笑傲太空

科技博覽

一、中國航天員

1998年，元旦剛過，中國人民解放軍一支新型的部隊——中國航天員大隊宣告成立！這支部隊由14人組成，他們的一舉一動卻引起國內外無數人的關注。

早在20世紀70年代初，中國就開始了載人航天的計劃。開始設計的飛船命名為曙光號，計劃在四川西昌建立宇航發射場。那么航天員的選拔究竟鎖定哪些人群最為合適呢？

鑒于戰斗機飛行員勇敢、心細，遇到意外情況具有冷靜的現場處理能力，所以他們正是我國航天員最好的人選。

1971年中國最早參加宇航員選拔的88名飛行員來到北京。

選拔航天員的一架專用小型失重飛機被成功改裝出來。它的前端安放了一架攝影機，用來記錄總共300多次的失重實驗選拔的全過程。

同年5月， 19名預備宇航員通過考核，宇航員訓練籌備組宣布成立。正當準備開展下一步的計劃時，由于當時國內外錯綜復雜的形勢，籌備組被迫解散，中國最初的載人航天計劃也就此停了下來。

時隔20多年，1996年，空軍接受了一項秘密任務，從現役戰斗機飛行員中選拔航天員。

在經過詳細的檔案審查后，確定了在1500多名飛行員中開始進行初選，即首先在臨床醫學和心理等方面進行篩查！按照要求，航天員基本條件，身高要統一在1.60米～1.72米之內;年齡要在25歲～35歲之間;體重在55公斤～70公斤范圍內;飛行時間不低于600小時。

航天和航空雖然只是一字之差，可是它們在空中的高度相差幾百千米，航天員要穿越地球的大氣層，擺脫地球引力而進入太空。如果航天員進行太空出艙還將處于高真空、太空高強度輻射等多種危險境地之中，在這樣的情況下對航天員的身體和心理就都提出了更高的要求。

在對1500名飛行員進行篩選后，有60多名飛行員來到北京的空軍總醫院，進入復選階段。

吳斌（航天員選拔訓練研究室 主任）:我們選航天員首先得身體健康，沒有疾病；再一個就是心理素質得達到一定的標準；還有就是生理功能，主要是心肺儲備功能，包括對特殊環境，像超重失重有一定的耐受性，有一定的可訓性。

隨著各種身體機能檢測，留下的人數越來越少。

歷時２年的中國航天員選拔終于結束，進京參加復選的60名飛行員最后剩下12名。加上原先初選的兩名教練員，總計為14名，

1998年1月5日，中國第一支航天員隊伍——中國人民解放軍航天員大隊正式成立（圖1）。

（1）中國第一支航天員隊伍宣誓成立

在接下來的5年時間里，他們經歷了無數常人難以承受的訓練、實驗，測試（圖2），身體機能已經能夠隨時調節自己的生物鐘，達到睡、醒可控；在失重下無暈車感，并準確判斷方位；而且能夠自我調整心跳速度，使其穩定不波動。

（2）圖組:航天員經歷了常人難以承受的各種艱苦訓練、實驗和測試

2003年3月，經載人航天工程航天員評委會評定，參訓的14名航天員全部具備了獨立執行載人航天飛行的能力，予以結業。至此，這14名航天預備隊員真正完成了由飛行戰斗員向航天員的轉變。

從某種程度上說，成為航天員，也就是進入了選拔、訓練，再選拔、再訓練這樣一個沒有終止的循環。

就在這14個人剛剛結業并獲得三級航天員資格后不久，新一輪的選拔在他們之間又開始了。中國的首次載人飛船即將發射。誰將成為中國進入太空的第一人？

申行運（航天員大隊 大隊長）:航天員選拔總的原則是八個字：好中選好、優中選優。從航天員進入這個隊伍開始，就是這個原則。具體包括四個方面：思想、訓練、心理、生理，這四個方面的成績都要好。但這四個因素的比重不是都一樣的，還要根據每次任務的特點，根據每次任務對身體、心理的要求，最后好中選好優中選優，選拔出適合這次任務的航天員來。

神舟五號飛船進行的是我國首次載人飛行，只有一個航天員進入太空，這就要求他有很好的心理素質，面對任何意外情況，都能很平靜地獨自面對。這是選擇首飛航天員至關重要的一點。

在發射場召開的首飛人選確定會上，根據首飛梯隊成員的狀態，包括心理、生理長期的表現，11名權威人士，全票通過楊利偉擔當飛天第一人的重任。2003年10月15日 上午9點 神舟五號飛船成功發射升空。

