❶ 航天技術由哪幾部分組成
航天技術包括運載器、航天器和地面測控技術三個重要組成部分。
1、運載器
運載器主要是運載火箭。運載火箭有箭體結構、推進系統和控制系統等幾個部分。由於採用的推進劑是化學推進劑,單級火箭無法把衛星和飛船送入軌道。
2、航天器
航天器的種類很多,主要是人造地球衛星,還有空間站、宇宙飛船、太空梭、空間探測器等。
3、地面測控技術
地面測控系統在地面對航天器進行跟蹤、遙測、遙控和保持通訊聯系。通過地面測控系統人們可以獲得航天器運行的各種信息,並可以對航天器進行控制,調節它的運行狀態,以達到人們的預期目的。
航天技術是探索、開發和利用宇宙空間的技術。它是一門高度綜合性的科學技術,涉及各類航天飛行器的設計、製造、發射和應用。載人航天是航天技術的最前沿。
(1)航天技術是由什麼系統組成的擴展閱讀
航天器又稱空間飛行器,是在太空按照天體力學的規律運行並完成一定使命的各種飛行器的總稱或空間系統。1999年11月20日~21日,中國載人航天工程第一艘「神舟」無人試驗飛船飛行試驗獲得了圓滿成功。
2001年初至2002年底又相繼研製並發射成功了神舟2~4號無人試驗飛船,獲得了寶貴的試驗數據,為實施載人航天打下了堅實的基礎。神舟-5飛船是在無人飛船基礎上研製的我國第1艘載人飛船,乘有1名航天員,在軌運行1天。
參考資料來源:網路-空間技術
參考資料來源:網路-航空航天技術
❷ 航天技術主要包括哪些技術系統
通過50多年的發展,中國航天具備了五個大的能力,這是一個國家發展航天事業必不可少的:一是進入空間的能力,即火箭製造技術,發展航天事業首先要進入空間。我們研製了長征系列運載 火箭,現在一共有12種能夠滿足不同高、中、低軌道的要求。二是衛星的製造技術。到目前為止我們已經自行研製和發射了80多顆人造地球衛星,包括通信、遙感、導航定位、科學實驗衛星等幾大系列,為國民經濟各個領域提供優質服務。我們要搞衛星數據應用首先要有數據源,所以衛星就是我們的數據源。三是載人航天技術。從1999年我們國家發射了第一艘無人飛船之後,連續發射了神舟2號、神舟3號、神舟4號,在此之後我們又發射了神舟5號、6號、7號載人飛船並取得圓滿成功,使中國成為世界上第三個掌握載人航天技術的國家四是空間探測技術,嫦娥一號,二號已經成功發射,未來我國還將發射螢火一號,對距離更遠的火星進行探測。五是航天的基礎與保障能力,即火箭發射和測控技術。已經形成了完善的運載火箭和航天器的設計、製造、試驗和測試能力,這些都是必不可少的基礎設施。我們也建設了甘肅酒泉、四川西昌和山西太原三個航天發射場和覆蓋廣泛的航天測控網,衛星打上去以後要看得見,還要控制它,要按照規定的路線,所以這個測控網也已經實現了基本的全局覆蓋。
❸ 空間技術的航天技術組成
航天技術的組成
航天技術由運載器技術、航天器技術和航天測控技術三大部分組成。
(一) 運載器技術(運載火箭技術)
運載器技術,是指克服地球引力,將航天器送到外層空間的運載工具技術。航天運載器僅有火箭,所以,航天運載器技術亦稱火箭技術。
火箭,是攜帶氧化劑和燃燒劑,經過燃燒、噴射的燃氣產生反作用力推進的飛行器。它由動力裝置、制導系統和箭體組成。按發動機工質形態的不同,火箭可分為液體火箭(用液態物質作為推進劑的火箭,稱為液體火箭。液體火箭發動機通常由推力室、推進劑供應系統和發動機控制系統等組成。液體火箭發動機比推力較高,工作時間長,調節推力、關機和再啟動較容易,易於實現多發動機並聯使用)和固體火箭(用固態物質作為推進劑的火箭,稱為固體火箭。固體火箭發動機通常由殼體(燃燒室)、固體推進劑、噴管、點火裝置和推力終止裝置等組成。固體火箭發動機的結構簡單緊湊,使用方便,發射准備時間短,可靠性高。但比推力較低,推力終止精度低,重復啟動困難)兩種。
