中國神舟七號載人飛船
神舟七號載人飛船於2008年9月25日21點10分04秒從中國酒泉衛星發射中心載人航天發射場用長征二號F火箭發射升空。飛船於2008年9月28日17點37分成功著陸於中國內蒙古四子王旗主著陸場。神舟七號飛船共計飛行2天20小時27分鍾。
飛船簡介
神舟七號載人飛船是中國神舟號飛船係列之一,用長征二號F火箭發射升空,是中國第三個載人航天飛船。神舟七號載人飛船科研單位是中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院和上海航天技術研究院。長征二號F型運載火箭科研單位是中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院。
神舟七號飛船全長919米,由軌道艙、返回艙和推進艙構成。神七載人飛船重達12噸。長征2F運載火箭和逃逸塔組合體整體高達583米。
軌道艙——作為航天員的工作和生活艙,以及用於出艙時的氣閘艙。配有泄複壓控製、艙外航天服支持等功能。內部有航天員生活設施。軌道艙頂部裝配有一顆伴飛小衛星和5個複壓氣瓶。無留軌功能。
返回艙——用於航天員返回地球的艙段,與軌道艙相連。裝有用以降落的降落傘和反推力火箭,實行軟著陸。
推進艙——裝有推進係統,以及一部分的電源、環境控製和通訊係統,裝有一對太陽能電池板。
神舟七號飛船載有三名宇航員分別為翟誌剛(指令長)、劉伯明和景海鵬。神舟七號飛船候補梯隊航天員分別為陳全(指令長)、費俊龍、聶海勝。主要任務是實施中國航天員首次空間出艙活動,同時開展衛星伴飛、衛星數據中繼等空間科學和技術試驗。
2008年9月24日下午14時30分在酒泉衛星發射中心的“神舟七號”載人航天飛行任務總指揮部新聞發布會上,“神舟七號”載人航天飛行總指揮部宣布:2008年9月25日21時07分至22時27分直接發射,進行載人航天飛行。屆時中國的航天員將首次出艙來進行太空行走。
北京時間2008年9月25日21時10分4秒988毫秒由長征2F火箭發射升空。2008年9月27日16點30分,景海鵬留守返回艙,翟誌剛(指令長)、劉伯明分別穿著中國製造的“飛天”艙外航天服和俄羅斯出品的“海鷹”艙外航天服進入神舟七號載人飛船兼任氣閘艙的軌道艙。翟誌剛出艙作業,劉伯明在軌道艙內協助(劉伯明的頭部手部部分出艙),實現了中國曆史上宇航員第一次的太空漫步,令中國成為第三個有能力把航天員送上太空並進行太空行走的國家。北京時間2008年9月28日17點37分“神舟七號”飛船成功著陸於中國內蒙古四子王旗。
從神舟七號開始,中國進入載人航天二期工程。在這一階段裏,將陸續實現航天員出艙行走、空間交會對接等科學目標。整個二期工程的所有發射任務全部由長征2F火箭擔任。
細節信息
載人航天火箭係統總顧問組組長、“神舟”五號火箭總指揮黃春平於“神舟六號”著陸後表示,“神舟七號”發射時間可能將會推遲半年左右,原定2007年的發射計劃將拖後到2008年。與“神舟五號”和“神舟六號”不同的是,“神舟七號”火箭在研製上的關鍵點是艙外航天服和氣閘艙。因為“神舟七號”將實現太空行走,航天員能否從艙內氣壓驟然適應真空環境,氣閘艙和艙外航天服扮演了重要角色。
戚發軔院士認為,“神七”必須在神舟六號的基礎上解決兩個比較大的問題。現在航天員有一個密封艙,在這個艙裏穿航天服。離開這個艙就沒有了空氣,所以航天服本身就必須能供給氧氣。第二是沒有溫度控製時,航天服能保證他正常的溫度,所以這個航天服就相當於一個小型的密封艙。出艙得具備這幾個條件。飛船上要有一個氣閘艙,人穿好航天服進去,把門關上,把外麵的門打開出去。假如沒有氣閘艙,那麼一打開門氣就放光了,因此要有一個氣閘艙。“我隻是說兩個主要的,作為航天員有一個艙外的航天服,作為我們的飛船來講,必須得有一個氣閘艙,要保證原來的艙裏一定有一個大氣壓。”
“神舟七號”攻克氣閘艙等核心技術難關,太空行走對航天員的考核要求更加高。由於航天服內的壓力比正常情況下低,有可能會使人體組織內的氮氣釋放,在血管內形成氣栓,導致減壓病。因此航天員在穿好航天服以後,必須在氣閘艙內充分吸氧,協助工作的航天員回到內艙(即軌道艙),關閉內艙門,然後氣閘艙開始泄壓到真空,與飛船外的真空狀態保持一致,此時航天員可以出艙活動。而完成艙外任務回到艙內時,還要對航天服進行一定的減壓,再對氣閘艙充氣。
