登陆注册
2996300000011

第11章 世界各国对航天的探索(7)

(5)医疗监督与保障

宇航员系统不仅是选拔和训练宇航员,还包括对宇航员实施有效的医学监督和医务保障。

宇航员的训练和培训需要花费大量的金钱,所以说宇航员是用金子打造出来的,宇航员的健康和生命是极为重要的。

宇航员的整个训练过程都必须在医务人员的监督下进行,以确保宇航员的身体健康和生命安全。医务人员还必须对宇航员进行定期的身体检查,对宇航员的一点儿小恙更是忽视不得。

宇航员们在太空中的健康更是不容忽视的大问题。载人飞船上设立有遥测设备,这些设备除了向地面传送飞船的各种工程参数以外,最重要的一个任务就是随时向地面传送宇航员的生理参数,如血压、心率、体温、呼吸状况等;同时还在宇航员的身上典型部位安装了各种传感器,以观察监视宇航员的身体健康状况和在空间条件下工作时各种生理特征的变化和反应。这样做不仅是为了获得一些人类在太空生活状况的重要参数,主要也是为了宇航员的健康和安全考虑的。自从宇航员一离开地面,地面医务人员的心也就紧跟着紧张起来了,他们随时密切关注着宇航员的每个变化,一旦发现宇航员的身体出现异常的状况时,就会马上与载人飞船联系,如果情况不严重就会指导宇航员自我治疗,如果情况严重,就会让宇航员马上返航。

可以说,宇航员从开始参加选拔一直到顺利返回地球都是在医务人员的控制之下的,他们能够取得今天如此的成就,医务人员功不可没。

(6)后勤研制与供应

载人航天整个工程就像一场巨大的战役,俗话说:“兵马未动,粮草先行。”这正好说明了后勤的重要性。

后勤部门主要负责宇航服、航天食品和航天用具等装船项目的研制,这些都是直接关系到宇航员在太空中的生活乃至生存的重要物品,每个细节都必须考虑周到。

宇航员在太空中的饮食和生活用品将有一章做专门的介绍,下面就以美国首次登上月球的“阿波罗11”号的宇航员们所穿的宇航服来说明航天后勤工作的复杂性。

美国宇航局为宇航员登月而特别研制的宇航服每件价值30万美元,由服装、背包生保系统、应急氧储备和天线装置构成,总重量达到了93千克。看到这里有人会问:穿上这么重的宇航服,宇航员还走得了路吗?这些事儿专家们考虑得很清楚,月球的引力只有地球的1/6,这一整套设备在月球上只有155千克重,宇航员穿上它依然可以步履如飞,绝对不会影响他们的工作。这套宇航服一共由16层材料组成,可以保温、供氧,还可以防止微陨石的袭击。

宇航服上的头盔是与宇航服分离的,使用时用一个金属卡圈与宇航服的头颈部连接到一起。头盔的外壳由一种很结实又很轻巧的聚碳酸盐类材料制成,可以有效防止比较大的撞击。头盔还设计有两层面罩,可以保护宇航员的眼睛不受太空间强烈的紫外线、红外线以及细小的流星微粒的伤害。

与宇航服配套的手套也是特制的,有一个特殊纤维制成的外壳,内层是绝热的材料,以避免宇航员在工作中与极热或极冷的物体接触时手受到伤害。手套的指端由硅有机橡胶制成,可以提高宇航员手指的敏感性,使得宇航员戴上了看似如此笨重的手套,仍能进行非常细致的工作。

与宇航服配套的套靴的制作也是异常精细的,一共由21层绝热材料制成,可以保证宇航员在任何情况的地面上如履平地。

宇航服虽然很好,但是毕竟不太舒适,宇航员在飞船中不能一天到晚都穿着它。为此,除了在太空中穿的宇航服之外,后勤部门的专家们还为宇航员们量身制作了一套在载人飞船生活舱内穿的飞行服。这套飞行服由特氟纶材料制成,非常轻便,保暖性能良好,适合宇航员平时在生活舱中穿着。即使这样一套只在生活舱中穿的飞行服,科学家们也没有忘记在衣服上设计了一个特制的口袋,里面装入了宇航员在太空中的一些必备用品,以防不测。

从以上这些,我们就可以看出后勤研究部门考虑得有多么周到了。正是由于他们细致周到的工作,宇航员们才能在太空中生活得健康、安全和舒适。所以我们才说后勤保障是载人航天必不可少的重要环节。

飞船应用系统

飞船应用系统的主要任务就是利用载人飞船进行众多的空间实验,在太空中开展对地观察、环境监测以及进行材料科学、生命科学、空间天文学和流体科学等学科的应用和实验。

载人飞船系统

“神舟”号载人飞船,完全是我国自行研制的,是我国目前发射的最大的空间飞行器,它的发射充分显示了我国航天技术的实力。

下面介绍载人飞船系统的主要设备:

(1)飞船的保护层——整流罩

这是飞船发射时必不可少的一个设备——整流罩。

就像前面发射情况下看到的那样,在火箭发射的时候,我们其实并看不到飞船是什么样子,而只是看到了一个大罩子,这个罩子是什么呢?它又有什么用呢?

