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■“生命之门”能否无缝隙开阖?
■太空粒子和垃圾的撞击是否会损伤飞船?
■神舟能安全着陆吗?

1、全新考验:从返回舱到轨道舱
这几乎是一次全新的飞行。
航天员第一次脱下10公斤重的航天服,换上轻便的工作服;第一次打开返回舱的舱门,进入轨道舱进行科学实验;第一次在睡袋里睡觉;第一次用舱内的“电烤炉”吃加热的“盒饭”;第一次使用抽风马桶……
“神舟六号最大的不同,是航天员要打开返回舱的密封舱门,进入轨道舱进行科学实验。”9月29日,飞船系统专家组成员李雨庆在北京航天飞行控制中心说。
这是一扇从未在太空打开过的门,从神舟一号到神舟五号,它并未接受真正的考验。这扇门又被称为“生命之门”,在关闭后不容许有半丝缝隙。
1971年6月30日,联盟11号飞船返回时,由于座舱阀门提前打开导致空气泄漏,3名航天员窒息而死。2003年2月1日,美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回途中,因机翼裂缝而解体,7名航天员罹难。
为避免重蹈覆辙,设计者竭尽所能。在中国空间技术研究院的空间环境实验室里,他们连续4个月验证舱门的密封可靠性。为了防止因航天员误操作而意外打开,或是在飞船上升和返回时因高速震动而被弹开,他们发明了防误开锁;为了防止密封不严,他们采用了双层密封圈;航天员不用担心在失重条件下打不开舱门,有助力点帮忙;如果密封圈上沾上细小绒毛,也可以用专用抹布擦拭……
这些技术,都将经受首次验证。而在飞船返回时,这扇“生命之门”将迎来最后的高温考验。
“不紧张,该做的都做了。”在飞船发射之前,问及是否感到压力时,舱门的设计者这样回答,话语中透着轻松。
舱门的另一端,连接着一条笔直的通道,这里就是轨道舱。通道的一侧,各种仪器、设备和生活用品摆放得井井有条,并全部用隔热的布帘遮挡。
在王壮看来,这是一艘更为人性化的飞船。他历经全部6艘飞船研制,现任飞船系统总设计师顾问。
在神舟五号返回后,飞船设计师们多次邀请杨利伟座谈,“请他提意见挑毛病”,以改进飞船的布局。
王壮举例说,杨利伟感觉座椅上束缚带的尺寸稍微偏大,系上有些松弛;另外,天地语音系统不够清晰,通话时有一些噪音……这些在神舟六号上都得到了改进。
由于此次是两人飞行,返回落地时的重量更大,为了减轻航天员受到的震动,设计师特别改进了航天员座椅下的缓冲杆装置,实验已经表明,它能达到更好的减震效果。
与神舟五号相比,航天员的活动大大增加。为了避免碰到敏感的仪器设备,设计师采用了“软包装”设计,所有的仪器都多了一层保护。航天员的生活用品柜也改成了柔软的用品袋,通过特制的搭扣悬挂在舱壁上。
“神舟六号的工作更加扎实,性能更加安全可靠,我对它很有信心。”王壮说。

2、预测“808”
10月8日,中科院空间环境预报中心。
两天前,这里开始每日发布空间环境预报。来自银河系的宇宙线、太阳爆发时产生的高能带电粒子流,以及数以万计的“太空垃圾”,都是他们监测的目标。
“太空垃圾是硬对硬的碰撞,危害自然不用多说。”预报中心研究员刘四清说,“空间高能粒子也一样,它能击穿航天器,造成单粒子事件。如果达到一定的辐射剂量,甚至会危及航天员的生命安全。”
1989年10月19日美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机的航天员就在舱外遭遇高能粒子辐射,眼睛受到严重刺激,不得不立即退回舱内。
刘四清领导的空间环境预报小组为飞船选择了最佳发射时段,以躲过恶劣的空间天气和灾难性的空间碰撞。她预计,整个10月份都是“好天气”,没有强的太阳爆发,也不会有大的地磁暴,空间环境不会危害飞船安全。
但是没有人敢掉以轻心,预报专家们必须密切跟踪最新的空间环境数据,尤其在飞船穿越南大西洋上空的异常区时。一旦出现不测风云,他们必须立即发出警报,以争取北京航天飞行控制中心的应急时间。
