中國神州九號發射實錄


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神九耗電相當於家用空調

http://www.sina.com.cn 2012年06月17日05:28 北京日報

  三位中國航天員乘坐「神九」飛赴天宮一號之約。這一次,中國航天員將在太空駐留13天,開始了中國最長的一次太空之旅。

  未來兩天內,「神九」飛船將與天宮一號自動對接。二者攜手在太空飛行6天之後又將短暫分開,再進行由航天員手動控制的交會對接。在軌飛行中,航天員將進入天宮一號生活並開展空間科學實驗。他們的「入住」,標誌著神舟飛船從此成為完整的天地往返運輸工具。

  隨著「神九」的成功飛天,這次最長太空之旅的精彩時刻,正在一個個向我們走來。

  看點1

  343公里軌道上兩次對接

  長征二號F遙九火箭點火發射後,飛行約585秒,船箭分離,飛船進入近地點約200千米、遠地點約330千米的初始軌道。

  目前,天宮一號正運行在距地面343公里的交會對接軌道上。在這一軌道上,神舟九號與天宮一號將先後完成兩次對接任務。按照預定程序,飛船調整飛行後,先完成與天宮一號目標飛行器自動交會對接。此過程同天宮一號與神舟八號交會對接基本一致。

  神舟九號與天宮一號自動對接形成組合體。航天員在地面指揮與支持下,完成組合體狀態設置與檢查,依次打開各艙段艙門,通過對接通道進入天宮一號實驗艙。

  組合體飛行期間,由目標飛行器負責飛行控制,飛船處於停靠狀態。3名航天員在飛船軌道艙內就餐,在天宮一號內進行科學實驗、技術試驗、鍛鍊和休息。

  之後,航天員將擇機進行手控交會對接。3名航天員首先返回飛船,依次關閉各艙段艙門。飛船自主撤離至距目標飛行器約400米處,然後自主控制接近目標飛行器,在140米處停泊,轉由航天員手動控制。航天員通過操作姿態和平移控制手柄,瞄準目標飛行器十字靶標,控制飛船逐步接近目標飛行器,至對接機構接觸,完成手控交會對接。3名航天員再次進入天宮一號駐留。

  飛船返回前,3名航天員返回飛船返回艙。兩飛行器分離,航天員手動控制飛船撤離至140米處,飛船轉為自主控制,繼續撤離至5公里外安全距離。之後,飛船返回著陸場,地面人員及時完成航天員搜救和返回艙回收;目標飛行器變軌至370千米自主飛行軌道,轉入長期在軌運行。

  看點2

  航天員「開飛船」天地往返

  神舟九號是實施交會對接任務的第二艘飛船,早在神舟八號執行任務之前,便按照批生產模式,與神舟八號、神舟十號一起通過了生產測試。因此,在執行追蹤飛行器、交會對接、提供載人環境和上行載荷等任務方面,神舟九號與神舟八號並無二致。

  而神舟九號所面臨的新突破是要攻克「人控手動」的難點,與在軌運行的天宮一號目標飛行器進行載人交會對接,這是我國第一次進行手動交會對接試驗。

  神舟八號任務圓滿完成以後,設計團隊對整個飛船系統的可靠性進行了評估,並依此確定神舟九號執行首次載人交會對接任務。這是對載人空間運動控制、交會對接技術、組合體飛行技術、組合體載人環境保證以及整個飛船作為天地往返運輸系統的性能等眾多方面的一次全面、重大的考驗。

  在此之前,曾實施載人航天任務的神舟七號飛船,從嚴格意義上來講,還只是一個試驗性飛船,雖然也搭載了3名宇航員,但主要任務還在於出艙活動。而神舟九號不僅要為天上的目標飛行器送人送貨,還要將天宮一號上的部分物品帶回來,是第一次全面實現天地往返運輸。

  對於神舟九號與神舟八號的差別,神舟九號飛船總指揮何宇的闡述更加生動:「神舟七號航天員還是在『坐飛船』的乘客,從發射到返回都採用自動控制,不需要人手動干預。而神舟九號進行人控交會對接,對航天員來說就已經是『開飛船』的『司機』了。航天員要掌握飛船姿態和軌道的控制權,就如同我們開車,既要控制方向,又要控制速度。」

