神舟:载人航天的故事-第23部分

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，与联盟号最大的区别在于，它可以绕连接点转动，这样不管飞船怎样运动，它始终可以保持最佳方向获得最大电力，免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动，这样可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。设备舱散热套上的螺纹与早期的联盟7K…OK设计相同。
神舟飞船与联盟飞船的设备舱尺寸
神舟长米直径0米底部直径0米
联盟长米直径米底部直径米
设备舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成，它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙（图中蓝色部分）内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器，说它们小是和主推进器比，与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。
从现在的资料来看神舟飞船使用了国外很多已经成熟的技术。在中国的航天发展史上，这种套用的例子不少，但这并不是什么抄袭，而仅仅是一种对先前设计的肯定和尊重，在此基础上再不停的钻研创新。这样不但可以缩短产品开发的周期，加快我们的技术进步，更重要的是，在航天产品的研制和实验中可以尽量的保证产品和人员的安全。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　载人航天的到来：钢铁的炼成
　我们已经知道航天员的选拔和训练是非常严格的，那么中国第一批航天员，是怎样进行选拔和训练的？随着神舟4号飞船的成功发射，中国航天史上的第一次载人飞行已指日可待，人们越来越想了解中国航天员的“身世”。
什么样的人才能当上中国第一批航天员？同美国和苏联初期挑选航天员一样，中国的航天员很有可能也是从战斗机飞行员中挑选出来的，从各方得来的消息似乎已经证实了这种推测。事实上中国早在曙光计划的实施中，已经开始考虑航天员选拔和训练。根据国外网站的资料，在1971到1972中国从空军中选拔了几名飞行员组成了中国的第一支航天员训练小组。
1979年，上海《文汇报》曾刊登过一幅中国航天员的照片，不久，另一份上海出版的杂志《科学画报》也发表了更为详尽的中国训练航天员的照片，向外界展示了模拟训练舱，航天服甚至太空食品。在当时引起了一阵骚动，人们开始猜测中国的载人航天已经开始启动。但不久各种传言也就消失了。
进入90年代，中国和俄罗斯恢复正常关系以后，两国间的空间技术合作大大加强。1996年4月25日，俄罗斯航天局与中国签署了中俄空间技术合作协议。虽然协议具体内容没有对外透露，但曾有报道说1996年11月中国派出过两人到俄罗斯接受航天训练，外界推测这有可能是该协议的一部分内容。
现在，中国已经透露为神舟飞船所挑选的首批航天员由14人组成，他们都是经过了严格的体能和心理测试才挑选出来的。这些航天员年龄都在30岁以下，他们的身高在米，体重65千克上下。航天员的训练主要分为三个阶段：第一阶段是基础理论培训。在这一阶段，航天员要学习火箭和飞船的设计原理、飞行动力学、气象学、天文学、通信、设备检测、航天医学知识等等。第二阶段是专业技能训练。航天员要熟悉飞船的结构、组成，飞船各系统的工作原理和模式，甚至要掌握重要部组件和单机的情况。第三阶段是飞行程序和任务训练。航天员们要在与真实飞船相同的训练模拟器上，通过实景仿真，掌握和知道应该注意观察什么，什么时候和地面联系。在这一阶段，航天员们还要学会发现和排除紧急情况，以考察和锻炼他们的判断能力和对事物的迅速反应能力。
这三个阶段的学习一般需要3至5年的时间，“准航天员们”相当于又度过了一个本科。在训练中，他们还要奔赴沙漠、寒区、雨林、海上，配合搜救部队进行搜救演习。像体能训练、特殊生理功能训练等将一直伴随在三个学习阶段。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　神州神舟：神舟首飞（图）
　1999年11月20日神州一号飞船在酒泉卫星发射中心发射