我们所见到的这个大罩子就被称为整流罩,它的作用是保护飞船。一方面因为飞船上有很多娇气的设备,例如太阳能电池帆板、飞船上用来对地观测的窗口,这些设备为了防止污染,在发射前都需要保护;另一方面就是为了防止飞船发射时的气动加热。

那么,什么叫气动加热呢?火箭从发射台起飞后,它的速度是从零开始逐渐加大的,在飞出大气层以前就可以达到2~3千米/秒的速度,这么高的速度会使得飞船和大气产生强烈的摩擦,产生巨大的热量。我们都知道摩擦生热的道理,在火箭发射时产生的这种摩擦生热的情况就叫做气动加热。

在火箭和飞船进入太空的阶段气动加热会使太阳电池过热,影响使用的效果,甚至会损毁太阳电池,使得载人飞船在进入太空后没有能量。还有,气动加热烧毁的东西还会污染飞船的窗口,影响飞船在太空中执行任务的质量。

因此,为了保护飞船,使得飞船可以在太空圆满完成任务,飞船在发射之前就包在了整流罩里,直到飞船飞出大气层后整流罩才被抛掉,这时载人飞船才以真面目暴露在太空空间里。

(2)飞船的三个舱段

轨道舱位于飞船的前部,是飞船重要的舱段。轨道舱为密封结构,其外形为两端带有锥角的圆柱形,作为宇航员的主要工作舱和生活舱,宇航员在太空中的主要活动都将在这里进行,所以里面设有完备的生活和工作设施。另外,宇航员在太空活动期间,轨道舱还兼具有效载荷试验时的实验舱、交会对接试验时的对接目标、宇航员出舱活动时的气闸舱以及作为天地往返运输器时的货舱。

轨道舱除了以上功能还有一个重要的功能,就是作为卫星的功能。载人飞船完成了轨道任务返回时,不是一起回来的,只有返回舱回到地面,其他的两个舱段就留在了轨道上。因此,轨道舱还将在轨道上工作下去,起到了一颗卫星的功能。这是一个非常巧妙的方法,既完成了空间任务,返回舱带着在太空中得到的成果返回了地球,轨道舱又得到了废物利用,避免了不必要的浪费,实在是一举几得的好事。

飞船中部呈倒锥形的部分就是返回舱了。返回舱为密闭防热结构,是宇航员们的座舱,宇航员们还要靠它返回地球,所以对它的要求最高,它要有一系列的设施以保障宇航员们的安全。

之前已经谈到了气动加热的问题,返回舱返回地面的时候同样会遇到这个问题。而且返回舱在返回时以8千米/秒的速度冲向地球,距离地球越近大气的密度也就越大,返回时的气动加热比发射的时候还严重得多,因此就会产生更大的热量。然而此时飞船已经没有整流罩的保护了,这就要靠返回舱了。因此,对返回舱的结构材料的要求很高,必须要解决一系列的技术问题,使得返回舱要有良好的防热和隔热性能,飞船不仅不能被焚毁于大气层中,还要保证飞船内部的温度不能超过一定的范围,否则宇航员承受不了也将前功尽弃。

气动加热的问题在航天史的早期被称为热障,意思就是说气动加热是一道难以逾越的屏障。当然,随着科学技术的发展,这个屏障早已被聪明的人类越过了,但是,气动加热问题在现代航天界依然是一个技术难关,目前世界上也只有美国、俄罗斯和中国解决了这个问题。

推进舱位于飞船的尾部,也是一个圆柱体,而且由于宇航员不会进入这个舱段,所以推进舱的结构是非密封的。其底部是与火箭对接的对接面,舱内主要装有飞船的动力装置。推进舱的主要作用是存贮燃料和用于飞船的姿态控制、轨道维持、变轨和制动等。