申行運:利偉心理素質很好，他在執行任務過程當中，從發射場，從出發到進入艙里面;入艙到點火起飛，2小時45分鐘，楊利偉的心率一直在70次上下。點火前的10秒，開始讀秒，楊利偉沉著冷靜，面對鏡頭跟大家敬了一個軍禮，那時心率72次（圖3）。直到執行完任務回來。整個飛行前、飛行中、飛行后，楊利偉的心率沒有變化。

作為首位進入太空的航天員，楊利偉在整個任務中情緒沒有任何的波動，他冷靜地執行著各項操作，表現出驚人的心理素質，成功地完成了任務。

（3）楊利偉升空前的軍禮

那么，2008年發射的“神舟”七號究竟承載著什么樣的任務，它應該由哪些航天員去完成呢？

楊利偉:我可以這樣講，這14個航天員挑出來任何一個去執行任務我認為都沒有問題。之所以我們每一次還要進行選拔，是為了選更優秀的，或者是說更適合這次任務的人去參加。

神舟七號的飛行任務與神五、神六的最大不同就是同時有3名航天員上天。這是飛船設計的最大荷載，并且在繞地飛行過程中要進行我國首次太空出艙，

常人生活在地球上，生理機能都已經適應了地表的大氣壓力，而太空是真空環境，要進行太空出艙活動，就必須先進入飛船的低壓艙進行泄壓。由于艙內周邊壓力的快速下降，人體體液中的氮氣一旦游離出來形成氣泡，就會形成減壓病，造成皮膚瘙癢、關節疼痛、呼吸困難，嚴重的還會產生休克。

翟志剛:針對這個特點，對每一個上天的航天員都進行了減壓病的易感性測試。

2008年6月初，經過各項指標測試，神舟七號航天員主成組確定下來。

翟志剛:1966年出生，黑龍江省龍江縣人。1985年入伍，按他的話講，幾乎把中國的殲擊機飛了個遍。翟志剛愛好書法，還是航天員男聲四重唱的一員。因為表現出色，形象帥氣，經常有記者給他照相。他的照片，曾經上過中國空軍雜志的封面（圖4）。

（4）

劉伯明:1966年出生，黑龍江省義安縣人，1998年順利通過航天員選拔。劉伯明學習優異，喜歡參加各類智力競賽。在被問到一些刁鉆生僻的問題時，也常常能夠對答如流，是航天員隊伍中公認的“小諸葛”（圖5）。

（5）

景海鵬:1966年出生，山西運城人，有著1200小時的飛行經驗。性格執著不服輸，從小喜歡體育，從中學到部隊，他都是籃球主力隊員。直到現在，他仍然是航天員籃球隊伍中的 “鋼鐵前鋒”（圖6）。

（6）

參與神七任務的航天員以及候補航天員名單確定下來了，但是他們在整個任務中的具體崗位分工要依照什么樣的標準來決定呢？誰來出艙？由誰協助？派誰執守？這要通過對這幾位航天員自身條件中諸多的細節因素去考察測試和選拔。

醫學上身體功能的考核對于選擇太空出艙的航天員來說至關重要，由于這次神舟七號飛船發射升空的第二天就進行太空出艙，屬于短期飛行，這樣太空出艙航天員的身體會面臨嚴峻的挑戰。

李勇枝（航天員醫監醫保研究室主任）:短期飛行，主要出現的問題是空間運動病，還有水鹽代謝異常，再一個就是心血管功能失調。

空間運動病主要是因為人前庭器官中的耳石，在進入太空中失去重力，與以前在地球表面的大腦存儲信息發生沖突，導致前庭器官發生紊亂而引起人在太空中產生空間定向失常，方位感缺失的不適應癥狀。如果航天員用力過猛，行動過快，就很容易引發空間運動病。

李勇枝:它的一個明顯的特點就是他的興趣，他的操作的能力都大大下降，專注力下降。

人站在地面上，由于受到地球引力的影響，血液是往下流，然后心臟工作，增加動力把血液的重力抵消，才把血液輸供到腦袋上。人們長時間生活在地面上已經適應了這樣的血液循環。