由于载人航天有了航天员的参与，保障航天员的生命安全就成为飞行过程中的首要任务。任何飞船在载人上天之前都要经过大量的地面试验和不载人试验，来考察飞船的安全性和可靠性。苏联的第一个载人计划东方号计划在载人飞行前发射的7艘飞船，美国的水星计划在载人前进行的8次飞船实验，都是为了保证航天员登上飞船后的安全。神舟飞船作为中国的第一个载人航天计划，同样要经过这样的过程。
神舟飞船的设计人员在吸取、借鉴国外成功经验的基础上，充分进行了各种地面模拟和太空动物实验，最大限度的使用已掌握的成熟技术，使神舟飞船经过了一道又一道的考验。截止到2003年上半年，中国已经发射了4艘神舟试验飞船，令人鼓舞的是，这4次试验都达到了预期的目的。中国载人航天的实现看来已经不远了。
神舟首飞
神舟1号试验飞船于1999年11月20日凌晨发射，发射基地选在了甘肃酒泉航天发射基地，为了进行载人飞船的发射，在发射场内新建了高达百米的载人发射塔，在发射塔上大型运载火箭和试验飞船第一次露出了雄姿。神舟飞船的火箭是在长征2号捆绑式火箭基础上改进研制的长征2号F运载火箭，火箭顶端安装着神舟1号试验飞船。火箭飞行约10分钟后，神州1号与火箭分离，并准确进入预定轨道。
神舟1号入轨后，分布于中国大陆的地面测控站和身处太平洋、印度洋海域的远洋1号、远洋2号、远洋3号、和远洋4号测量船接力式的对它进行跟踪测量，并把各项测量参数汇总到位于北京的指挥控制中心。地面各观测站在飞船飞行期间，还对飞船内部的生命保障、姿态控制系统进行了充分的测试，结果基本达到了设计要求。在绕地球正常飞行了21小时后，地面指挥中心向飞船发出了姿态调整、轨道舱分离、反推发动机启动等一系列指令。21日凌晨3时，神舟1号顺利完成了返回地球的准备工作，进入返回轨道。再入大气层后，神舟1号按预定指令依次打开引导伞、减速伞和主伞，徐徐下落。在接近地面时，主伞自动抛落，着陆缓冲发动机在距地面仅米高时点火，进一步减速，使飞船平稳安全的落地。着陆点在内蒙古中部地区。
至此，中国载人飞船的首次不载人轨道飞行试验获得圆满成功，这一壮举揭开了中国航天史的新篇章。虽然神舟1号只是一艘试验飞船，很多技术功能还尚未完善，但是她的完美返回对中国、对全世界的震动是巨大的，她打破了美国和前苏联在载人航天领域的垄断地位。中国的载人航天之门从此被叩开了。
中国发射载人飞船为什么在冬天和晚上
航天发射是一项庞大的系统工程，飞船上天后，要由航天测控网对飞船实施测控管理和回收。这个测控网是由多个陆基的国内测控站、国外测控站、和四艘远望号远洋航天测量船组成。在对飞船实施测控的过程中，他们同时分布在太平洋、印度洋和大西洋的预定海域。除了远望1号，其他三艘测量船的任务海域都在纬度相对较高的南半球。那里的海况在南半球的春夏季节要好一些，秋冬季节則极为恶劣，不要说在海上执行测控任务，就是正常航行都难保安全。为此，“神舟”号飞船的发射时机就选择在与南半球相反的秋冬季节。
神舟飞船的发射之所以选择在夜晚而不是白天，是因为在漆黑的夜空中，火箭所喷射的火焰非常显眼和突出。这样便于飞船发射升空时，地面的光学跟踪测量设备易于捕捉到目标。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　神州神舟：第二次飞行
　神舟2号飞船于2001年1月10日1时零分发射升空后，进入了距地球表面高度近地点为200千米、远地点为340千米的椭圆轨道。按照预定计划，这时要进行变轨，将飞船调整到距地球表面340千米高的圆形轨道上。变轨能否成功，将影响飞船在轨飞行和准确返回预定着陆区。
地处北京燕山脚下的北京航天指挥控制中心内，大型计算机按照技术人员的指令，高效地对各种数据进行综合处理，迅速生成了飞船变轨的实施步骤。当飞船飞行至远地点高度时，地面控制人员下达了变轨的指令。该变轨指令通过相关测控站点的测控设备直接传给了飞船，在信号传输上中国的设计人员采用了一种称为透明传输的技术，由于它的采用，使得指令从发出到飞船接收到时间只花费2秒钟。接到指令后，飞船上的发动机一次点火，在发动机的推力作用下，飞船成功地进入了圆形轨道。
太空飞行的神舟2号飞船，在圆形轨道上飞行了31圈后，由于气流阻力和地球重力等多方面的影响，轨道高度在飞行中逐渐出现衰减。这就需要通过控制飞船上发动机的点火时间和推力，使飞船始终保持在正确的轨道上飞行，即进行轨道维持。
此时在北京航天指挥控制中心的统一指挥和调度下，由陆海基航天测控网实施首次轨道维持。控制飞船飞行轨道，需要精确的轨道计算。地面发送的轨道控制数据差之毫厘，对在太空中飞行的飞船来说，调整后的轨道便有可能相差几十甚至上百公里。西安卫星测控中心首次启用了最新研制建成的测控网网络管理系统，实现了测控资源的最优配置和测控设备的远程监控，大大提高了测控网的可靠性和有效性。12日20时24分，进行轨道保持的控制数据指令向飞船发出。不久，从飞船上传回的数据表明，飞船已接收到指令并成功进行了轨道调整。这种轨道维持，在神州2号飞船的飞行全过程中，要进行多次。