载人飞船上在这三大舱段内还装有许多系统设备,例如生命保障系统、通讯系统以及宇航员的生活设施等。

运载火箭系统

对于载人飞船的发射,火箭可是极为重要的一环,载人飞船必须得由火箭加速到一定速度并送入预定轨道,载人飞船才能围绕地球飞行,遨游太空。

“神舟”号载人飞船的发射利用的是我国自己研制的“长征”系列运载火箭。“长征”系列运载火箭曾经多次在我国的发射史上立下大功,在世界的运载火箭系列中也享有盛誉。

“长征”系列运载火箭虽然出色,但直接用来发射载人飞船还是不行的。火箭发射载人飞船时,宇航员的安全性指标要达到0997以上,所以原来的“长征”号运载火箭用于载人飞船的发射,其可靠性还是远远达不到要求。

为了达到宇航员安全性指标,“长征”运载火箭还要进行大量的适应性修改设计,以提高火箭的可靠性和安全性。工程技术人员对“长征”运载火箭原有的箭体结构、动力装置系统、控制系统、遥测系统、外弹道测量系统都进行了改造,提高了其可靠性,另外还增加了故障检测系统和逃逸救生系统,以提高上升阶段宇航员的安全性。

火箭的故障检测系统和逃逸救生系统的设置是载人航天不同于其他航天飞行器的突出特点,是保障宇航员安全必不可少的设施。

首先发射载人飞船的火箭上必须有故障自动诊断系统,能够随时监测火箭各个部位和各个系统是否出现了故障,而且能够立即识别出故障的严重程度,判断对宇航员的安全是否有威胁。一旦发现严重的事故,就要启动逃逸救生系统,使逃逸飞行器与火箭的所有机械、电路、气路、液路迅速分离,并带领宇航员飞行到安全的区域。这一系列动作往往只争毫秒之间。

能不能准确地进入预定的轨道是飞船能否正常工作和准确返回的关键的第一步,而发射入轨则主要是火箭的功劳,所以说“神舟”号顺利进入太空,“长征”火箭立了一个头功。

发射场系统

(1)建立发射场的地理条件

我们的国土虽然辽阔,但航天发射场对地理条件的要求非常的苛刻,要有合适的地理位置和地形,要有良好的气象与水资源,还要有可靠的安全保障条件,并不是什么地方都可以建发射场的。而载人飞船的发射场在选择地址的时候,不仅考虑到要具有发射其他航天器的条件之外,还必须更多考虑到参与飞行的人员安全问题。

首先,航天发射场的地理位置就非常讲究。众所周知,地球是自西向东旋转的,为了充分利用地球自转这一特有的资源,节省发射的能源,航天器一般都是自西向东发射的。发射场位置的选择要满足轨道倾角的要求,比如对于地球静止轨道,发射场的位置就要纬度低,而大轨道倾角发射场纬度就要高。

另外,发射场应该选在周围没有较大干扰源的地方,以保证发射时有较好的空中和地面的电磁环境,不会干扰飞船与地面指挥中心的通信。

天气条件也是建立发射场所必须考虑的前提条件之一,恶劣的天气条件例如雷电和低温、潮湿、大风的天气都会对发射的安全造成威胁,有时还可能引发重大的航天事故。

雷电可以使火箭或航天器上的电子线路发生感应,产生极强的电流,导致测控系统或遥控系统遭到破坏,影响航天器与地面指挥中心的联系,甚至还可能引发爆炸,造成重大的空中灾难。

1969年美国的“阿波罗12”号载人飞船就是在发射后突然遭遇雷电的袭击,导致电源发生故障,飞船与地面指挥中心的联系中断,整个飞船失去了控制,幸好飞船上的宇航员及时启动备用的电源才避免了一场大祸。然而事后我们想一想,如果这次雷击损坏的是没有备用件的重要零件,那么后果就不堪设想了。所以,在选择发射场地址时,对此地区是否为雷电多发区的调查,一定要认真细致,不能有半点儿马虎。

低温和潮湿的天气对航天器发射的影响也非常大。低温天气会使火箭和航天器的表面结冰,阻塞燃料箱的排气孔,还会导致火箭上的一些密封元件受损;而潮湿的天气则会使雨水渗入火箭和航天器的内部,导致仪器设备受潮,造成电路的短路,最终引发事故。1986年11月28日,在美国发生的震惊全世界的“挑战者”号航天飞机失事事件,导致惨剧最重要的原因就是严寒天气使连接部件的密封橡胶圈受损,造成了燃料泄露。

大风的天气对航天器的发射也有一定的影响。由于现在的载人航天采用的都是“三垂”模式,航天器与火箭都是在技术区就已经组装好了的,整体垂直安装到高耸入云的发射塔架上,可以想象这种高度受风力的影响是多么的大了。大风天气会导致竖立在高大的发射塔架上的运载火箭发生晃动,产生变形,继而酿成重大的事故。