可是當人進入太空，基本上擺脫了地球的引力，血液也就沒有了重力。這時，我們的心臟還在像在地面上一樣繼續往人的腦袋加壓，把血液供到頭腦上！

聶海勝（航天員）:你的感覺，就像頭沖下倒立，當然倒立一會兒沒事兒，時間長了就非常難受。我們上去以后，就是這種感覺，臉脹，眼睛沖血，腦袋發脹。

在這種情況下就必須挑選對這種環境適應性比較強的航天員。

出艙航天員的選拔除了在醫學上的考核，還包括在出艙程序的掌握情況、心理素質、情緒穩定性以及危機處理能力等方面進行綜合評價。經過嚴格的考核，最終確定由翟志剛和劉伯明兩人相互搭配來完成太空出艙（圖7）。

（7）兩人要相互搭配，才能完成太空出艙任務

吳斌:這兩個人對出艙活動的知識和技能掌握應該都是非常好的。還有一個身體素質，心理素質也都是非常好的。……這樣的話，能夠做到彼此欣賞彼此信任，才能夠搭配好，完成任務。

兩個航天員在執行出艙任務的時候有明確的分工。翟志剛作為執行出艙活動的航天員，他以操作為主；劉伯明作為在軌道艙協助翟志剛出艙的航天員，他的主要任務是負責讀飛行手冊，指導出艙航天員操作，同時對出艙航天員進行確認。

吳斌:這個確認也很重要。確認得好，可以做到萬無一失，應該說出現人為事故還是有可能的，俄羅斯有一個航天員在出艙的時候，他忘了把掛鉤掛到艙外的扶手上，差點就離開航天器，成人造衛星了，幸虧另一個航天員，及時發現把他給抓住了。

景海鵬作為返回艙執守航天員，留在飛船內關注著翟志剛和劉伯明完成出艙操作，同時還要隨時根據出艙的需要進行支持。

從1998年的航天員大隊成立，到2008年的神舟七號飛船的升空，中國的航天員隊伍走過了10年的歷程。神舟七號飛船搭載著他們直插云天，沖出地球，又圓中國人的太空夢想。

二生命之舟

2008年8月，酒泉衛星發射中心內，身披船衣重8噸多的神舟七號飛船正在一輛牽引車的引領下緩緩移動（圖1）。在被加裝發射時用于隔熱的整流罩之后，它將和長征二號F型運載火箭進行首次對接。從外觀上一般人看不出它與之前發射過的神舟六號載人飛船有多大的區別：基層部分依舊為推進艙；中間部分是返回艙；頂端部分為軌道艙（圖2）。

（1）身披船衣的神舟七號飛船

（2）圖組:神舟七號的三個組成艙（2-1）頂端部分是軌道艙（2-2）中間部分是返回艙（2-3）基層部分是推進艙

為了完成這次航天任務，人們已經在它身上做了不少技術設計與改進。

3天后，穿上整流罩的神舟七號飛船在這座高93米的亞洲最高單層廠房內被逐漸吊起。平移之后，安穩地落“長2F”火箭之上，這是飛船和火箭的第一次對接。嚴密精細的測試隨即開始。

神舟系列飛船從一開始就是按照搭載三名航天員進行設計的，按照中國載人航天工程計劃進度，神五實現首次單人上天，神六實現兩人多天飛行，而神七此次要第一次實現三人全員搭載，并且還有一名航天員要進行出艙行走。雖然只是增加了一名航天員，但對于飛船的技術要求來說，可不是多加一張座椅那么簡單的事情。

潘騰 （中國空間技術研究院 神舟七號飛船副總設計師）:要解決三名航天員在太空里的生活、休息、工作，這個要比兩人的狀態要難。

返回艙和軌道艙是航天員在太空棲身活動的所有空間。在發射升空和返回階段，航天員是在飛船的返回艙內。在進入預定軌道后，航天員會進入軌道艙內工作。

董文平（中國航天員中心環控生保工程研究室副主任）:返回艙是5點幾個立方米，軌道艙是9點幾個立方米，很小的。要是在返回艙，就只能在那兒躺著，一動都動不了。

飛船提供給航天員的是一個與宇宙相隔絕的密閉座艙，航天員呼吸的氧氣是定額攜帶的。而在微重力環境下空氣失去了對流性，因此航天員呼出的二氧化碳會停留在嘴的周圍，隨著呼吸，濃度會越來越高。