世界各國研製較為成熟的運載火箭主要有:俄羅斯(前蘇聯)的「質子」號大型運載火箭、美國的「雷神」、「大力神」系列運載火箭、中國的「長征」系列運載火箭、歐盟的「阿里亞娜」液體火箭等。
(二) 航天器技術
航天器又稱空間飛行器,是在太空按照天體力學的規律運行並完成一定使命的各種飛行器的總稱或空間系統。
航天器分為無人航天器和載人航天器兩大類:
1.無人航天器
無人航天器按是否環繞地球運行又可分為人造地球衛星和空間探測器。
2.載人航天器
載人航天器是指往返地球表面和太空之間,可運送人員和有效載荷、提供宇航員居住和工作環境的航天器。載人航天器按功能的不同可分為載人飛船、空間站、太空梭等三類。
(1)載人飛船
載人飛船是一次性載人上天和返回地面的航天器。載人飛船有衛星式載人飛船和登月式載人飛船兩種。中國「神舟」號試驗飛船於已於1999年11月20日使用「長征」—2F運載運載火箭發射成功。
(2)空間站
空間站是可接納宇航員尋訪、長期工作和居住的大型航天器。空間站在距地面幾百千米的近地軌道上運行。它設有對接艙,用於停靠載人飛船或太空梭,也可與多個空間站聯接組成空間復合體(航天城)。1971年4月9日蘇聯發射第一個航天站「禮炮」—1號,1986年2月20日蘇聯又發射新一代航天站「和平」號。2002年3月由16個國家聯合投資研製的「國際」空間站已正式在太空運行。
(3)太空梭
太空梭是可重復使用的、往返於地球表面與近地軌道之間,運送有效載荷和人員的航天器。一般用固體火箭助推入軌,在軌道上象飛船一樣運行,完成多種航天任務,再入大氣層時象飛機一樣滑翔著陸。1981年4月,美國「哥倫比亞」號太空梭試飛成功。「挑戰者」號和「發現者」號太空梭也相繼投入實用性飛行。
3.航天器的組成
航天器由不同功能的若干係統和分系統組成,一般由專用系統和保障系統組成。
(1)專用系統
這是用於直接執行特定任務的系統,隨航天器所執行的任務不同而設置。
(2)通用系統(保障系統)
這是用於保障航天器正常飛行和專用系統正常工作的航天器必要設備。一般包括:溫度控制分系統、電源分系統、姿態控制分系統、軌道控制分系統、無線電測控分系統、計算機分系統、返回分系統。
(三)航天測控技術
航天測控技術是為保證航天器在軌道上正常運行,地面與航天器進行遙測、遙控、跟蹤和通信的技術。航天測控由航天器所載測控分系統和地面測控系統共同組成。
❹ 航天技術由哪三大部分組成,各部分有什麼作用
航天技術由運載器技術、航天器技術和航天測控技術三大部分組成。
1、運載器技術(運載火箭技術)
運載器技術,是指克服地球引力,將航天器送到外層空間的運載工具技術。航天運載器僅有火箭,所以,航天運載器技術亦稱火箭技術。
2、航天器技術
航天器又稱空間飛行器,是在太空按照天體力學的規律運行並完成一定使命的各種飛行器的總稱或空間系統。
3、航天測控技術
航天測控技術是為保證航天器在軌道上正常運行,地面與航天器進行遙測、遙控、跟蹤和通信的技術。航天測控由航天器所載測控分系統和地面測控系統共同組成。
(4)航天技術是由什麼系統組成的擴展閱讀:
航天技術的發展趨勢意義:
由於發展空間技術在經濟、軍事、科技等方面具有重要意義,政治上空間技術又極大地提高了國家綜合國力及其在國際活動中的地位,所以世界上發達國家都把航天列上本國發展戰略的重要位置。
因航天技術的發展涉及到全球利益,所以國際上討論的許多重大問題都與它有關,並成立官方與民間的各種組織,聯合國還設立外層空間委員會,以協調各國之間的航天活動,制定各類涉及空間活動的國際條約、法律和規定。
中國的航天事業將持續不斷地向前發展。我國是一個發展中國家,財力有限,比起世界航天大國,我們屬於航天低投入國家。因此,我國只能在部分航天領域做出貢獻。