南大西洋上空漏斗型的异常区内,地磁场捕获了大量高能带电粒子。两年前,神舟五号曾经5次穿越这个异常区,而这一次神舟六号至少要穿越15次。
在预报专家眼里,看似缥缈纯净的太空处处布满危机。就在10月7日,一次危险的太阳活动才刚刚结束。这个编号为“808”的太阳活动区,不仅成功逃过了7月6日预报专家发布的第一份“10月份天气预报”,还把他们搅得“整个国庆都提心吊胆”。
这个异常狡猾的活动区,在8月14日突然出现在天文台的空间望远镜中。虽然“当时只有很小的一块”,但是发展速度惊人。8天后,它不仅连续爆发了几个中等强度的太阳耀斑,还引发了一次大的地磁暴。
不过,以往的经验是“来得快,去得也快”。预报专家“会诊”后相信,“808”应该很快走向衰亡,不会影响10月份的发射计划。在接下来的几天里,“808”也确实在衰减。然而在9月13日,情况突变,“808”不可思议地再次活跃起来,“不仅活动面积增加了,爆发次数也更多”。
时间逐渐逼近,预报专家夜以继日地紧盯着这个“不安分的家伙”。为了不惊扰前方的发射计划,他们一度推迟了预报发布。9月16日,“808”再次衰减。
预报小组的记录显示:10月5日,它还在垂死挣扎;10月6日,地面观测到它的最后一丝亮光;10月7日,它终于消失在人们的视线中。同一天,在酒泉卫星发射基地,神舟六号被送上发射架,发射进入倒计时。
3、着陆:150种应急对策
神舟六号正常入轨了。虽然危险的上升段已经过去,运行段的风险依然不容小觑。
在飞船入轨时,如果出现如轨道偏低、航天员座舱压力偏低等严重或致命性故障时,北京航天飞行控制中心就会发送指令,中止正常的飞行计划。这时候,航天员可以在第2圈中返回地面。
由于神舟六号在运行段拥有10多个飞船自主应急救生着陆区,相邻救生点最大间隔不到2小时,因此它每绕地球一圈,都经过至少一个应急救生着陆区。也就是说,神舟六号可以随时返回地面。
数据管理分系统主任设计师王九龙说,神舟六号许多关键设备都采用了双备份、三备份甚至四备份措施,一般性故障均可以自动切换工作状态,不需要提前返回。
即便出现座舱发生泄露这样严重的故障,航天员也不必惊慌失措。此时,他面前的操作面板会立即显示压力应急报警信号。他只需尽快穿上航天服,并接通供气管,航天服就可连续供氧6小时,足够他选择合适的应急救生着陆区。
返回段是载人飞行的最后一关,也是到目前为止航天员罹难最多的阶段,至今已有11名航天员遇难。
降落伞系统失灵是返回段的主要危险之一。为了顺利打开降落伞,设计师设计了一套程序,先是打开一个引导伞,由引导伞牵引出减速伞,经减速伞减速,返回舱的下降速度可由180米/秒左右减至80米/秒。减速伞工作16秒钟后,再拉出主伞。主伞先开一个小口,慢慢地全部撑开,这时返回舱的下降速度逐渐由80米/秒减到40米/秒,再减至8~10米/秒。
设计师既考虑了正常工作模式,也考虑了故障工作模式。如果没有拉出主伞,或者主伞虽然工作但大面积破损,那么备份伞系统就会自动启动。
在返回舱的底部,还有四台缓冲发动机。在离地面1米高时,这四台缓冲发动机自动点火,给返回舱一个向上抬的力,可以把返回舱的落地速度迅速减低到2米/秒左右,实现软着陆。即使缓冲发动机不能正常工作,航天员的座椅下的缓冲杆装置也能起到很好的保护作用。
返回舱落地后,会立即发出两种信号,一种是闪光灯,一种是染色剂。闪光灯以每分钟闪动55次的频率发出白色的闪亮,可以连续闪光,在夜间提供返回舱的位置信息。一旦返回舱落入水中,染色剂会立即溶于水中,在返回舱周围形成一大片绿色荧光区,白天易于飞机的搜索。
至于航天员本身,配备的物品则可以列出一份长长的清单:手枪、匕首、远距离呼救电台、信号枪、光烟信号管、海水染色剂、抗风火柴、急救药包、GPS定位仪、太阳反光镜、闪光标位器、渔具、驱鲨鱼剂……
飞船系统专家组成员李雨庆说,在庞大的载人航天工程中,最基本的理念是“不惜代价,一切为了航天员安全”。在神舟六号发射前,他们想到了150种可能出现的应急对策,“想得越细,航天员的生命就越有保障。”
(感谢中国航天科技集团公司提供的相关资料)
惊心动魄十分钟
看,它飞起来了!