董文平:必須要把呼出的二氧化碳排走，讓整個艙內的環境，相當于地球二氧化碳的環境，讓你到哪兒都不覺得二氧化碳的濃度高。

除了二氧化碳，人體自身還會產生二十多種有害氣體，為了航天員的安全，這些有害氣體必須及時清除掉。

董文平:多一個人，就多了一個人的氧氣供應和二氧化碳的去除，包括飲水的供應，還有其他的一些支持的功能都要相應增加。

航天員在太空中生活還會產生一些排泄物，所以必須要有一套獨特的裝置進行處理。

雖然增加航天員帶來了新的挑戰，但是因為已經有了兩次載人航天的成功經驗，這些問題都被飛船的設計者們一一解決了。

真正讓科技人員傷腦筋的，也是人們對神舟七號最為關注的一點，是如何讓航天員走出飛船，完成太空行走的目標任務！

太空行走，看似只是航天員的一個浪漫動作，在飛船上似乎只要有一個能打開通向太空的門就可以了，然而就是這個看似很簡單的門，卻讓順利解決了眾多難題的飛船設計者們煞費苦心。

氣體是由大量的做無規則運動的分子組成，這些分子會與空氣中的物體不斷碰撞．每次碰撞，空氣分子都會給物體表面一個沖擊力，大量空氣分子持續碰撞的結果就體現為大氣對物體表面的壓力。神舟七號飛船內部保持了一個標準大氣壓的壓強，計量單位100千帕左右。這和我們在地球上日常生活的環境相一致。而飛船外的宇宙空間則是真空狀態，這樣一來，艙內的氣體就給飛船內壁造成很大的壓力。因此，從安全角度考慮，飛船的門向內開更利于飛船船艙的密封。不過，這也意味著航天員要在太空飛行中打開飛船艙門，就必須將艙內的壓力降到和外部宇宙空間接近的真空狀態。

尚志（中國空間技術研究院神舟七號飛船總指揮）:實際上整個艙泄壓也不可能，所以飛船要解決一個過渡艙，我們這個氣閘艙就起了這么一個作用。

氣閘艙是載人航天器中供航天員進入太空或由太空返回用的氣密性裝置。它的工作原理和江河中的船閘很相似。船閘利用向兩端由閘門控制的航道灌水、泄水，來控制水位的升降，使船舶能克服航道上的水位落差而順利通行。太空飛船則需要一個氣閘艙，來保證航天員順利出艙，進入太空。有所區別的是，船閘控制的是水位高低，而飛船的氣閘艙控制的則是氣壓的大小。

1965年，前蘇聯的“上升”2號載人飛船首先應用了氣閘艙。航天員列昂諾夫利用它走出艙外，成為世界上太空行走第一人。從此以后，只要涉及到太空行走，不管是飛船還是航天飛機，乃至空間站都離不開氣閘艙這個獨特的過渡裝置。這些氣閘艙的功能都很單一，只解決氣閘的問題。

但是，神舟七號上的氣閘艙就不是這么簡單了。

潘騰:咱們要在現有的軌道艙的基礎上，同時實現生活艙的功能還要實現氣閘艙的功能。

從2003年神舟五號第一次將楊利偉送入太空以來，神舟飛船的結構沒有發生大的變化。

聶海勝:楊利偉只在返回艙里面，我們還到了軌道艙里面（圖3）。就是你住一間房子，我住了一個一室一廳的。

（3）圖組:（3-1）神舟五號航天員只在返回艙里（模擬圖）（3-2）神舟六號兩位航天員可以到軌道艙（模擬圖）

到了神舟七號，軌道艙這個廳就變成了多功能廳（圖4）。為了能讓航天員不僅在這個廳里工作和生活，還要能從這里走出去，飛船設計者們就必需讓軌道艙同時兼有氣閘艙的功能

（4）神舟七號的軌道艙是一個多功能廳（模擬圖）

2006年的9月，整個軌道艙首次進行泄復壓實驗，檢驗氣閘艙能否在規定的時間內，將艙內的一個標準大氣壓泄到接近真空狀態，再從真空狀態恢復到適合航天員生活的一個標準大氣壓。