為了使我國在世界航天領域有相稱的地位,應加大投資力度。同時,中國提倡各國聯合和平開發利用宇宙空間,平等互利,共同為全人類的利益做出貢獻。
❺ 航天技術由哪幾部分組成
(1)航天運載器技術。
(2)航天器技術。科學衛星:用於探測和研究;
①科學衛星:用於探測和研究
②應用衛星:直接為國民經濟和軍事服務;
③技術試驗衛星:
(3)航天測控技術航天測控系統
❻ 我國載人航天工程系統是什麼
載人飛船工程是我國迄今為止最大的航天工程,由7個系統組成,即:宇航員系統、飛船應用系統、載人飛船系統、運載火箭系統、發射場系統、測控通信系統和著陸場系統。
宇航員系統
宇航員系統是載人航天工程的一個重要組成部分,與其他6個系統相比,具有較大的特殊性。載人航天飛船工程與其他航天工程最重要的區別就在於人類的直接參與飛行。宇航員系統是一個以宇航員為中心的醫學和工程相結合的復雜系統,涉及航天生命科學和航天醫學工程等許多重要領域。宇航員系統的任務是負責制定出宇航員選拔方案、內容和標准,並選拔、培訓出能夠執行載人飛行任務的宇航員;對宇航員實施有效的醫學監督和醫務保障;與此同時完成宇航服、食品和用具等裝船項目的研製。
(1)挑剔的選拔
載人飛船是有人駕駛的空間飛行器,由於飛船的發射、運行以及返回過程中特有的環境條件的復雜性、嚴酷性,還有飛船本身技術的復雜性以及出現故障的可能性和危險性,這些都決定了飛船駕駛員——宇航員不是一般人可以勝任的。
宇航員首先要能適應火箭飛行過程和太空生活中的各種惡劣條件,其次還要完成各項航天飛行任務,所以宇航員的選拔和訓練都是極其嚴格的,甚至用苛刻和嚴酷來形容也一點兒都不過分。宇航員都是從工作性質較接近的殲擊機駕駛員中選拔的那些身體素質和心理素質均好,訓練有素並具有相當飛行經驗,而且願為航天事業獻身的人。
各國航天界對宇航員的選拔都是極其重視的,選拔宇航員是一個復雜的過程,被選上進行訓練的人員也不一定都能成為真正的宇航員,所以說選拔上的人員只能叫預備宇航員或試驗宇航員。要成為預備宇航員或試驗宇航員還要過下面的幾關:
首先是身體和心理素質的要求,要進行臨床及住院的檢查,生理學和心理學的檢查。宇航員必須具備有健康的體魄、敏銳的思維和堅毅的性格。
鑒於太空生存的特殊要求,備選的宇航員必須進行詳盡的醫務檢查。首先從研究所有病歷資料做起,然後化驗血液、尿和大便,接著進行心電、胸電沖擊圖檢查,還要對胸腔、大腸、鼻旁竇、脊柱腰骶部位、胃、食管和牙齒的X光照片進行研究,另外,對眼科、前庭功能、心血管系統、肺活量等進行的一系列檢查也是必不可少的。在以上提及的身體條件中尤以心血管、中樞神經系統最為重要。
由於航天活動的特殊性,還要求宇航員必須具備優良的心理素質,包括他們的個性心理、性格氣質、智商水平和工作效率等方面的內容;考核他們在特殊環境下的適應能力、應急能力和耐力也是選拔宇航員必不可少的一項內容。備選的宇航員必須進行超重耐力、立位耐力、高低溫耐力、最大體力負荷耐力實驗,以及雜訊、振動實驗和完全隔絕的孤獨實驗。
其次,作為被選拔的宇航員,對他們的閱歷、知識水平和知識結構方面的要求也是很高的。他們起碼應有不低於大學的文化程度並且能夠適應航天環境,可以迅速掌握好航天飛行器的操作。從以上可以看出,選拔出一個合格的預備宇航員是非常不容易的,「千軍易得,一將難求」,這些人都是從無數候選者中千挑萬選出來的,從各方面來講都是人群中的佼佼者。
選拔固然不易,訓練更是艱苦。在被選拔出的預備宇航員中,經過以後艱苦嚴格的訓練、觀察、測試檢查,不斷有人被淘汰,只有完全達到宇航員條件的人才能做正式的宇航員。
(2)艱苦的訓練
那些剛剛入選的預備宇航員,在剛剛感到喜悅的同時,艱苦、枯燥甚至是苛刻的訓練生活就開始了。