  看點3

  「神九」耗電相當於家用空調

  神舟九號飛船繞地球飛行1小時耗電多少?只需1800瓦,相當於一個普通家用空調或者是一個功率高點的微波爐的耗電量。一天飛行下來,「神九」耗電量只有43度。

  雖然「神九」耗電不大,但卻有一個強大的電源系統,時時刻刻為「神九」的飛行提供電力保障。電源分系統由30多台單機設備、1萬多個元器件組成。神舟九號電源系統共有3種電源,即太陽電池帆板、鎘鎳蓄電池、應急電池。

  神舟九號繞地球飛行一圈需要約90分鐘,這期間有50多分鐘是在陽光照射下的光照期,太陽電池帆板可以正常工作並給儲能電池充電。但有30多分鐘在沒有陽光照射的地影期,太陽電池帆板將停止工作,這時維持飛船正常運轉的電能都來自鎘鎳蓄電池事先儲藏好的電能。

  交會對接實施後,天宮一號與神舟九號將共同飛行,由於位置的原因,天宮一號會遮擋住飛船部分太陽電池帆板,被遮擋部分則不能正常發電。為瞭解決能量平衡問題,交會對接成功後,天宮一號將為神舟九號提供一部分電能,而神舟九號只需要在每50分鐘內充十幾分鐘的電就可以了。

  電源系統還有重要的「救命」作用。萬一飛船發生不測,應急電池就會啟用。應急電池使用的是高性能比新型銀鋅電池,其作用就像UPS。出現緊急情況時,飛船返回地面需要4個小時,而應急電池可以確保飛船供電,以及落地後為搜救系統提供24小時的用電。

  看點4

  「神女下凡」

  經過多天太空飛行後,當一女兩男三名航天員乘坐飛船返回艙,在上千平方米彩色降落傘的牽引下緩緩降落時,這美麗的一幕將定格成神舟九號與天宮一號載人交會對接任務成功的標誌。

  神舟飛船採用軌道艙、推進艙和返回艙三段艙結構,只有返回艙返回地面。返回時,由於與大氣層產生劇烈摩擦加之周圍空氣產生壓縮,表面溫度會達到數千攝氏度。返回艙穿著一層25毫米厚的「防熱衣」,在巨大熱流的作用下,自身份解、熔化、蒸發、昇華,在消耗表面質量的同時帶走大量的熱,材料分解形成密實外殼又向外輻射熱量,內部還有未燒蝕的隔熱區域,阻止熱量進入返回艙,使飛船內部溫度控制在30攝氏度左右。

  科研人員通過對神舟一號飛船至神舟七號飛船返回艙燒蝕情況分析,發現燒蝕相對嚴重的艙體迎風面只燒蝕掉了幾個毫米厚材料,而背風面基本上未發現燒蝕。技術人員將返回艙側壁迎風面和背風面的防熱材料比例進行調整,成功實現減重8.7公斤。

  載人航天工程著陸場系統總設計師吳斌介紹,在整個航天飛行過程中,發射和返回過程對航天員和飛船的考驗最大,而返回階段尤為突出。由於急劇減速,航天員將承受幾倍於地球引力的過載。即便經過降落傘和反推發動機的緩衝,返回艙著陸的速度也會達到每秒一到兩米。

  為了確保航天員安全,著陸場系統在歷次成功經驗的基礎上,對快速定位、快速到達、精心處置返回艙等環節進行了改進,增加了3架醫療救護直升機,並在搜救直升機上裝備了通信吊艙,確保圖像和語音的傳輸更加清晰。本報記者 劉歡 童曙泉