根据以上的分析,在地理条件方面发射场应该选择在雷雨天气少、湿度低、风速小、温度适中的地点。

除了地理条件,建立发射场还要考虑其他的一些条件。

同类推荐
  • 昆虫记

    昆虫记

    法布尔的《昆虫记》誉满全球,在法国自然科学史与文学史上都有它的地位,被誉为“昆虫的史诗”。《昆虫记》所表述的是昆虫为生存而斗争所表现的惊人的灵性。法布尔把毕生从事昆虫研究的成果和经历用大部分散文的形式记录下来,详细观察了昆虫的生活和为生活以及繁衍种族所进行的斗争,以人性照应虫性,虫性、人性交融,使昆虫世界成为人类获得知识、趣味、美感和思想的文学形态,将区区小虫的话题书写成多层次意味、全方位价值的巨制鸿篇,这样的作品在世界文学史上诚属空前绝后。
  • 必知的网络科技(青少年科技爱好培养)

    必知的网络科技(青少年科技爱好培养)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。
  • 21世纪不是梦

    21世纪不是梦

    本书内容包括:我们的地球;时光之箭;世纪末的宣言;中国21世纪议程;大国;土地,发展的基础;倾听大地;话说五谷杂粮;流水,发展的源泉等。
  • 音乐常识速读(速读直通车)

    音乐常识速读(速读直通车)

    音乐是大自然最原始的声音,是生活中的一股清泉,陶冶性情的熔炉,是带走寂寞的使者。音乐有着很多的形式,不同的乐器和演奏方式带来的音乐感受会有所不同,让我们一同走入音乐的这个充满魔力的世界,去了解和感受它吧!
  • 最新21世纪生活百科手册·篆刻知识

    最新21世纪生活百科手册·篆刻知识

    讲述了篆刻方面的知识,其内容全面广泛、营养丰富、生动具体、趣味盎然。篆刻艺术,是书法(主要是篆书)和镌刻(包括凿、铸)结合,来制作印章的艺术,是汉字特有的艺术形式,迄今已有三千七百多年的历史。
热门推荐
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 易经 尚书

    易经 尚书

    易经是中国传统思想文化中自然哲学与伦理实践的根源,对中国文化产生了巨大的影响。姬昌编著的《易经尚书》用现代白话对其进行了详尽而又明白的解说。《尚书》是古代的重要文献,西汉武帝时被列为儒家五经之一,是士子科举进身的必读之书。本书给供相关学者参考阅读。
  • 总裁前夫很无耻

    总裁前夫很无耻

    *一不小心放松警惕和厉珩斗酒是她这辈子做过最后悔的事,这厮居然趁她酒醉上演一出“从良计”!酒后第二天,某人一脸正经的说,“既然你不用我负责,那就对我负责吧。记得婚礼要盛大一点,可别委屈我。”于是,从此以后,她的人生开始变轨。**一场蓄意的陷害,本来以为的毫无脾气待自己温柔的老公偏信他人“我不需要一个不忠的妻子。”既然如此,她转身就走,“山高水低,再见陌路。”再见的时候,他却挡住她的去路,故技重施“你昨晚喝醉了,上了我的床,不应该对我负责?”**片段①“有人说你打架?”“三人成虎,这你也信?”“人家不但有证人,还有录音。”“什么!混蛋,被他阴了!别让我见……”“冲动之下别做决定,我是怎么教你的?打架加说谎,跟班一个月。”“喂!”“讨价还价可以,晚上说。”“你……”这是哪个星球来的人啊!片段②“上次答应我不喝酒,这又怎么算?”“再让我喝两杯,跟你班一个月!”“不……”“今晚随你!”“……让你喝三杯,明晚后晚也随我?”“……”“不答应就一杯也不准再喝。”“……”***从良计是神马,正文第六章有解释~~***简介无能的路过,请看正文~~喜欢的收藏哟~~~
  • 火王的逃宠妃

