2005年10月17日凌晨,随着航天员费俊龙、聂海胜自主从神舟六号返回舱中健康出舱,标志着中国载人航天实现了多人多天、航天员直接参与空间科学实验活动的新跨越。
从神舟一号到神舟六号,神舟飞船的功能和性能越来越完善,质量越来越可靠。神舟号飞船是我国自主研制的载人飞船,采用“三舱一段”构型,即由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段构成,推进舱和轨道舱上各有一对太阳能帆板。推进舱在飞船的最下部,返回舱在中间,轨道舱在上部,附加段在飞船的最顶端。
推进舱是飞船在空间运行及返回地面时的动力装置;返回舱是飞船起飞、飞行和返回过程中航天员乘坐的舱段,也是整个飞船的控制中心;轨道舱是航天员在太空中工作和生活的场所,装有各种实验仪器和设备。附加段也叫过渡段,是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备的。在载人飞行交会对接前,它也可以安装各种仪器用于空间探测。飞船返回地面时,只有返回舱一个舱返回地面。返回舱与轨道舱分离后,轨道舱可以留在轨道上继续工作半年左右。
神舟一号飞船着重考核了整个载人航天工程总体设计方案的可行性,特别是飞船系统的舱段分离技术、调姿制动技术、升力控制技术、防热技术、回收着陆技术等5大关键技术的可靠性。飞船采用了最小的配置,仅上了确保飞船成功返回、准确着陆的8个分系统,飞船的轨道舱没有进行留轨试验。
神舟二号飞船作为我国第一艘按载人飞行要求而采用全系统配置的正样无人飞船,其在完善了第一艘“神舟”号飞船在舱内温控、系统配合等方面存在的不足基础上,重点考核了环境控制与生命保障、应急救生两个分系统的功能,进一步检验了飞船系统与其他系统的协调性。同时,轨道舱进行了长达半年之久的留轨试验。
神舟三号飞船优化性能,增加了载人有关设备,航天员安全措施得到了进一步完善。
神舟四号飞船完善了应急救生系统功能,优化舱内载人环境,增加了航天员手动控制系统,增强了整船偏航机动能力。同时,设计人员还改善了舱内载人环境,充分考虑了航天员座椅使用、出舱进舱、操作是否方便舒适等因素,全面通过医学和工效学评价标准的考核,为航天员创造出了一个安全舒适的工作与生活环境。
在神舟四号飞船的基础上,技术人员对神舟五号航天员乘坐的座椅的安全性和舒适性作了进一步改进和完善,同时设置了多种安全救生模式和百余种故障对策方案,确保了航天员的安全。
神舟六号飞船实现了2人5天航天飞行,为适应多人多天航天飞行的需要,神舟六号飞船进行了重大配置调整,并对可靠性、安全性和环境控制和生命保障系统等进行了多项改进,航天员首次进入轨道舱并参与有效载荷的造作操作,标志着我国真正有人参与的航天活动的开始。
我国将在2008年下半年发射神舟七号载人飞船,届时中国航天员将首次出舱进行太空行走。
航天服与航天食品
航天服也称宇宙服、宇航服,是在载人航天中航天员穿的一种服装系统。航天服由头盔、服装、手套和靴子组成。实际上它是航天员必备的个人防护救生装备。从功能上看,航天服有舱内航天服和舱外航天服两种;从服装内压上看,有低压航天服和高压航天服之分;从其结构上看,可分为软式、硬式和软硬结合航天服。
中国航天员的航天服是我国自主研制的,具备国际先进水平。搭乘神舟六号飞船的两名航天员不出舱活动,所以只配备了舱内航天服,整套衣服重约10千克。舱内航天服由3部分组成:一是限制层,由耐高温、抗磨损材料制成,用来保护服装内层结构,并使航天服按预定形态膨胀,保证航天员穿着舒适合体;二是气密层,用涂有丁基或氯丁橡胶的锦纶织物制成,有良好的气密性,防止服装加压后气体泄漏;三是散温层,与内衣裤连接在一起,有许多管道,采用抽风或通风将气流送往头部,然后向四肢躯干流动,经肢体排风口汇集到总出口排出,带走人体代谢产生的热量。航天服虽然结构复杂,看似有些笨重,但在太空失重的情况下,穿起来并不困难,航天员一般10分钟内即可穿戴完毕,穿着它工作和生活也能轻松自如。在神舟六号飞行中,两名航天员将脱掉航天服,从返回舱进入到轨道舱内活动。
航天员在太空吃的东西我们称为航天食品。航天食品大致有以下两种类型:一类是在太空正常飞行时航天员所要吃的食品,另一类是在特殊情况下所要用的食品。在正常飞行情况下所要吃的食品有:(1)即食食品。它是拿过来就吃的东西,不需要进行再加工,如含中等水分、一口大小的压缩成型的或用涂膜处理的干燥食品等。 (2)复水食品。这种食品是冷冻干燥食品,因为它在被送上太空时轻而小,在航天食品中占有较大比重,但在食用前必须复水,在它的包装袋上都有一个单向入水阀门,以便复水用,复水后即可食用。 (3)热稳定食品。这类食品是经过加热灭菌自理的软包装和硬包装罐头类食品,太空飞行证明,在失重条件下用普通餐具由开口容器中取食完全可行。这类仪器占航天仪器的比例也很大。如苏联礼炮6号空间站中这种仪器占80%左右。(4)冷冻冷藏食品。这类食品是在地面上冻好带进太空的,溶化后可食用。(5)辐射食品。这是经过放射线杀菌后的食品,它曾在美航天飞机飞行中少量使用过。(6)自然型食品。地面上没经处理的食品,如新鲜水果,蔬菜、水果、果酱和调料等。(7)复水饮料(冲剂或软固体饮料)。它是在太空加水溶解后制成的冷饮或热饮。
特殊的航天食品有:(1)备用食品。它是指在发生特殊情况必须延长飞行时所用的食品,其类型同前。(2)应急食品。这种食品是指在飞行器发生故障时,航天员必须穿着航天服时所用的食品,如铝管包装的半固体果酱、菜泥、肉羹等。应急食品也包括当航天员着陆后,降到远离人烟的地方,等待救援期间饮用的食品。(3)舱外活动中需要吃的食品,这是指存于头盔内颈圈部分的固体或半固体、流质供食器中的食品,供长时间舱外活动中临时给航天员饮用的食品。
五、 月球及深空探测
认识月球
月球是离地球最近的天体,也是天空中除太阳以外最亮的星球,它已经默默地陪伴着地球走过了四十多亿年的历程。
从人类文明诞生开始,人们就对夜空中这时而盈若银盆,时而缺似弯钩的月亮产生了浓厚的兴趣。由于月球是地球的天然卫星,不仅时时刻刻影响着人们的日常生活,人类对月球的认知过程也成为哲学、文学、历法、科学发现等人类文明发展的重要推动力。