“航天員出艙活動是一項高難度、高風險的活動。”專家介紹,“神舟七號”時的太空行走要求航天員必須在地麵做充分的試驗和訓練,其地麵訓練一般在一個對比重有一定要求的中性水池裏進行。這種水池通常建在大型的試驗房裏麵,把航天器放在水池中,利用水的浮力模擬太空的失重現象,然後航天員在水池裏麵進行出入艙和艙外操作訓練。
中國載人航天工程副總指揮張慶偉表示,神舟七號飛船,不是神舟六號的簡單重複,它突破了許多關鍵技術。用於發射神舟七號飛船的長征二號F型運載火箭已經成功地將六艘神舟飛船送入太空,具有成熟的技術基礎。針對前幾發火箭的飛行情況,科研人員將這枚火箭進行局部改進,來進一步提高火箭的可靠性。此外,還在火箭上增加一些攝像頭。
神舟七號在2008年9月25日升空。而26、27日兩天的下午到傍晚是最適合出艙的時間,2名航天員會進入軌道艙。由於航天服非常重,要另外一個人幫助才可以穿上。出艙活動時,航天員身上將會連接著2條生命線。航天服是以俄式航天服為基礎研發的,提供氧氣、壓力、電源和通訊等設備,出艙以後航天員身邊還會有攝像鏡頭,全程直播。
飛行任務
神舟七號載人飛船飛行任務的主要目的是,實施中國航天員首次空間出艙活動,突破和掌握出艙活動相關技術,同時開展衛星伴飛、衛星數據中繼等空間科學和技術試驗。飛船運行期間,1名航天員著中國的飛天艙外航天服出艙進行艙外活動,回收在艙外裝載的試驗樣品裝置。
按計劃,神舟七號載人飛船從中國酒泉衛星發射中心載人航天發射場發射升空,運行在高度約343公裏的近圓軌道。
航天員出艙活動完成後,飛船將釋放一顆伴隨衛星。還將進行“天鏈一號”衛星數據中繼續試驗。
神舟七號飛船完成預定飛行任務後,將返回內蒙古中部地區的主著陸場。
任務過程
長征二號F型運載火箭於2008年9月25日21點10分4秒988毫秒發射升空;
點火第120秒火箭拋掉助推器及逃逸塔;第159秒火箭一二級分離;第200秒整流罩分離;第500秒三級火箭關機;
第583秒飛船與火箭分離;隨後飛船正常進入預定軌道,神舟七號飛船成功發射。
9月27日04:03啟動變軌控製程序,04:04完成變軌。航天員出艙在飛船進入軌道運行,環繞地球超過五圈之後進行翟誌剛出艙活動揮動五星紅旗。
16:35航天員翟誌剛打開艙門,開始出艙活動,翟誌剛首先探出頭,並向艙外默認的閉路鏡頭揮手,之後全身走出艙外。劉伯明也探頭出機倉外,交給翟誌剛一麵小型五星紅旗。翟誌剛接過五星紅旗,向鏡頭揮動片刻。隨後翟誌剛取回艙外裝載的固體潤滑實驗試驗樣品。16:58航天員成功完成艙外活動,返回軌道艙內。17:01軌道艙門關閉。
在航天員出艙五分鍾左右時神舟七號曾經報告“儀表顯示,軌道艙火災”,後經證實,是誤報。
19:30神舟七號釋放伴飛小衛星
9月28日16:54飛船進入正常返回軌道;17:16飛船返回中國上空;17:25太空船離開“黑障區”,並且打開主傘。
17:36成功著陸;18:22航天員自主出艙。
發射條件
無降水、地麵風速小於每秒8米、水平能見度大於20公裏;
發射前8小時至發射後1小時,場區30公裏至40公裏範圍內無雷電活動;
船箭發射所經過空域3公裏至18公裏高空最大風速小於每秒70米。
“神五”、“神六”和“嫦娥一號”的發射時間均在10月中下旬,而“神舟七號”的發射將提前到9月底升空。有關專家透露,9月和10月均有較適合發射窗口,但因“神七”將執行太空行走任務,9月底升空時的太陽夾角更適合太空人出艙活動,能令飛船在最短時間內見到太陽,保證太空人出艙作業時有陽光。
能否如期發射,主要是看當時的發射場天氣等情況。小雨和氣溫一般都不會影響飛船的正常發射,但大風則可能導致飛船推遲發射,因為風速超過火箭的承受能力後,將有可能改變其飛行方向。
中國空間技術研究院研究員龐之浩表示,在國際上,不管是白天發射還是晚上發射,兩種情況都存在。
航天實驗
中國科學院有關負責人表示,載人飛船工程應用係統的主要任務是開展空間對地觀測、空間科學及技術實驗。
“對地觀測任務”是以與國際同步發展先進空間遙感器及開拓地球係統科學研究為目的,確定了中分辨率成像光譜儀器、多模態微波遙感器(包括微波高度計、輻射計和散射計)、地球環境監測和遙感應用研究等在軌實驗和應用任務。地球環境監測包括太陽常數監測、太陽和地球紫外輻射監測以及地球輻射收支探測。遙感器應用研究為中國遙感應用技術的發展奠定基礎;開展成像光譜技術和微波遙感技術在海洋、陸地和大氣方麵的應用研究和應用示範。