我們常人很難想像得到,一艘飛船有多少系統,每個系統有多少設備,每個設備又有多少個操作按鈕,然而宇航員要一一地了解它,並且掌握它;我們同樣不能想像,從火箭起飛到太空飛行,一直到返回艙安全降落地面,這其中要經歷多少極其復雜而且與地面完全不同的過程,其中許多是人們在地面上做夢也想不到的,而宇航員要了解它、感受它,還要掌握它;同時,宇航員的太空之旅不是普通乘客的觀光旅遊,他們是去工作,要完成復雜的太空作業,他們必須掌握相關的所有知識。
由此我們可以想像得出,為了完成這么多的任務,宇航員要學習、掌握多少的新知識、新理論,要經受多少在地面上創造的嚴酷條件的考驗。
對於宇航員的訓練可以分為一般訓練和專門訓練:
一般訓練包括了各種科學技術知識的理論學習,包括了天文學、地質學、大氣物理學、機械、電子、測控、飛行力學、氣象學、制導導航理論、計算機理論、火箭技術基礎和航天醫學生物學等;還要學習和熟練掌握飛船的總體設計情況,包括飛船的各系統組成、系統的工作原理、可能的故障模式和採取的對策;在飛船的生產安裝過程中,還要觀看飛船的生產情況、設備結構和飛船的安裝情況等。
一般訓練還包括體能的訓練。如身體素質、忍耐能力和生存能力等方面的訓練。
首先是體質訓練。一般有大家都比較熟悉的早操、球類、田徑、登山、游泳和體育比賽等。這項訓練是在醫務人員的監督下進行的,目的是增強體質,提高機體對各種應急因素的耐力。其中登山運動最為有益,它不僅能訓練宇航員的體質,還可向宇航員提供低氣壓和氧分壓、空氣溫度和濕度急劇變化及紫外線、紅外線輻射的條件,以提高機體對特殊因素作用的穩定性。
其次是飛行訓練和航天模擬訓練。在航天過程中有許多對人類影響重大的外界因素,主要有飛船上升階段和下降階段的超重、震動和雜訊,以及軌道飛行階段的失重、真空、輻射和懸殊的溫差變化。為了使宇航員熟悉和適應這些獨特的環境狀況,人們在地面上建立了一系列的模擬設備,例如大型離心機、失重飛機、震動台、雜訊模擬器、變溫艙、變壓艙、輻射室等等。宇航員要在專門的設備上進行超重、失重、低氣壓、高低溫度交變、振動、雜訊、沖擊、寂寞隔絕環境下的針對訓練。
在航天生活中最常見到而且必須長期忍受的就是失重了,這也是宇航員生活與正常人生活最不同的地方,必須重點訓練。在基礎訓練中和專門訓練中都將重點進行,我們將在介紹專門訓練時詳細介紹失重訓練的具體情況。
另外,經常的飛行訓練可以保持宇航員的飛行技術,還可以進一步提高宇航員在可能的失誤情況下迅速做出判斷和反應的能力。
除以上訓練外,還要進行必要的救生訓練。為了訓練宇航員在著陸後的自救能力,要進行熱帶、沙漠以及海上的緊急著陸訓練。先以授課的形式講解生存概念,各種環境條件特徵和要素,然後進行生存方法的示範練習,最後每種情況至少進行一周的訓練,內容包括:在無人營救的情況下,如何出艙、如何呼救、無線電聯系、定向,甚至覓食、搭帳篷等一系列保證生存的工作。
專門訓練是針對特定的飛船在發射前1年的訓練。在專門訓練之前,宇航員對飛船的有關知識已經掌握很多了。這時要對他們進行基本操作知識、操作技能和操作程序的訓練,還有宇航員分組配合工作的訓練,以及航天生活方式的訓練。通過這種訓練,使宇航員能夠掌握飛行計劃,並熟練地操控飛船完成預定的任務,很好地在太空中生存。
這時宇航員要在專門的飛船模擬器中進行訓練,美國的休斯敦載人航天中心、俄羅斯加加林宇航中心都有完備的訓練模擬器。模擬器可以完全模擬飛船的各個系統設備的工作情況,模擬飛船的發射、運行、交會對接、返回制動以及返回地球時的各種過程和現象,使宇航員就像進行真實飛行一樣,完成一次完整的飛行,做應該做或可能做的各種工作。