中国的载人航天测控网
中国的载人航天测控网包括北京航天指挥控制中心、西安卫星测控中心、陆地测控站、海上测控船以及连接它们的通信网。中国航天测控网已具备国际联网共享测控资源的能力，测控技术达到了世界先进水平。在神舟2号飞船运行过程中，西安卫星测控中心启用了最新研制建成的测控网网络管理系统，实现了测控资源的优化配置和测控设备的远程监控，大大提高了测控网的可靠性和有效性。
中国不仅拥有长春、厦门、闽西、渭南、南宁、喀什等陆上固定测控站和2个活动测控站，而且拥有远望1号、远望2号、远望3号和远望4号4艘航天测控船。在神舟飞船运行期间，它们分别在太平洋、大西洋和印度洋布阵，执行境外对神舟的测控与通信任务。西安测控中心、各地的测控台站和测控船在北京航天指挥控制中心的指挥调度下，保证了神舟在上升段的测控通信覆盖率达到100％，完成了在轨运行和返回阶段重点弧段的测控通信，为飞行试验的圆满成功立下了汗马功劳。
当神舟2号绕地球第107圈，经过南大西洋上空时，在这里等待的远洋3号测量船会向飞船发出返回指令，16日18时33分，按预定计划，飞船飞临远望3号上空。舰载雷达天线稳稳地跟上了刚从海平面出现的神舟2号飞船。与此同时，船载其它各测量通信设备也按预定方案，准确及时地捕获跟踪目标，获取飞船各种有效数据。通过远望3号的遥控指令，飞船进行了姿态调整、舱体分离，此时从船上的显示屏中可以看到一个亮点，正在向下方运动，这就是分离后的返回舱，他已从飞行姿态转为返回姿态开始返回。
在返回轨道上飞船运行了大约24小时后，飞船进入了距地面80千米的大气层。此时由于返回舱表面与大气层的剧烈摩擦，产生的等离子层，在飞船外围形成了电磁屏障，致使地面与飞船失去联系，但经过严格的轨道计算，技术人员可以估计出飞船的大致降落区域，地面搜寻人员早已等待在内蒙古中部的草原上。返回舱在落地后会发出信号，让搜寻人员确定它的具体落点。此时4架直升机和6辆搜索车会飞快赶向着陆点。
神舟2号是中国第一艘正样无人航天飞船，技术数据表明飞船技术状态与载人飞船基本一致。按预定计划神舟2号在太空完成了一系列空间科学和技术试验任务。首次在飞船上进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验，其中包括：进行半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长；进行了蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长；开展了植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等。飞船在轨运行期间，各种试验仪器设备性能稳定，工作正常，取得了大量宝贵的飞行试验数据。
至此中国载人航天工程的第二次飞行试验获得了圆满成功。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　神州神舟：走近神舟四号（图）
　神州四号返回
2002年12月30日零时40分，中国酒泉卫星发射中心又燃喜焰，神舟4号无人飞船在发射升空并成功进入预定轨道。它是迄今对载人技术考核最全面的一艘飞船，与真正的载人飞行的技术状态是完全一致的。
神舟4号飞船返回舱内增加了两个座椅，坐着两个“航天员”。虽然不是真人，但是宇宙航天的工作、生活、医护所需物品，包括睡袋、压力服、太空食品，以及着陆后遇到意外情况所需的匕首、枪支、弹药等救生物品全部配齐。
在前面三个型号的基础上，神舟4号获得了进一步的完善。首先，充分考虑到载人的安全性。神舟4号进一步完善了救生功能，当飞船与火箭末级分离后，为避免运载火箭因燃料未燃完，可能撞击飞船造成灾难，将由飞船发动机自动点火，拉开与运载火箭末级的距离，加速逃逸。
增加了自主应急返回功能，当飞船入轨后，万一碰上陨石、流星、太空垃圾撞伤飞船，或航天员生病，临时决定返回，这时，航天员可直接按下按钮，不需要地面支持，在6小时内返回到应急着陆区。
增加返回酒泉副着陆场功能，当主着陆场因地面风大、气候不适等原因使飞船无法返回时，航天员可选择返回副着陆场。此外，还采取了增加备伞舱防撞气囊，改用长寿命电池，增加舱内灭火器等保险措施。
其次，考虑了航天员在飞船内的舒适性，以及便于操作性，如操作设备可用