中国的载人航天发展(六)

讲师风采
何宇
讲师简介:
何宇,神舟九号飞船系统总指挥。1994年毕业于天津大学电子系电子工程专业。1994年至今,就职于中国航天科技有限公司第五研究院,参与“神舟一号”到“神舟七号”飞船的相关工作。
视频简介:
发展载人航天是当今各国综合国力的直接体现。各发达国家都在发展战略上都将增强综合国力作为首要目标,其核心就是高科技的发展,而载人航天技术就是其主要内容之一。一个国家如果能将自己的宇航员送入太空,不仅仅是国力的体现,而且也将在很大程度上增强民众的自豪感,提高民族精神,增强凝聚力。特别是现在的“神州飞船”计划一旦获得成功,将如同60年代的“两弹一星”工程一样,引起全世界的注视,提高我国的国际地位。
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 我曾经看到过一本书一个美国的航天员搭乘航天飞机去了和平号,待了三个月,回来以后也是面容憔悴、站不起来,他的一本回忆录写,回来以后他的亲戚朋友和他见面,一看那模样就以为这人快死了似的,非常难受非常难看,经过半年左右的康复。游泳站都站不起来,扔到游泳池飘着慢慢的恢复肌肉,天天按摩,很长时间都恢复不回来,影响是极大的。所以在轨航天员都很注重锻炼,理论上来说每人每天至少要锻炼两个小时,而且是高强度的,骑自行车、跑步等等。这个不是为了娱乐,是为了健康,必须要锻炼,不锻炼他的身体机能就退化了,还有一些药物的管理等等。 载人长期飞行技术也包括了组合体建造和管理技术、组合体姿态轨道控制技术、物资补给技术,再生环保技术、安全防护技术,健康保障技术,这里边给大家着重讲两点,一个就是再生环保技术,航天员在轨需要消耗氧气、呼出二氧化碳,产生药液、废物、然后喝水,这都是需要进行生命保障设计。我们现在生保技术有两种,一种是非再生的生保技术,现代我们飞船和天宫一号目标发行器所用的,就是他的消耗品都是一次性使用的,氧气一次带够,供他飞十几天或多少天,水、食物一次带够。然后设置了足额的大便收集装置和小便收集装置,设计足够的废物收集桶,包括舱内的长期飞行产生的冷饮水,专门有收集的环境、环节把它收集起来,这些包括他呼出的二氧化碳和专门的类似装置消化掉。但这些都是非再生,消耗以后不会再有的,必须一次带够,这些都是严重制约了飞行时间、驻留时间。所谓再生生保技术,就是废物利用,比如说他的尿液排出来,或者用水可以电解生成氧气再让他呼吸,二氧化碳消除完了以后再通过再生把功能恢复回来等等。这些都是再生生保技术,这个是将来我们现在正在研究的一个技术。还有一个安全防护技术,安全防护技术主要是在轨防护微流星和空间碎片,经过几十年来的飞行,其实地球的轨道上面已经有很多的空间碎片,包括以前那些卫星的残骸等等等等。曾经做了一个测算,大概每天要被打到的机率大概是零点几次就是这么一个概率,飞的时候肯定要被微流星打着。咱们现在舱体简单的不加任何防护,在轨速度是很高的,每秒7.8公里以上的速度,打上了就打透了,所以要专门防护这个,专门外部有微流星的防护层,像一层铠甲穿在飞行器上,打上以后还能防护住,当然也是一定大小尺寸的,再大的怎么办?再大的躲,规避提前变轨躲开它,不让它打上,小的用防护层来防护。这是这两个技术。 第三个是载人空间服务技术,保证人在近地轨道进行观测和实验、运输、补给和维修、组装等服务工作的技术,以发挥人在太空应有的作用。包括一些卫星的在轨维修,燃料的补加,包括在轨做一些科学实验等等,这都属于载人空间服务技术。 这里边1982年哥伦比亚航天飞机为两次卫星提供运输服务,把一些发生故障的卫星,但是还在寿命之内,发生故障了把它又运回地面,重新维修以后再次发射,以节省大量经费。另外还有很多出舱活动,维修天空实验室空间站这些。包括哈勃望远镜,第一次发射以后发现镜面存在问题,照的图象是虚的。然后又发射了一次航天飞机,把镜面运用了新的传感器上去再次更换,使它的探测范围从40亿光年提高了140亿光年,这都是很大的成果。所以后来哈勃太空望远镜发挥了很大的作用。 还有就是出舱活动技术,维修设计和训练技术。这个DAB应该说现在美国这块发展的很快,主要是加拿大一个公司研制了,分为加拿大DAB1和加拿大DAB2,这个是发挥很大的作用。现在我们国家自己的DAB也在开展研制。 最后是载人深空探测技术,主要是把人送到月面、将来的火星等等。载人深空探测技术需要星际的飞行轨道设计和控制,还有超大控制与管理技术,可能将来一个遥测信息从飞行器传到地面可能需要几秒钟的时间才能过来,发一条指令也需要几秒钟的时间才能发过去或者更长,超大实验控制。还有高效推进技术,星际探索,用燃料推进器肯定是飞不过去的,需要带相当多的燃料,现在也发展高效,电推进等等这些技术,还有高能电源技术。现在咱们航天器大多数电源是采用太阳能发电在地球轨道上,当远离太阳系等等,别的发电的能力,比如说核能发电等等。还有自主导航与控制技术,行星着落与上升技术、长期飞行健康保障技术。

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