“空間科學研究”安排了空間生命科學、微重力科學(包括空間材料科學項目,微重力流體物理研究項目),還有空間天文項目、空間環境預報和監測任務,目標是全麵提高我國空間科學水平。“空間生命科學和生物技術”研製了多種空間實驗設備,開展空間生物學效應研究、空間蛋白質結晶、空間細胞培養、空間細胞電融合以及空間蛋白質和生物大分子分離純化等研究;“空間材料科學研究”研製多工位晶體生長爐和晶體生長觀測裝置,開展二元和三元半導體光電子材料、透明氧化物晶體、金屬和合金等材料研究和空間生長,研究空間晶體生長動力學;“空間環境預報和監測”研究可以建立空間環境預報中心,發布長期、中期、短期空間環境預報和警報,進行效應預測,保障航天員、載人航天器和空間設備安全。
發展計劃
中國載人航天工程辦公室工程總體室主任王忠貴發布了我國航天技術發展在未來幾年內的“三步走”計劃:“神舟七號”飛船將於2008年升空,肩負的使命是實現航天員太空行走;2009年至2011年之間,“神舟八號”飛船將在太空中完成交會對接;而航天技術發展的第三步是建立空間站。
“神七”航天員
3名正選航天員:翟誌剛、劉伯明與景海鵬神舟七號載人飛船3名正選航天員包括入選過神五及神六計劃的翟誌剛、以及2名也曾經入選過神六的隊友劉伯明與景海鵬。進行中國航天首次太空出艙活動的是曾經2次入選神舟計劃的航天員翟誌剛,第一備選是劉伯明。
翟誌剛,1966年10月出生,黑龍江齊齊哈爾市龍江縣人,1985年加入空軍,1989年畢業於空軍第三飛行學院,曾任空軍航空兵某師戰鬥機飛行員,安全飛行950小時,被評為空軍一級飛行員。1998年1月正式成為中國首批航天員,2003年曾入選我國首次載人航天飛行航天員梯隊。2005年6月,入選“神舟”六號航天載人飛行乘組梯隊成員。現為中國人民解放軍航天員大隊二級航天員。
劉伯明,1966年9月出生,黑龍江依安人。1985年6月入伍,曾任空軍航空兵某師某團中隊長,安全飛行1050小時,被評為空軍一級飛行員。1998年1月正式成為中國首批航天員。2005年6月,入選“神六”載人航天飛行乘組梯隊成員。現為中國人民解放軍航天員大隊二級航天員。
景海鵬,1966年10月出生,山西運城人。1985年6月入伍,曾任空軍航空兵某師團領航主任,安全飛行1200小時,被評為空軍一級飛行員。1998年1月正式成為中國首批航天員。2005年6月,入選“神六”載人航天飛行乘組梯隊成員。現為中國人民解放軍航天員大隊二級航天員。
失重對航天員生活的影響
人長期生活在地麵有重力的環境裏,一旦進入失重環境,就會感到生活習慣不適應。為此,對航天員的生活須采取各種措施:為航天員設計緊身服裝,因為肥大的衣服會漂浮起來;對座艙中的物品加以固定,避免自由漂浮;食物塊破碎或表麵掉下的粒屑,會飛揚起來,鑽進航天員的眼睛、鼻子,甚至吸入氣管,引起生命危險,因此航天食品要做成塊狀,一口一塊;飲水時要用管子通入口中,防止水珠進入氣管;洗漱濺水,須用吸水器吸幹,以防止水珠聚積在空中,造成危害;航天員睡覺須用帶子或睡袋把自己捆住;在失重條件下行走時,航天員須穿用帶鉤的鞋子,能掛住網格狀的地板(天花板)。
失重對人體的生理影響
人長期在地麵重力場內生活,地球重力吸引血液向下流動。在失重環境中,血液重新分配,下肢血量減小,頭部血量增多,航天員的收縮壓一般比飛行前升高2000~2666帕(15~20毫米汞柱),平均動脈壓升高1333~1600帕(10~12毫米汞柱),靜脈壓也上升,舒張壓則下降。失重使流體靜壓梯度消失,中心靜脈壓和心房壓力增加,刺激這些部位的容積感受器,反射性地引起排尿量增加和水分及血漿量減少(約10%)。尿中排出的鈉、鉀離子增加。在失重環境中,人體骨骼受力減少,時間一久,肌肉萎縮,骨骼也會變得鬆脆,特別是失重會引起骨骼內鈣、磷鹽的喪失,使航天員返回地麵後變得軟弱無力。失重還會引起紅血球減少(8%~17%),白血球增加,T淋巴細胞減少,免疫能力減退。在失重環境中,大多數航天員還會發生前庭-植物神經反應,引起航天運動病和空間定向障礙,出現惡心、嘔吐、麵色蒼白、暈眩,影響工作能力。這種症狀常在航天的頭一周內發生,隨後症狀消失。