底座喷射的火焰和巨大的轰鸣声衬托着“长二F”,这枚载有“神舟六号”飞船的火箭冲向宇宙。2005年10月12日9∶00,甘肃酒泉卫星发射中心,中国载人航天的第二次征程终于开始。
从这一刻起,长箭和飞船的设计者可以暂停思考了。火箭系统总师刘竹生在几天前曾对媒体表示:工作再怎么做也有不让人放心的地方,不到火箭点火就不能放弃思考。
“航天是一个只以成败论英雄的行业。“航天系统一位高级工程师说。而在今天,决定发射成败的只有十分钟。在这段时间里,那些幕后英雄要面对各种拷问。”
“长二F”点火的一瞬间———0秒,火箭的各项系统是否正常?安全可靠,是研制者考虑的关键词。巴蜀鬼才魏明伦曾撰写的《神箭铭》,文中的点睛之笔是:”毫厘之误,毁灭之灾。“发射中心指控室的大屏幕中传来了两名航天员的图像———40岁的费俊龙和41岁的聂海胜。40分钟之前,他们乘坐的飞船返回舱关闭了舱门。安全带已经把他们牢牢捆在椅子上,飞行服与飞船之间的短线会及时传输各种数据。
大屏幕上的红色和绿色的各种数据跳动着。好,一切正常。
权威资料显示:长二F火箭的可靠性指标设计为0.97。这意味着,预计平均发射100次有97次以上取得成功。所谓“长”,是火箭名字“长征”的简称;“二”是指火箭的级数;“F”则是火箭的序号。但97%的指标对航天员宝贵的生命仍然不够,火箭研制者将航天员的安全性指标设计为0.997,也就是说,平均发生1000次险情,航天员能够有997次以上求助成功。
为了这个0.997,载人的“长二F”配备了故障检测系统和逃逸系统。其中,逃逸塔是逃逸系统的一个主要组成部分。如果发生意外,这个重要部件将带着航天员逃离危险。
时间在一秒秒过去,120秒的节点到了。火箭离开地面120秒、向太空行进约39公里之后,逃逸塔被抛弃。
它们分开了,一切正常!此后,如果火箭出现故障,系统的另一重要部件———整流罩将接替逃逸塔的功能。
北京,航天飞行控制中心。如同看着自己孩子一样,观摩者充满了兴奋、紧张与激动。掌声和泪水在交织着,只有他们知道:这惊心动魄十分钟背后所蕴涵的艰辛和努力。而包括胡锦涛在内的中央高层,也在这里见证历史跨越。
消息从太空不断传来:137秒,助推器正常分离;159秒,一级火箭正常分离;3分钟后,整流罩正常分离……每一次成功的脱离都减轻了地面人员的压力:银川紧急搜救着陆场任务解除;酒泉紧急搜救着陆场任务解除;榆林紧急搜救着陆场任务解除;邯郸紧急搜救着陆场任务解除。
583秒后,火箭与飞船在离地200公里的高空中分离。航天员向地面指挥部报告:“仪表显示:帆板打开。感觉良好!”“这标志着运载火箭已经成功将飞船送入预定轨道。”中国载人航天工程办公室副主任宿双宁说。
最初的发射过程,都被火箭携带的图像系统清楚地拍摄下来,传回了地面。”在中国运载火箭上加装图像系统,这还是首次。一位技术人员说,“我们以前看到的那些图像实际上是动画模拟,这一次才是真正的太空实况。”
两位航天员非常镇定,在操作仪表的同时,他们不时会向地面打着招呼。在当日清晨举行的出征仪式上,总理温家宝对两名航天员说:“今天,你们驾乘神六遨游太空,必将向世人昭示:中国人民有志气,有信心,有能力不断攀登科学高峰。相信你们一定圆满完成这次任务……”
雪花在出征者的身边飘飞。太空人的选拔近乎残酷———此次参与“神六”发射的候选航天员共6人,两人一组分成三个梯队,第一梯队为费俊龙、聂海胜;第二梯队为刘伯明、景海鹏;第三梯队是翟志刚、吴杰。最终,费聂组合凭借稳定的表现胜出。
新浪网的触角已经伸入了聂海胜家里。新浪对太空人的弟弟说:现在您最想和你哥哥说什么话?聂新胜:哥,家里请您放心,咱村里、家里人都等你凯旋。
9∶39,“神六”安全进入运行轨道。中国载人航天工程总指挥陈炳德宣布:神舟六号载人飞船发射圆满成功!
(马小六、张健、陈婵、李丹婷对本文亦有贡献)
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