    火王的逃宠妃

    凌水灵,二十一世纪最强黑帮的大姐大,穿越至阔海大陆出名的草包美人,全国首富凌家的外室之女凌水灵身上。她有一双很冷的眼,一张善变的脸,一副腹黑的肚肠,一身惊天地泣鬼神的本领。她绝非善类,有仇必报。她为人低调,最喜欢给敌人“惊喜”当她睥睨天下,翻云覆雨,全世界都为她震惊。风之焰,飓风国最强的存在,人称火王,没有知道他的战气已达到何等级别,只知道他天下无敌。很少有人见过他的真颜,只知道他嗜血冷酷,欲求超强,数年来已有无数女子在他身下暴毙。阴差阳错,黑道大姐大下嫁火王,才知道火王与传说中完全不同。他身患绝症,每逢十五便要承受烈火焚烧般的病痛折磨。他的羸弱模样让她怜惜,他的隐忍坚持让她心痛。她发誓:千辛万苦,也要让他痊愈;上天入地,也要保他周全。只是,越走近,越发现这个男人似乎还有很多的面孔…片段一:洞房非礼篇某王爷捧着一本春宫画册正看得入港。床上新娘掀开盖头一角,烛光下,男子棱角分明的侧脸更如鬼斧神雕般俊美无铸,浓密的睫毛扫下一片阴影,薄唇微抿,无限性感,一头墨发随意的散落肩头,更添几分魅惑。好,你敢勾引,我就敢上钩!“你怎么可以看这个?”新娘一手抄过男人手中的画册,指着他的脑门大喝。“为什么不能看?”男人一脸委屈,眨巴着一双凤眼泫然欲泣。“好了,好了。”真受不了这男人卖萌的样子,新娘拍拍他的头,“这是不健康读物,黄色的,懂吗?非礼勿视。”“黄色的东西都很好吃啊。非礼是什么东西?”某男顺手捞过娘子的手,轻轻揉捏着,嘴角勾起一弯戏谑的笑意。“娘子,听说这‘非礼’是你画的?”“娘子,可听过女人是老虎的故事?”手中暧昧的温度迅速攀升,某女心中警铃大作。“娘子,”某男色色的瞄向画册,长臂一舒,某女已被他霸道地箍在自己腿上“娘子,我想要和你非礼。”片段二:婚后溺宠篇“娘子,这东西从哪来的?”某男托着玉玺,神色凛然。“看着好玩,就拿来玩玩儿。”“这么重要的东西,娘子这次未免太放肆了。”某男俊脸一沉,冷冷地说道。某女眉峰一挑,嘴角噙起一缕兴奋的挑衅:好久没有和这男人过招了。四目相对,火花劈啪作响。某男潇洒的一挥衣袖,转身向外:“来人!”三个黑衣护卫应声而来。还有帮手?某女更加兴奋起来。“娘子,这是其他三国的玉玺,娘子随便玩,玩多长时间都可以。”某男揭开托盘上的绸布,看向某女,笑得无比狗腿。本文强强联合,宠文+爽文
  • 拿错剧本的动漫系统

    拿错剧本的动漫系统

    一朝穿越,水明月身为女儿身却拿到了身为男主龙傲天剧本,眼看着废柴打脸逆袭即将开启,水明月变回来了,连带的系统也跟着变异了,那么拿着男版热血漫的水明月怎么办?
  • 无敌战尊

    无敌战尊

    海底世界,修真者已经扎根,建起一座座仙气缭绕的宗门。修道不只问长生,还需争资源,修资质,叩动生命壁垒,方可夺天地造化,返璞归真。王不凡,区区一介凡人,叩动灵湖大门三次而不破,受尽世人冷眼,终有一日,灵湖大门被寸寸推开,紫府光亮普照万里。原来,他不是天资愚钝,资质顽劣,而是先天紫府。有道是,长生不死可称仙,一手遮天方为尊。王不凡道:“用数载光阴叩动灵湖,踏上长生路,不问余生多少年,只求掌握自己的命运,成无敌战尊。”
  • 小神通抢猜灯谜(青少年挖掘大脑智商潜能训练集)

    小神通抢猜灯谜(青少年挖掘大脑智商潜能训练集)

    潜能是人类原本存在但尚未被开发与利用的能力,是潜在的能量。根据能量守恒定律,能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而转化和转移过程中,能的总量保持不变。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 霸宠甜妻:高冷男神吃不够

    霸宠甜妻:高冷男神吃不够

    “先生,结婚证领错了,能不能……”某日,宋佳音一脸谄笑。腹黑霸道的大总裁摸了摸自己的俊脸:“领错证没关系,嫁对了人就行!”他发誓:“嫁给我,做我的女人,你学习,我认真教,你考试,我给你放水。“但是,不许看别的男人,不许有肢体接触,不许有眼神接触。”宋佳音怒吼:“宫亦琛,你痒了吧?”“老婆,我真痒了!”--情节虚构,请勿模仿
  • 抬阴棺

    抬阴棺

    我是抬棺匠,抬棺几十年,见识了各种阴棺,子母棺、无孝棺、横死棺……而这些阴棺背后,原来隐藏了一个惊天秘密……