除此之外,模擬器還可以根據對飛船的故障分析,模擬數百種故障。這種有意造成的故障,可以訓練宇航員的分析判斷、排除故障的能力及應變能力。經過這樣的訓練,宇航員在真正航天飛行過程中遇到故障也可以較好地完成任務,不至於手忙腳亂了。
宇航員還要再次接受飛行中可能受到的環境訓練,例如飛船的熱真空試驗。這項試驗是在特製的可以抽成真空的容器內進行,宇航員進入被放在真空模擬器中的飛船內工作,進行試驗,模擬高真空和溫度交變條件下的環境。
宇航員在太空中遇到的最普通又最長期的特殊情況就是失重了,為此宇航員必須接受嚴格的失重訓練,並在起飛前再次接受這方面的長期培訓。
為了在地面上能夠形成模擬空間失重情況,人們想了許多辦法。開始時是採用飛機的拋物線飛行造成失重環境,但是這種辦法只能產生30秒鍾的失重狀態,後來又採用了落塔式、落管式等方法,但這些方法最多隻能產生幾分鍾的失重環境。而宇航員在太空中要長期處於失重狀態,為了訓練宇航員對失重狀態的適應能力,就必須創造長時間的失重環境,使宇航員達到在這種環境下訓練的目的。為此,美國人在馬歇爾空間中心研製了大型中性浮力水槽試驗裝置。
簡單地說,這個裝置就是一個盛有特殊制備用水的大型水槽,直徑有23米,深12米。將受試物如飛船放入水中,利用水的浮力作用使它成為中性漂浮物,用以模擬零重力條件。讓被訓練的宇航員穿上宇航服,並在宇航服上經過適當的配重,使他呈現失重狀態,就可以進行長時間的模擬訓練了。
航天模擬訓練除了技術性的訓練還包括航天生活方式的訓練。航天生活的衣食住行與地面上的生活截然不同,在宇航員進入太空前必須在人工大氣的條件下、採用特殊作息制度生活一段時間,還必須學會太空食品的食用方法、在太空中穿衣睡覺等實際生活訓練。
經過以上的選拔和訓練中的淘汰,剩下的完全達到宇航員條件的人才能成為真正的宇航員,他們不僅要完全符合各方面的嚴格要求,而且鑒於太空飛行有極大的危險性,他們還要具有勇敢的獻身精神,可以說他們都是太空探測的勇士。正是由於他們擁有勇敢的獻身精神和勇於探索的能力,才使得人類的載人航天技術取得了輝煌的進步,他們為人類征服宇宙,探索空間做出了巨大的貢獻。
(3)訓練中的危險
宇航員的訓練不僅艱苦、苛刻,而且有時候還要面臨極度的危險,甚至面臨死亡。
1967年1月27日,預計擔任首次載人飛行的「阿波羅4」號飛船在美國的肯尼迪飛行中心進行地面試驗,就在即將發射之際,指令艙內突然燃起了熊熊大火,頃刻之間,飛船就被淹沒在了一片火海中,整個座艙內充滿了火焰和濃煙,飛船中的3名宇航員只來得及說了一句「救救我們」,就沒有了聲息。
由於當時的艙門不能迅速打開,雖然地面人員迅速沖過去搶救了,但是為時已晚,3名宇航員已經都被活活地燒死了。
這3名宇航員是海軍少校羅傑·查非、空軍中校愛德華·懷特以及已經參加過兩次航天活動的空軍中校格里索姆。
經事後的調查,這次事故是由於電器線路的短路,造成了電火花,引燃了座艙造成的。
這次慘劇發生之後,美國宇航局對載人飛船的結構做了比較大的改革,安裝了可以在2~3秒鍾之內迅速打開的活動艙門以代替以前需用90秒鍾才可以打開的舊艙門;用金屬包皮代替了以前的聚四氟乙烯包皮;用不銹鋼導管代替了以前的鋁制導管;最重要的一點是後來的座艙中開始沖灌類似於地面空氣成分的氣體,以代替以前的純氧。這些改革措施大大加強了宇航員在飛船起飛時的安全性。
「阿波羅4」號的事故使美國的「阿波羅」號第一次載人航天飛行推遲了1年多的時間,直到1967年10月,美國的「阿波羅7」號才正式載人飛入了太空。
為了紀念這3位在航天事業英勇獻身的宇航員,1971年8月「阿波羅15」號登月飛船的登月艙登上月球的時候,踏上月球表面的兩名宇航員所做的第一件事就是將查非、懷特和格里索姆的骨灰撒在了月球的土地上。他們生前沒有完成自己的心願,死後就讓他們融入這片魂牽夢繞的土地吧!
