭上安装了三个摄像头,比发射“神六”时多一个。就是通过这些摄像头,我们才能够那么清楚地看到火箭发射飞行的全过程,而这也有助于地面进行有效调整,保证火箭飞行安全。

不过尽管很舒适,这也是长征二号F火箭最后一次发射了,“神八”“神九”将不会有航天员上天,因此火箭也会有所不同,到时将会采用长征二号F改进型火箭,火箭的直径、起飞重量以及推进剂都会有所不同。

揭秘舱外航天服

这次“神七”航天员进行太空行走,身着的是完全国产的舱外航天服,那这套航天服是什么样子的呢?它完成任务后又将有怎样的命运?

这套完全国产的舱外航天服有个好听的名字——“飞天”,就写在它的右臂上,而左臂上则是国旗。这套航天服重达120千克,而且并非一开始就是可以穿的整件,而是在上天后由航天员从气闸舱舱壁上的支架取下来一个服装包,再放在服装架上进行解包和检查,随后进行组装。虽然在“神七”任务中,航天员太空行走时间只有半小时,但这件硬结构主要由铝合金制成的舱外服,将能保障航天员出舱4小时。

“穿”上舱外服的过程也极为复杂,与其说是“穿” 不如说是“坐”:航天员要先坐在舱外服背包门框上,背包两侧是供氧部件;随后把下肢穿好,把服装与液冷服连接,让两个管子一进一出,通过腰部的分集流器上下部分流;最后把生理背心、通信头戴连接好,环境控电系统和测量部件都在背包内。

这个过程也就一两分钟,但之前的准备工作需要花14～15个小时。航天员在穿上贴身内衣以后,首先要穿一件能够测量心跳、体温的生理背心,接下来是防静电的连体内衣,第4层是给人体散热的液冷服,然后戴上通讯装备,最后才穿舱外服。

“飞天”舱外航天服档案及图解

重量:120千克

颜色:白色

造价:约3000万元

组成:用料软硬结合,从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子。

适用:四肢装有调节带,通过调节上臂、小臂和下肢的长度,身高1.60米～1.80米的人都能穿上。

耐力:可支持4个小时舱外活动,并可重复使用5次。

上肢关节:巧妙地利用仿生结构,使关节活动更加 自如。

手套:每位航天员的手套都是量身定做的,看上去特别厚实,有点像拳击手套。它的外层为纤维织物,有两层气密,使用特殊隔热橡胶材料,能耐受100摄氏度的高温。指尖部分则只有一层气密层,保持触觉。手心握物部位设置有凸粒状橡胶,主要为防滑。

层次:一般是6层,由特殊防静电处理过的棉布织成的舒适层、橡胶质地的备份气密层、复合关节结构组成的主气密层、涤纶面料的限制层、通过热反射来实现隔热的隔热层、最外面的外防护层。躯干达到7层,最厚的是挂包有20层。

头盔:“飞天”航天服头盔的视野比其他同类产品要大,并且有摄像头,可拍摄航天员出舱操作。头盔的面窗有4层,2层充压结构,2层之间充高纯氮气,防结雾,外面是防护面窗,外层是滤光面窗,对太阳光折射率低,迎着光照面可拉下它。

胸甲:像是一个操控台,包含安全带以及电脐带等保障系统。壁厚仅1.5毫米的铝合金躯干外壳上密集着各种仪器:电控台、气液控制台、气液组合插座、应急供氧管、电脐带。仅十几厘米见方的电控台里,就有照明、数码管控、机械式压力表等9个开关,气液控制台里的阀门更是多达20多个。

背包:高1.3米,是航天服穿脱口的密封门,在背包壳体内安装舱外航天服生保设备,背包壳体下端安装有挂包、备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。

这套价值3000万元的“飞天”一共花了科研人员四年的时间才研制成功,但是它却永远不可能在我们面前展出了,航天员返回后,将只有那双手套会出现在我们面前。虽然舱外服可重复利用,但在本次“神七”飞行中,因为返回舱容积和重量受到限制,舱外航天服将和轨道舱(气闸舱)一起坠入大气层燃烧消失。

神奇的厕所与“尿不湿”

俗话说人有三急,新陈代谢是人正常存活的必须,“神七”也要保证航天员的尿液正常排除。“神五”“神六”上天时,航天员只需要在太空呆上一天,带上“尿不湿”就可以解决“内急”问题。而现在“神七”航天员要在太空呆上七天,那么厕所也就成了必备之品。然而太空舱的空间狭小,如何把厕所设计得更加合理呢? “神七”的厕所十分小巧,而且可以伸缩,用的时候打开,不用的时候可以折叠收起来。另外,太空舱内的厕所将实现尿粪分离。在太空上水资源十分宝贵,航天员的尿也不能让它浪费,通过生物菌处理数小时后,这些尿液与饮用水一样可以继续饮用。至于粪便,将采用真空烘干粉化的方法,最后洒向太空。

可是对于“神七”的出舱航天员而言,当他们离开神七实现太空漫步时,几乎所有的生活都在航天服里,吃喝拉撒都在身上。这时再高级的厕所都发挥不了作用,“尿不湿”则派上了大用场,不过在太空中,穿“尿不湿”也不是那么简单的。“神七”出舱航天员穿的“尿不湿”的全名为HYF尿收集装置,它的任务就是把航天员任何时候排出的尿液快速吸掉,保持内裤的表面干燥。并且要做到两个“不能”,即不能有臭味,也不能有皮肤感染,另外,脱卸也要方便。而由于要出舱行走时,太空环境变化很大,所以这套装置还能抗高压,即使加压也不会溢出来。

“神七”的这次太空之旅实在发生了太多的故事,在这里不能一一向大家介绍,在后面的几期刊物中,我们将会为大家娓娓道来。