第12章 模擬地球環境的座艙(1 / 1)

座艙的特點

座艙是整個載人飛船或空間站的核心部分。由於要為宇航員提供類似地球環境的生活條件,所以便有如下特點:

(1)堅固。座艙的結構要有足夠的強度與剛度,經受大氣層的劇烈摩擦而不解體,能承受200℃以上溫差的變化不變形,能在輻照和強烈振動的條件下可靠地工作。

“水星”號飛船(2)輕便。輕便是航天器設計的重要指標,發射飛船時,運載火箭的運載能力與有效載荷(衛星或飛船)的比例大致為100∶1,即100千克的火箭僅能把1千克的有效載荷發射入軌。

(3)密封好。飛船運行在幾乎沒有空氣的太空,輕微的結構變形都會導致飛行器內部氣壓的變化,使儀器設備失靈,導致嚴重的人身事故。

因座艙的設計不僅要考慮到發射時的要求,還得考慮返回時經受劇烈的大氣摩擦,外形選擇十分講究。從前蘇聯第一艘載人宇宙飛船“東方”號到美、蘇(俄)兩國的航天飛機,外形可分為兩種類型:①無翼式,前蘇聯的“東方”號飛船、“上升”號飛船、“聯盟”號飛船,美國的“水星”號飛船、“雙子星座”號飛船等均屬於無翼式。這種無翼式飛船,結構簡單,工藝技術要求略低,工程上易於實現,其缺陷是不能獲得很大的升力,返回地麵時宇航員無法控製飛船的落點。②有翼式,美、蘇(俄)兩國研製的航天飛機就是這種類型,能夠獲得巨大的升力,能在預定的機場跑道降落。

座艙的“五髒六腑”

某空間站座艙太空居室必須注意合理的結構布局,這不僅是宇航員生活舒適的需求,也是太空居室本身的需要。座艙中需要安置座椅、儀表、照明燈、生命保障係統、通信係統以及各種服務設施和設備。還要保障宇航員有足夠的活動空間,要考慮宇航員進出方便。要有逃逸口,如果發生故障,需要緊急彈射時,座艙門要能自動打開,保證宇航員安全逃離。如果是海麵降落,返回的座艙必須密封。無論降落在海麵和地麵,座艙必須經得起衝撞而不損壞。此外,座艙還應有開闊的視野,宇航員可以透過飛船的石英玻璃舷窗欣賞太空壯麗的景色,觀察發射前的各種準備活動,飛船在太空軌道上的對接情況,返回時點火姿態和著陸情況,使宇航員在太空生活中有興奮感,在太空活動中有安全感,同時也是對地觀察的需要。

美國的“天空實驗室”由工作艙、太陽能望遠鏡、過渡艙等五個部分組成,總重775噸,有效容積360立方米。宇航員居室是其主體部分,是一個長約15米,直徑為7米的圓柱體,用隔板隔成臥室、餐室、觀察室和盥洗室。臥室內有床鋪、書櫃、衣櫃等生活設施。

從1973年5月到1974年2月,先後有三批9名宇航員在“天空實驗室”工作,分別停留了28天、59天、84天,拍攝了太陽觀測照片18萬多張,地球資源照片4萬多張,進行了材料加工和醫學、物理、化學等數百項科學實驗。