「阿波羅15」號的宇航員撒下懷特等骨灰的同時,還在月面上安放了一塊金屬牌,牌上刻著到那時為止包括前蘇聯的所有為人類的航天事業獻身的宇航員們的姓名,人類將永遠不會忘記這些勇於探險的先驅們。
宇航員們就是要通過如此艱苦乃至要獻出自己生命的訓練,才可能成為一名正式的宇航員,才有了進入太空的資格。然而要真正拿到太空的通行證,要想成為一名真正的征服太空的勇士,光憑上述這些還不夠,因為即使成為了正式宇航員也不一定意味著可以真正踏入宇宙,他們還必須經過最後一關——上天前的選擇。
(4)最後的選擇
前蘇聯的宇航員加加林是世界上第一個離開地球進入太空的人,實在可以說是一個幸運兒。那麼是不是每一個正式的宇航員都有進入太空的幸運呢?當然不是的。
為了保證載人航天任務的順利實施,一般在確定宇航員時要准備幾組人選,起碼要有兩組備份,即候補宇航員。據說加加林當年也不過是一個候補宇航員,他的步人太空還具有一定的戲劇性呢!
因為前蘇聯的「東方」號飛船決定一次只上一個人,所以一組人中共有3名人選,而加加林是第三名,即最後一名。巧合的是第一名宇航員可能是精神緊張,晚上沒有休息好,在第二天即將發射前,做最後的身體檢查時,發現其血壓不正常,心律也不佳,他就被淘汰了,決定換第二名人選上。更巧的是,第二名宇航員可能心裡一直在緊張,「萬一第一個人不行,馬上就輪到我了」,不由得多了幾分期盼與興奮,何況這事情又帶有一定的危險性,心裡不免又有些緊張和不安,所以一檢查身體,也未達到飛行的條件,又被淘汰了。而加加林的心態與前兩位就不太一樣了。他認為前面有兩位宇航員呢,他們都是從許多訓練者中精選出來的,兩人都不合格而輪到他的可能性不大。因此,他的心境平和,情緒放鬆,飲食休息十分自如,一經測量,一切正常,當時決定由他進艙,完成這一劃時代的使命,加加林的名字也因此而載入史冊。
通過上面的故事來看,我們可以說加加林是歷史的幸運兒,由此我們也可以看出飛行前心理素質的重要性了。飛行前心態的調整就是進入太空前宇航員要過的最後一關。
(5)醫療監督與保障
宇航員系統不僅是選拔和訓練宇航員,還包括對宇航員實施有效的醫學監督和醫務保障。
宇航員的訓練和培訓需要花費大量的金錢,所以說宇航員是用金子打造出來的,宇航員的健康和生命是極為重要的。
宇航員的整個訓練過程都必須在醫務人員的監督下進行,以確保宇航員的身體健康和生命安全。醫務人員還必須對宇航員進行定期的身體檢查,對宇航員的一點兒小恙更是忽視不得。
宇航員們在太空中的健康更是不容忽視的大問題。載人飛船上設立有遙測設備,這些設備除了向地面傳送飛船的各種工程參數以外,最重要的一個任務就是隨時向地面傳送宇航員的生理參數,如血壓、心率、體溫、呼吸狀況等;同時還在宇航員的身上典型部位安裝了各種感測器,以觀察監視宇航員的身體健康狀況和在空間條件下工作時各種生理特徵的變化和反應。這樣做不僅是為了獲得一些人類在太空生活狀況的重要參數,主要也是為了宇航員的健康和安全考慮的。自從宇航員一離開地面,地面醫務人員的心也就緊跟著緊張起來了,他們隨時密切關注著宇航員的每個變化,一旦發現宇航員的身體出現異常的狀況時,就會馬上與載人飛船聯系,如果情況不嚴重就會指導宇航員自我治療,如果情況嚴重,就會讓宇航員馬上返航。
可以說,宇航員從開始參加選拔一直到順利返回地球都是在醫務人員的控制之下的,他們能夠取得今天如此的成就,醫務人員功不可沒。
(6)後勤研製與供應
載人航天整個工程就像一場巨大的戰役,俗話說:「兵馬未動,糧草先行。」這正好說明了後勤的重要性。
後勤部門主要負責宇航服、航天食品和航天用具等裝船項目的研製,這些都是直接關繫到宇航員在太空中的生活乃至生存的重要物品,每個細節都必須考慮周到。
宇航員在太空中的飲食和生活用品將有一章做專門的介紹,下面就以美國首次登上月球的「阿波羅11」號的宇航員們所穿的宇航服來說明航天後勤工作的復雜性。
