|
“中国的神舟四号无人飞船将在今年晚些时候升空”，“飞船上仍载有假人”的消息已频频见诸各种媒体。公众调查结果显示，目前公众最关心的话题是，究竟神舟几号能上真人。
中国的神舟飞船已经发射了3次，和前三次一样，神舟四号仍然是不载人的试验型飞行，那么无人飞行试验要解决些什么问题呢？简单地说，要破解两大问号。一是长征二号F火箭可靠吗？能否把乘坐飞船的航天员安全送入太空轨道；二是神舟飞船保险吗？能否保证航天员在飞船内正常生活、工作和安全返回。
长征二号F火箭可靠吗？
火箭不像电视机、电冰箱，坏了拿去修理一下还能用，火箭点火升空后，根本没有回头重来的机会。因此发射载人飞船的火箭必须确保万无一失。俄罗斯的联盟号火箭是世界上发射次数最多的火箭，从1963年底至2000年初，共飞行了991次。从1964年10月到2000年12月一共发射了89艘载人飞船，其中只有两次发生故障，发射成功率为98%；美国的航天飞机同样有着良好的安全记录，从1981年至今它飞行了100多次，只发生过一次挑战者号爆炸的灾难。
中国发射神舟号飞船的长征二号F火箭，是一种推力足够大、可靠性、安全性极其好的运载火箭。它是在我国大型商业发射火箭长二捆(长征二号E)的基础上增加了逃逸系统和故障检测处理系统2个新系统组合而成的。火箭的芯级是发射率成功最高的，曾被航天总公司誉为“金牌火箭”的长征二号丙火箭。火箭全长58.34米，起飞质量479.8吨，运载能力能力为7.6吨，飞行在近地点飞行高度200公里、远地点飞行高度350公里的轨道上。长征二号F火箭从1992年开始研制，1999年11月首飞成功。在历时8年的研制过程中始终将可靠性、安全性放在首位。火箭上广泛采用了冗余设计，提高了元器件等级和筛选标准，结构设计提高了剩余强度系数，发动机也进行了提高可靠性的设计。火箭的可靠性指标从长二捆火箭的0.91提高到了0.97，使它成为目前国内可靠性指标最高的运载火箭。
经过多次演练证实，长征二号F火箭为航天员的安全想绝了。比如，为火箭的控制系统配了备份，万一主系统出现故障，可以迅速切换到备份系统上保证火箭正常工作。火箭专家进行过统计，在全世界的火箭发射中，但凡火箭发生故障，故障点大多出在控制系统，所以为控制系统加上双保险应该不是多余的。
再比如，火箭上增加了自动故障检测处理系统，这套系统可以在飞船待发射阶段和上升阶段自动进行故障检测，一旦有问题它会自动报警。假如航天员正在塔架上尚未进舱，他们可以就近跳进塔架上的逃逸布袋，布袋是用一种弹力很强的特殊帆布做的，航天员跳进去后用四肢的阻力来控制下降的速度，像乘软滑梯一样从上面一直滑到地下室的安全地区。假如航天员已经进舱，这套系统可以指挥火箭顶部的逃逸塔自动点火，把飞船返回舱拽离火箭，安全降落。
此外，为保证航天员的安全，火箭还取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能，配备了逃逸系统，一旦出现意外，它可以随时启动。逃逸系统也叫逃逸塔，在飞船的顶部，塔高8米，从远处看像是火箭上的避雷针。它的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后160秒时间段内，也就是飞行高度在0公里至110公里时，万一火箭发生故障，它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离，并降落在安全地带，帮助飞船上的航天员脱离险境。逃逸塔内有10台发动机，从上至下为控制、分离、主逃逸和高空逃逸发动机，前三种负责39公里高度以下的逃逸工作，后一种在39～110公里高度内发挥作用。在神舟号飞船的首次飞行试验前，逃逸塔已进行过多次成功的飞行试验。
到目前为止，长征二号F火箭已成功将3艘无人飞船准确可靠地送入预定轨道，其可靠稳定的飞行性能已经得到了初步的检验，为我国航天员安全可靠地进入太空提供了有力的保证。
神舟飞船保险吗？
一切为了航天员的安全，中国的神舟飞船从设计的源头上就为航天员的安全考虑得十分周全，针对航天员可能遇到的不安全因素，飞船采取了四项周全的对策。
