【簡(jiǎn)介:】載人航天是集國(guó)家政治、軍事、科技實(shí)力為一體的高難度系統(tǒng)工程。要真正把人送入太空乃至使人長(zhǎng)時(shí)期在太空生活,必須要突破三大技術(shù)難題。 第一個(gè)難題是,研制出推力足夠大,可靠
載人航天是集國(guó)家政治、軍事、科技實(shí)力為一體的高難度系統(tǒng)工程。要真正把人送入太空乃至使人長(zhǎng)時(shí)期在太空生活,必須要突破三大技術(shù)難題。 第一個(gè)難題是,研制出推力足夠大,可靠性極端好的運(yùn)載工具。
前蘇聯(lián)發(fā)射東方號(hào)、上升號(hào)、聯(lián)盟號(hào)等載人飛船的運(yùn)載火箭都是運(yùn)載能力5噸以上,而且在發(fā)射中極少發(fā)生事故的優(yōu)秀運(yùn)載工具。為了確保發(fā)射時(shí)萬(wàn)無(wú)一失,運(yùn)載火箭及飛船的關(guān)鍵部件必須是雙備份或三備份,火箭、飛船在上天前,必須經(jīng)過(guò)一系列極嚴(yán)格的地面測(cè)試和模擬飛行,直到?jīng)]有一絲隱患才能放行上天。
專(zhuān)家說(shuō),由于對(duì)可靠性的重視,實(shí)際上,與航海、航空及陸上各種交通運(yùn)輸工具比較,航天器的活動(dòng)有著最好的安全記錄。 第二個(gè)難題是,獲得空間環(huán)境對(duì)人體影響的足夠信息,了解人體所能承受的極限條件并找到防護(hù)措施。
空間環(huán)境與陸地環(huán)境有著天壤之別。太空中高度真空,沒(méi)有氧氣沒(méi)有水,如果沒(méi)有任何保護(hù),人體暴露在這樣的環(huán)境里,不消一分鐘,就會(huì)由于身體內(nèi)外的巨大壓差而爆炸,體液會(huì)迅速沸騰汽化。太空中溫差極大,由于沒(méi)有空氣對(duì)流,航天器朝陽(yáng)面溫度可達(dá)100℃以上,而背陰面則會(huì)在-100℃以下,在遠(yuǎn)離地球的深空中,溫度則達(dá)到人體根本無(wú)法耐受的-273℃。太空中還充滿了有害的宇宙輻射。
另外,太空失重環(huán)境,特別是飛船上升、返回階段的加速度和減速度會(huì)使人體發(fā)生平衡功能紊亂、體內(nèi)組織位移、肌肉萎縮、骨質(zhì)脫鈣等病變。要在這種環(huán)境里保證人的生存,就必須研制出密封的防輻射飛船,飛船中要配備能供人正常生活的空氣、水、溫度等基本生命保障條件。同時(shí)還要為宇航員裝備上宇航服,一旦宇航員要走出飛船座艙到太空中工作,所有的生命保障系統(tǒng)便全由宇航服提供。在載人航天實(shí)踐中,蘇/俄研制出了東方號(hào)、上升號(hào)、聯(lián)盟號(hào)三代載人飛船,美國(guó)也成功使用了水星號(hào)、雙子星座號(hào)和阿波羅號(hào)三代載人飛船以及航天飛機(jī)。 第三個(gè)難題是,可靠的救生技術(shù)及安全返回技術(shù)。 載人航天與不載人航天最大的區(qū)別就在于救生技術(shù)的應(yīng)用和安全返回的絕對(duì)可靠。
載人航天的救生裝置有彈射座椅、逃逸塔、分離座艙和載人機(jī)動(dòng)裝置等。它們?cè)陲w行的不同高度發(fā)揮各自的作用。一般來(lái)說(shuō),飛行高度在10公里左右時(shí),宇航員可以采用彈射座椅的方式彈出發(fā)生危險(xiǎn)的航天器,跳傘救生。也可以啟動(dòng)逃逸塔,讓逃逸塔拉著飛船甩掉出毛病的火箭另行降落救生。如果火箭高空發(fā)生問(wèn)題,宇航員跳傘不行了,逃逸塔已按飛行程序拋掉了,則只有采取分離飛船座艙的辦法,讓飛船座艙自己返回救生。飛船入軌后,一旦自身遭到損壞或宇航員生病,需營(yíng)救時(shí),那么只有暫時(shí)采用船上救生裝置等待地面發(fā)射飛船救生的辦法。
飛船的安全返回也不容易,它需要啟動(dòng)反推火箭減速、調(diào)姿、進(jìn)入返回軌道等技術(shù),還要闖過(guò)三道“鬼門(mén)關(guān)”:
一是過(guò)載關(guān),飛船高速進(jìn)入稠密大氣層時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊過(guò)載,就像飛機(jī)撞山一般;
二是火焰關(guān),飛船返回與空氣的劇烈摩擦?xí)a(chǎn)生幾千度的高溫,沒(méi)有防護(hù),鋼筋鐵骨也會(huì)化為灰燼;
三是撞擊關(guān),飛船降落盡管有降落傘,但它的降落速度仍達(dá)每秒14米,不采取措施,就是壯漢也會(huì)被摔死。
此外,落點(diǎn)的精度也是大問(wèn)題,前蘇聯(lián)的一艘飛船返回時(shí)出現(xiàn)落點(diǎn)偏差,結(jié)果營(yíng)救人員找不到宇航員,而宇航員卻被困在冰天雪地的森林里差點(diǎn)凍死。