美國宇航局為宇航員登月而特別研製的宇航服每件價值30萬美元,由服裝、背包生保系統、應急氧儲備和天線裝置構成,總重量達到了93千克。看到這里有人會問題:穿上這么重的宇航服,宇航員還走得了路嗎?這些事兒專家們考慮得很清楚,月球的引力只有地球的1/6,這一整套設備在月球上只有15?5千克重,宇航員穿上它依然可以步履如飛,絕對不會影響他們的工作。這套宇航服一共由16層材料組成,可以保溫、供氧,還可以防止微隕石的襲擊。
宇航服上的頭盔是與宇航服分離的,使用時用一個金屬卡圈與宇航服的頭頸部連接到一起。頭盔的外殼由一種很結實又很輕巧的聚碳酸鹽類材料製成,可以有效防止比較大的撞擊。頭盔還設計有兩層面罩,可以保護宇航員的眼睛不受太空間強烈的紫外線、紅外線以及細小的流星微粒的傷害。
與宇航服配套的手套也是特製的,有一個特殊纖維製成的外殼,內層是絕熱的材料,以避免宇航員在工作中與極熱或極冷的物體接觸時手受到傷害。手套的指端由硅有機橡膠製成,可以提高宇航員手指的敏感性,使得宇航員戴上了看似如此笨重的手套,仍能進行非常細致的工作。
與宇航服配套的套靴的製作也是異常精細的,一共由21層絕熱材料製成,可以保證宇航員在任何情況的地面上如履平地。
宇航服雖然很好,但是畢竟不太舒適,宇航員在飛船中不能一天到晚都穿著它。為此,除了在太空中穿的宇航服之外,後勤部門的專家們還為宇航員們量身製作了一套在載人飛船生活艙內穿的飛行服。這套飛行服由特氟綸材料製成,非常輕便,保暖性能良好,適合宇航員平時在生活艙中穿著。即使這樣一套只在生活艙中穿的飛行服,科學家們也沒有忘記在衣服上設計了一個特製的口袋,裡面裝入了宇航員在太空中的一些必備用品,以防不測。
從以上這些,我們就可以看出後勤研究部門考慮得有多麼周到了。正是由於他們細致周到的工作,宇航員們才能在太空中生活得健康、安全和舒適。所以我們才說後勤保障是載人航天必不可少的重要環節。
飛船應用系統
飛船應用系統的主要任務就是利用載人飛船進行眾多的空間實驗,在太空中開展對地觀察、環境監測以及進行材料科學、生命科學、空間天文學和流體科學等學科的應用和實驗。
載人飛船系統
「神舟」號載人飛船,完全是我國自行研製的,是我國目前發射的最大的空間飛行器,它的發射充分顯示了我國航天技術的實力。
下面介紹載人飛船系統的主要設備:
(1)飛船的保護層——整流罩
這是飛船發射時必不可少的一個設備——整流罩。
就像前面發射情況下看到的那樣,在火箭發射的時候,我們其實並看不到飛船是什麼樣子,而只是看到了一個大罩子,這個罩子是什麼呢?它又有什麼用呢?我們所見到的這個大罩子就被稱為整流罩,它的作用是保護飛船。一方面因為飛船上有很多嬌氣的設備,例如太陽能電池帆板、飛船上用來對地觀測的窗口,這些設備為了防止污染,在發射前都需要保護;另一方面就是為了防止飛船發射時的氣動加熱。
那麼,什麼叫氣動加熱呢?火箭從發射台起飛後,它的速度是從零開始逐漸加大的,在飛出大氣層以前就可以達到2~3千米/秒的速度,這么高的速度會使得飛船和大氣產生強烈的摩擦,產生巨大的熱量。我們都知道摩擦生熱的道理,在火箭發射時產生的這種摩擦生熱的情況就叫做氣動加熱。
在火箭和飛船進入太空的階段氣動加熱會使太陽電池過熱,影響使用的效果,甚至會損毀太陽電池,使得載人飛船在進入太空後沒有能量。還有,氣動加熱燒毀的東西還會污染飛船的窗口,影響飛船在太空中執行任務的質量。
因此,為了保護飛船,使得飛船可以在太空圓滿完成任務,飛船在發射之前就包在了整流罩里,直到飛船飛出大氣層後整流罩才被拋掉,這時載人飛船才以真面目暴露在太空空間里。
(2)飛船的三個艙段
軌道艙位於飛船的前部,是飛船重要的艙段。軌道艙為密封結構,其外形為兩端帶有錐角的圓柱形,作為宇航員的主要工作艙和生活艙,宇航員在太空中的主要活動都將在這里進行,所以裡面設有完備的生活和工作設施。另外,宇航員在太空活動期間,軌道艙還兼具有效載荷試驗時的實驗艙、交會對接試驗時的對接目標、宇航員出艙活動時的氣閘艙以及作為天地往返運輸器時的貨艙。
