火箭在大气层中穿行的时候,就像鸟儿在天空飞翔,不仅需要羽翼的保护,还要有像鸟儿羽翼那样流畅的线型,以保持气动外形,穿云破雾。但航天器的外形却不具备这样的特点,于是,航天专家们给航天器穿上了一件巨大的人工“羽衣”,这就是火箭的整流罩。
整流罩由高强度、轻质、耐高温,且无线电透波性强的材料制成,位于运载火箭的顶部。火箭升空前,整流罩在地面保护航天器,保证航天器对温度、湿度、洁净度的要求。火箭升空穿过大气层时,整流罩可以使航天器免受气动力和气动热影响以致损伤。运载火箭飞出大气层后,整流罩将沿箭体纵向分成两瓣并被抛开,完成它的使命。
太空服装不简单
中国航天员的航天服是我国自主研制的,具备国际先进水平。按功能分为舱内航天服和舱外航天服,搭乘神舟六号飞船的两名航天员将不出舱活动,所以只配备了舱内航天服。
舱内航天服呈乳白色,局部镶有天蓝色边线。由3部分组成:一是限制层,由耐高温、抗磨损材料制成,用来保护服装内层结构;二是气密层,用涂有丁基或氯丁橡胶的锦纶织物制成,有良好的气密性,防止服装加压后气体泄漏;三是散温层,与内衣裤连接在一起,有许多管道,通过气流在服装内的流动,带走人体代谢产生的热量。整套衣服重约10公斤,价值高达数十万元人民币。
从外形上看,航天服心脏部位有一个可以拧动的圆形装置,用来调节衣服内的压力、温度和湿度。右腹部位置有一根细管,是航天员的通信工具;左腹部处有两条管路,是给航天员供氧和排放二氧化碳的设备。
飞船在轨道飞行时,航天员一般不穿航天服。但在容易出现事故的飞行时段,必须穿上航天服。当飞船座舱出现意外失压时,启动舱内航天服系统救生,可在6小时内保证航天员的生命安全。
航天服虽然结构复杂,看似有些笨重,但在太空失重的情况下,穿起来并不困难,航天员一般10分钟内即可穿戴完毕,穿着它工作和生活也能轻松自如。
天宫饮食不容易
神舟六号两位航天员的食谱包括50多种各类食品,航天员每日进餐3次,每餐可以享用到五六种食品。
这些食品包括主食和副食。主食以米饭为主,每份米饭140克,装在真空包装袋中,食用时使用加热器加热。副食包括肉类、蔬菜、罐头3大类,其中肉类包括陈皮牛肉、牛肉丸子、墨鱼丸子等,蔬菜类都是各种复水蔬菜,包括香菇菜心、素什锦等,罐头类也都以肉类罐头为主,如牛肉罐头、猪肉罐头等。通过对这些食品的科学搭配,可以保证航天员在太空中主食2天不重样、副食4天不重样。
航天员在太空还能吃上水果。经过低温冷冻、去掉水分等程序处理的草莓、苹果、香蕉等水果,味道也相当不错。航天员还可以喝上咖啡、绿茶或橙汁等饮料,此外还有奶油浓汤。当然,这些都是复水饮料。
用餐时,航天员每人一套餐具,包括餐盘、勺子、叉子、安全剪刀等,将餐盘束缚在航天员一侧大腿上,勺子、安全剪刀等吸附于餐盘上,利用餐盘上的尼龙搭扣,将食品固定在餐盘内。航天员取食食品,要闭嘴咀嚼,防止残渣外泄。食品用勺子食用,饮料用吸管吸食。餐后,航天员要将食品包装袋及剩余食品放入废弃物收集袋中,以防止食品碎屑、水滴或包装在飞船座舱内到处漂浮。
太空“方便”不方便
在太空中居住,航天员感到最不方便的可能就是大小便了。神舟六号飞船上安装了我国科学家自己研制的太空马桶。航天员需要方便时,只需要将马桶上的塑料软管紧贴到排泄器官上,马桶内的抽气设备将会把航天员的大小便收集到一个固定的容器里。小便也许比较简单,但大便就不太容易了。根据美国和俄罗斯宇航员的经验,在无重力的环境里人体内的肠子漂浮着,内脏并不能正常工作,许多人从太空马桶上下来时经常喃喃自语:“又失败了。”
需要注意的是,太空中放屁也得小心,因为其反作用力可能会把人推走,而且还会污染航天器座舱中的环境。屁中的氢和甲烷等成分还是可燃气体,严重时可引起爆炸,因此必要的时候最好到厕所里解决,看来在太空里只好忍一忍了。
火箭为何掉碎片
神舟六号飞船发射升空时,身上在不断地掉落一些碎片。这是为什么呢?位于西北戈壁深处的酒泉卫星发射中心夜间气温已达到零摄氏度以下。长征二号F型运载火箭的测试发射理论温度是零下20摄氏度,但是,低温可能导致某些产品出现低温效应,如密封件失效、电缆插头接触不良等故障,这些都有可能成为发射时的致命“杀手”。为了尽可能减小低温的不利影响,往往会采取一些保温措施,其中,在火箭箭体上贴泡沫塑料是最常用也最简便的一种办法,实践证明经济有效。火箭点火升空后,大气的剧烈摩擦会将这些泡沫塑料从箭体上剥离下来,这就成了人们看到的从火箭身上掉下的碎片。
长征火箭笑傲太空
长征二号F火箭是中国航天史上第一次用于载人航天的全新的运载火箭,也是目前中国所有运载火箭中起飞质量最大、长度最长、系统最复杂的火箭。从下到上依次由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔等部分组成。火箭全长58.3米,起飞质量为479.8吨,运载能力为7800吨,可以把飞船送入200公里-450公里的近地轨道。长征二号F载人火箭可靠性提高到0.97,使航天员的安全性达到0.997,成功率为100%,其可靠性、安全性和成功率均已达到国际先进水平。
■55项新技术:长征二号F火箭首次在国内火箭上采用了55项新技术,其中的火箭故障检测系统和逃逸系统等主要关键技术,属于世界性难题。数百种火箭故障模式及逃逸判据,实现了运载火箭在待发段和上升段发生故障时的自动检测、自动诊断故障,并能发出故障信息给逃逸系统,实施航天员自动逃逸和地面指令逃逸,这一技术达到了国际先进水平。
■实现了“三垂”:长征二号F火箭在国内航天史上实现了“三垂”:飞船和火箭在技术区实现了垂直总装测试;实现了运载火箭高度垂直竖立情况下,在自发电源的驱动下,沿着铁轨自行行走1.5公里的垂直运输;实现了1.5公里的远距离发射。这些技术都达到了国际先进水平。
■“三重逃逸系统”:长征二号F火箭取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能,配备了逃逸系统,一旦出现意外,它可以随时启动。这三种逃逸系统是:低空逃逸、高空逃逸和船箭应急分离。
低空逃逸是指起飞前30分钟到起飞后120秒即火箭抛逃逸塔前,包括在发射台上的逃逸。低空逃逸是通过逃逸塔来实现的,故称“有塔逃逸”。
火箭抛逃逸塔(起飞后120秒)到整流罩分离前(起飞后200秒),可实施高空逃逸即“无塔逃逸”,由4个高空逃逸发动机和两个高空分离发动机为整流罩提供动力,从而带飞船离开箭体。
整流罩分离后到船箭分离前(起飞后约584秒)如果发生故障,可实施船箭应急分离。飞船成功逃逸后,将降落在内蒙古巴丹吉林沙漠到陕西榆林约800公里的范围内。