結果大大出乎人們的預料！艙內的壓力并沒有按照最初的設計速度降低，原本期待的15分鐘完成泄壓，竟然用了近5個小時。

賈世錦（神舟七號飛船工程師）:艙外航天服有一個支持的時間限制要求。它的生保系統，還有電力供應等都是有時間要求的（圖5）。

（5）對航天服進行試穿檢測

可想而知，在等待了這樣長的泄壓時間之后，當航天員能夠打開艙門時，航天服已經不能夠再支持他出艙進行太空行走了。

科研人員很快就發現了原因，但他們同時意識到，氣閘艙泄壓的時間似乎無法縮短！

按規定泄壓時間是不得超過20分鐘的，如果一定要在這個時間范圍內強行打開艙門，就意味著航天員開門的力量要提高近6倍，這對航天員來說很難實現。

艙門該如何打開呢？科研人員不斷地改進飛船的泄復壓系統，除此之外，他們還反復對開閉艙門進行實驗和分析（圖6）。

（6）科研人員反復進行開閉艙門的實驗

在他們不斷的努力下，這個看似不可能完成的任務，終于得到了圓滿的解決。

作為飛船通向宇宙的艙門，打得開很重要，關得嚴就更為重要。

董文平:人在真空狀態下，肯定會死掉，首先沒氧氣供應，另外人會爆裂，因為人體內的壓力要比外邊壓力高很多。

為了讓艙門關得嚴，科研人員做了6個門進行不同的實驗，以保證艙門的絕對可靠。同時，還要考慮如何讓航天員順利地進出這個門。因此，神舟七號的艙門直徑增大到850毫米，方便穿著艙外航天服的航天員進出。除此以外，飛船在外觀上跟神舟六號相比也有了一些變化。由于神舟七號主要的任務是完成太空行走，軌道艙不再留軌飛行，因此，神舟六號軌道艙上的太陽能帆板在神舟七號上就找不到了。但神舟七號增加了供航天員出艙活動攀扶的扶手。

為了模擬航天員在太空中進行的活動，科研人員把實驗場地搬到了深水水槽中（圖7）。

（7）航天員在深水槽中模擬出艙活動

俞進（中國空間技術研究院 神舟七號飛船工程師）:航天員穿著水槽服，從門里頭到門外，再在外面做出艙行走，然后再進來，整個過程是先抓哪個扶手，后抓住哪個扶手，拉繩是放在哪個限制器上，或者哪個扶手上，……包括時間，先做這步，這步的時間多少，然后回來的時間是多少。

張柏楠 （中國空間技術研究院 神舟七號飛船總設計師）:盡量把問題在飛船發射上天之前都找出來，解決掉。解決一個問題，航天員就少一份風險。

航天員生活的空間是有限的，而生活空間對每個人的生理和心理會有很大的影響，因此，科研人員盡力讓航天員工作和生活的環境更加舒適。

在返回艙里設計了三把特制的太空椅，在飛船發射和返回階段航天員都要坐在太空椅里，姿勢就像胎兒在母親體內蜷曲的模樣，這種姿勢能使人的脊椎承受較大的過載。

艙內的氣體凈化功能和環境控制功能保證了航天員工作的舒適，飛船還擁有良好的照明條件。總之，許多的設計都是為了給航天員一個舒適的家。

3年前，神舟七號的研制就拉開了序幕。從初期的單艙實驗到后來的整船測試，再到人、船、箭、地進行發射前的聯合演練，神舟七號經歷難以計數的考驗，盡管已經有了神舟五號、六號的成功經驗，飛船的設計者們卻始終堅持著一個原則：成功不等于成熟。

在未來的航天探索中，這艘生命之舟不僅要運送航天員，可能還要承擔起運送貨物的重任。它將載著更多的有志于宇宙探險的人們安全地往返于天地之間。

三、太空任務

1961年，在前蘇聯的人造衛星和航天員上天后，毛澤東和全世界的政治家們一樣,為之震驚。他說:“我們怎么能算是強國呢？我們甚至無法把一顆土豆送上太空。”

斗轉星移，40多年后的今天，對中國人來說，把土豆送上太空已經不再是難事。

當今世界，通常用三大技術衡量一個國家的航天水平是否成熟：

一個是天地的往返運輸系統，也就是類似飛船這樣的系統。

2003年，我國的“神舟”五號成功地把航天員楊利偉送上太空并安全返回，實現了第一項技術的突破。

第二個就是所謂的出艙技術，也就是艙外服以及我們出艙活動的技術。

為什么出艙活動如此重要？因為組裝空間站，進行太空實驗，都需要航天員出艙執行。“神舟”七號是我國第一次應用出艙技術。

第三個就是交會對接技術，就是兩個飛行器在太空的對接。這個技術實現之后，我們就可以組裝空間站，就可以把一件兩件甚至三件、五件，十件、八件單獨的飛行器，像搭積木一樣搭起來。

要在太空中搭建長期有人值守的空間站，更好地探索和利用太空資源，出艙活動是不可逾越的一步。

中國發射神舟七號飛船，目的就是開展出艙活動。神七航天員肩負著兩項太空任務：一是艙外行走，檢驗航天員身上的飛天服在外層空間的適用情況；二就是要完成一項太空科學實驗，把固定在飛船外部的一個實驗樣品取進艙內，帶回地面。