軌道艙除了以上功能還有一個重要的功能,就是作為衛星的功能。載人飛船完成了軌道任務返回時,不是一起回來的,只有返回艙回到地面,其他的兩個艙段就留在了軌道上。因此,軌道艙還將在軌道上工作下去,起到了一顆衛星的功能。這是一個非常巧妙的方法,既完成了空間任務,返回艙帶著在太空中得到的成果返回了地球,軌道艙又得到了廢物利用,避免了不必要的浪費,實在是一舉幾得的好事。
飛船中部呈倒錐形的部分就是返回艙了。返回艙為密閉防熱結構,是宇航員們的座艙,宇航員們還要靠它返回地球,所以對它的要求最高,它要有一系列的設施以保障宇航員們的安全。
之前已經談到了氣動加熱的問題,返回艙返回地面的時候同樣會遇到這個問題。而且返回艙在返回時以8千米/秒的速度沖向地球,距離地球越近大氣的密度也就越大,返回時的氣動加熱比發射的時候還嚴重得多,因此就會產生更大的熱量。然而此時飛船已經沒有整流罩的保護了,這就要靠返回艙了。因此,對返回艙的結構材料的要求很高,必須要解決一系列的技術問題,使得返回艙要有良好的防熱和隔熱性能,飛船不僅不能被焚毀於大氣層中,還要保證飛船內部的溫度不能超過一定的范圍,否則宇航員承受不了也將前功盡棄。
氣動加熱的問題在航天史的早期被稱為熱障,意思就是說氣動加熱是一道難以逾越的屏障。當然,隨著科學技術的發展,這個屏障早已被聰明的人類越過了,但是,氣動加熱問題在現代航天界依然是一個技術難關,目前世界上也只有美國、俄羅斯和中國解決了這個問題。
推進艙位於飛船的尾部,也是一個圓柱體,而且由於宇航員不會進入這個艙段,所以推進艙的結構是非密封的。其底部是與火箭對接的對接面,艙內主要裝有飛船的動力裝置。推進艙的主要作用是存貯燃料和用於飛船的姿態控制、軌道維持、變軌和制動等。
載人飛船上在這三大艙段內還裝有許多系統設備,例如生命保障系統、通訊系統以及宇航員的生活設施等。
運載火箭系統
對於載人飛船的發射,火箭可是極為重要的一環,載人飛船必須得由火箭加速到一定速度並送入預定軌道,載人飛船才能圍繞地球飛行,遨遊太空。
「神舟」號載人飛船的發射利用的是我國自己研製的「長征」系列運載火箭。「長征」系列運載火箭曾經多次在我國的發射史上立下大功,在世界的運載火箭系列中也享有盛譽。
「長征」系列運載火箭雖然出色,但直接用來發射載人飛船還是不行的。火箭發射載人飛船時,宇航員的安全性指標要達到0?997以上,所以原來的「長征」號運載火箭用於載人飛船的發射,其可靠性還是遠遠達不到要求。
為了達到宇航員安全性指標,「長征」運載火箭還要進行大量的適應性修改設計,以提高火箭的可靠性和安全性。工程技術人員對「長征」運載火箭原有的箭體結構、動力裝置系統、控制系統、遙測系統、外彈道測量系統都進行了改造,提高了其可靠性,另外還增加了故障檢測系統和逃逸救生系統,以提高上升階段宇航員的安全性。
火箭的故障檢測系統和逃逸救生系統的設置是載人航天不同於其他航天飛行器的突出特點,是保障宇航員安全必不可少的設施。
首先發射載人飛船的火箭上必須有故障自動診斷系統,能夠隨時監測火箭各個部位和各個系統是否出現了故障,而且能夠立即識別出故障的嚴重程度,判斷對宇航員的安全是否有威脅。一旦發現嚴重的事故,就要啟動逃逸救生系統,使逃逸飛行器與火箭的所有機械、電路、氣路、液路迅速分離,並帶領宇航員飛行到安全的區域。這一系列動作往往只爭毫秒之間。
能不能准確地進入預定的軌道是飛船能否正常工作和准確返回的關鍵的第一步,而發射入軌則主要是火箭的功勞,所以說「神舟」號順利進入太空,「長征」火箭立了一個頭功。
發射場系統
(1)建立發射場的地理條件
我們的國土雖然遼闊,但航天發射場對地理條件的要求非常的苛刻,要有合適的地理位置和地形,要有良好的氣象與水資源,還要有可靠的安全保障條件,並不是什麼地方都可以建發射場的。而載人飛船的發射場在選擇地址的時候,不僅考慮到要具有發射其他航天器的條件之外,還必須更多考慮到參與飛行的人員安