  航天員太空生活全揭秘

  穿:女航天員有換衣簾

  與「神七」航天員的航天服相比,「神九」航天員的航天服並無太大區別。但是由於女航天員的加入,艙內航天服進行了相應改進。

  「以前根據第一批航天員的體型定做了兩批型號,可以覆蓋這一批的所有男航天員,但是這兩個型號都不適合女航天員穿著。這次專門為女航天員設計了一個新的型號。」航天員系統副總設計師李譚秋說。除了艙內航天服外,還為航天員準備了多種常服,包括內衣、工作服、對抗微重力的「企鵝服」、空間運動服等等。這次航天員的空間運動服是藍色的,男女樣式基本一樣,都是圓領套頭T恤搭配短褲。

  針對女航天員的特點,天宮一號上還考慮了私密性的需求,「『天宮』內有個簾,方便女航天員更換衣服,希望最大限度地令航天員的太空生活自如、舒適。」李譚秋說。

  吃:5大類50多種食品

  航天員系統總指揮陳善廣說,在天上吃得好不好,直接影響到航天員的心情和健康。為保障這次飛行任務,中國航天員科研訓練中心精心設計了5大類50多種食品,在品種、花樣、味道上都做了多種嘗試,還請航天員在地面進行品嚐、提出意見,「食譜4天輪換一次。」航天員的味覺在太空也會有變化,容易出現食慾不振的情況,因此也為航天員特意準備了辣醬等調味品。

  針對女航天員的特點,航天員中心還特別開發了低脂食品,增加了蔬菜的比重,並根據女航天員的口味和生理狀況準備了甜點、巧克力和一些補血食品。

  睡:按北京時間進行作息

  與神舟飛船六七立方米的狹小空間相比,天宮一號上航天員15立方米的活動空間寬敞了很多,更適合長時間居住。載人飛船系統總指揮何宇說,活動空間有兩個睡眠區、一個儀表顯示區、一個空間科學實驗區、一個在軌鍛鍊區。設計和佈局上注重私密性的考慮,航天員可以拉上兩個睡眠區之間的簾子,調節燈光,從而在每24個小時就要經歷16個晝夜的太空中營造出「夜」的感覺。

  航天員的睡袋固定在艙壁上,因此航天員看起來是站著入睡的。睡袋外面是淺藍色,裡面是白色,頭部有防護,同時配有防止艙內噪聲和光線的耳罩、眼罩。

  航天員系統總體室主任劉偉波介紹說,航天員的太空生活將按照天地同步原則安排,進入組合體運行階段後按北京時間休息和工作。

  動:「企鵝服」對抗微重力

  空間微重力是太空生活的頭號「強敵」。「人在失重狀態下長期生活,沒有力的作用,人的肌肉會萎縮。」李譚秋說,這一次將為航天員設計一些專門對抗空間微重力的小設備。

  純白色的「企鵝服」是其中之一。「『企鵝服』中有很多彈性的帶子,有點像地上的拉力器,航天員穿上後,通過力的作用,實現肌肉的鍛鍊。」李譚秋說,這種失重防護對抗設備可以套在航天員的日常服裝外面,每天訓練一到兩個小時。

  而作用在大腿部的淺咖啡色套袋則是通過加壓的形式,防止在微重力條件下體液回流到腿部,導致大腦血液過少而對人體產生不良影響。

  兩套「企鵝服」與套袋,在天宮一號發射前就已裝置在目標飛行器中。

  樂:天宮之上有「驚喜」

  13天的太空生活未免枯燥,中國航天員科研訓練中心對此設計了一系列娛樂項目。「航天員可以與家人、朋友進行天地間的溝通與對話,他們在太空也需要來自地面的支持。」陳善廣說,電話、電腦帶上了太空,航天員可以在艙內欣賞自己喜歡的電影、電視劇等文藝節目,同時相機也被送上了太空,航天員將親手記錄太空中的場面。

  此外,天宮中的每個臥室也都裝有電話,便於航天員們互相聯繫。通過儀表顯示區,航天員可以實現與地面之間的天地雙向可視通話,首次實現跟地面的視頻聯繫。

  為了讓航天員的太空生活更有趣味,天宮上還特意設置了一些小「驚喜」。「我們把一些小東西藏在『天宮』裡,讓航天員自己動手去尋找,希望能給航天員的太空生活創造更多快樂。」中國航天員科研訓練中心航天員醫監醫保研究室副主任蓋宇清說。綜合新華社

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