周全一：太空卧室绝对防辐射。太空辐射是对航天员安全的最大威胁，神舟三号飞船返回舱里安装了舱内辐射计量包、辐射环境检测仪，它们的任务是探测飞船座舱里受到辐射污染的程度。在前几次的飞行中，座舱里放置了模拟航天员，他体重70公斤，与真正的航天员的体重差不多。在他宇航服左小腿的口袋里，装了一个剂量仪，用它来测量航天员“吃”了多少太空辐射，这些辐射对天航员的健康有何影响。飞船回收后，科学家对上述测量仪测量的数据进行了计算，发现仪器在太空环境里工作正常，飞船舱内受到的太空辐射剂量很小，对航天员的身体基本没有影响。与神舟3号相比，神舟4号的生命保障系统及相关的试验条件将更为完备，神舟4号飞船上仍装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人，它可以模拟航天员在太空生活时的多种重要生理参数：脉搏、心跳、呼吸、饮食和排泄等，并随时受到地面指挥中心的监控。
周全二：应急救生装置一应俱全。飞船上安装了自动和手动两套应急救生装置，无论是在宇宙航行中或是在返回时发生意外，船上的救生系统会自动启动，万一自动装置出现故障，船上的手动系统完全可以“抵挡”，航天员绝不会坐以待毙。飞船的返回舱也非常神奇，它返回地面后，即便不能马上被发现，舱内为航天员配备的救生物品，足以保证航天员在陆上生存48小时、海上生存24小时。返回舱里还有一套气囊，一旦落入水中，3吨重的返回舱也不会沉入水底，它会漂在水中，等待救援。
周全三：特种太空椅抗冲击。飞船升空和返回阶段的加速度达到了4～5g，这时，航天员会感到自己的身体“重如泰山”，连挥挥手这样简单的动作都无力去做。而没有受过训练的普通人则会两眼失明、呼吸困难、四肢麻木、意识丧失，严重的会导致死亡。为了减少航天员的痛苦，飞船里为他们配备了特制的太空椅，坐在上面不像坐很像躺，躺姿还有点古怪，像胎儿在母亲的子宫里蜷曲的模样，因为这种姿势使人的脊椎可以承受较大的过载，而不致受到伤害。
周全四：安全返回。安全返回是载人飞行的最后一环，也是载人航天活动成败的最终标志。当年加加林首次上天返回时，飞船总设计师科罗廖夫打电话向苏共中央主席赫鲁晓夫汇报：“降落伞已经打开，正在着陆，飞船正常。”而赫鲁晓夫却大声问道：“人还活着吗？在发信号吗？”足见载人飞船的返回难度揪人心弦。载人飞船返回时以极高的速度进入稠密的大气层，气动摩擦使返回舱周围的空气温度高达1000℃以上，飞船被熊熊大火团团包围，如果飞船没有防热措施，里面的航天员会被活活烧死。1961年11月29日，美国曾把一只名叫恩诺思的黑猩猩放进水星号飞船中进行试验，结果返回时舱内的温度高达40℃，黑猩猩被烤得死去活来。经过多次试验，科学家终于找到了三种较好的防热办法，一是辐射法，夏天人们爱穿浅色的衣服，因为浅色可以反光，减少热量吸收，飞船外面涂上银色的抗高温金属层就可以反射掉大部分热辐射。二是热沉法，飞船不可能把所有热辐射全部反射掉，那么就在涂层里使用一些耐热、导热的铍材料，让它们把飞船表面的余热全部吸过来传到热沉材料层去，帮飞船解热。三是烧蚀法，就是故意在飞船外面特别是飞船底部包上厚厚的可烧蚀的耐热材料，与大气摩擦时，耐热材料就会一层一层地烧蚀成炭，一层层地剥落。燃烧可以消耗大量的热能，这种“丢卒保车”的办法可以保证飞船的安全。中国的神舟号试验飞船在内蒙古中部地区安全返回后，历经大气严重烧蚀，底部被烧得发黑有股焦糊的味道，这就是烧蚀防热法发挥了作用。飞船里面放置的假人，搭载的纪念邮封、各类旗帜、植物种子、胚胎细胞等物品均完好无损就是最好的证明。当飞船返回下降到距地面15公里时，它所受到气动阻力等于它所的受的重力，下降速度在每秒200米左右，此时如不采取减速措施，飞船就会一头撞向地面摔碎。神舟号飞船上1200平米的降落伞试验非常成功，飞船的软着陆的功夫已经得到了充分的考验。按科学家的设计，飞船返回的落点偏差允许值一般为30公里。在前几次的试验中，两艘神舟飞船的返回精度已基本达到了设计指标。
众所周知，载人航天非同儿戏，俄罗斯的航天员上天前，飞船的总设计师是要当面对他们的安全签字画押的，可见没有十分的把握决不能贸然升空。在加加林上天之前，前苏联一共进行了7次东方号无人飞船试验，其是5次发射成功，3次安全回收；美国在格伦上天之前则发射了8艘水星号无人飞船，6次发射并回收成功。这两个载人航天大国都走过了无人到载人的两部曲，中国的载人航天也需要走一个无人到载人的过程，如果神舟4号一路顺风，其后的飞船载人升空应当是水到渠成的事
|