看上去安詳寧靜的太空實際上危機四伏。在地球的周圍，高能量的帶電粒子在高速運轉，太陽也在源源不斷地放射出宇宙射線。這些物質對于人的生命安全構成的威脅，遠遠超乎普通人的想象。人在X射線下照射，即使不停地照，照幾個月，都沒有到天上飛一圈那么嚴重。

另外，除了輻射和高能粒子，宇宙中還有一種潛藏的危險。在太空中，人類活動留下了各種垃圾和碎片。航天員出艙時，航天服即使僅僅遭遇一顆質量為10克的小碎片，也相當于被一輛時速為100公里的中型轎車撞到。

?如何躲避空間環境的危害和空間碎片的襲擊呢？早在2008年5月，中國科學院空間環境預報中心就開始根據各種數據對空間環境進行評估。力圖選擇一個輻射環境、高能粒子環境，以及空間碎片環境都相對平靜的時間段來執行任務。

但空間環境變化莫測。飛船上天以后，地面的6家環境監測臺站，30多個工作人員一直在對空間環境進行密切監控。

就像我們現在已知道的這樣，神舟七號的發射時間——九月底，是一個空間環境相對安全的時間，出艙路徑則避開了地球輻射區和空間碎片的多發區域。

?在良好的空間環境的保障下，航天員就該準備出艙了。

飛船環繞地球飛行，90分鐘經歷一次外層空間的晝夜轉換。只需一場足球賽的時間，航天員就繞著地球轉完了一圈。

繞到第5圈變軌，飛船進入圓形軌道。飛到第9圈，神七任務的第一個階段就開始了。

航天員幾乎沒來得及休息，就開始進行最為困難的艙外航天服組裝與訓練階段。進入軌道艙的兩位航天員花費了將近15個小時的時間，在狹小的艙體內做一系列復雜的準備工作。

楊利偉（中國首飛航天員）:航天員在上面把這個服裝拿下來，進行解包，裝配，整個過程很長。航天員在出艙前，要做完組裝、訓練以及檢查。

飛船飛到第27圈時，空間環境平靜，航天員進行出艙行走前的最后準備：除了穿上航天服，軌道艙還需要泄壓，航天員還要進行吸氧排氮等，具體到小的操作，有上千項之多。

如何杜絕人為操作事故的發生呢？神七任務采用了由兩名出艙航天員互相配合的方式來執行。

出艙行走的航天員1號以操作為主，另一名航天員2號從旁協助。人們常說協助需要默契，但在神七任務中，默契卻遠遠不夠了。

翟志剛（航天員）:靠心領神會的這種東西不需要，也不允許，防止產生誤理解、誤操作。都是明喻，我需要你怎么樣，我就直接告訴你；你需要我怎么樣你直接告訴我。都是明喻，明令，明操作。

2號航天員劉伯明還有一項任務，就是在1號航天員翟志剛進行操作的同時，宣讀《飛行手冊》。手冊中（圖1），詳細記載了每一項操作的具體步驟。

（1）劉明伯負責讀《飛行手冊》

吳斌（航天員選拔訓練研究室 主任）:為了做到穩妥萬無一失，拿著手冊去讀，保證他不會有問題，保證不會漏，不會發生錯忘動作。

這個階段的出艙準備，大概需要２小時。

就在航天員忙著準備出艙時，一個隱患在悄悄靠近。那就是“空間運動病”。

在地球上，人對運動的感知通常依賴耳朵內的前庭器官。那里有一種叫作耳石的物質，在重力作用下耳石壓迫毛細胞，毛細胞就能感受到運動的快慢和方向。但在太空失重環境下，耳石失去了重量，形成不了對毛細管的刺激，人也就失去了對運動的感知，于是出現定向紊亂。

此時，人會出汗、頭暈、甚至惡心嘔吐。這些癥狀平時看起來并無大礙，但在太空中，卻有可能致命。

根據國際上的統計，大約有50%的航天員會出現空間運動病。國際上因為航天員出現此病而取消出艙活動的事件時有發生。

如何保證神七航天員免受空間運動病的干擾呢？除了在地面上針對前庭功能進行強化訓練外，科研人員還研制了專門的藥物。

李勇枝 （航天員監醫保研究室主任）:研制了一個口腔速崩片，這個口腔速崩片主要是可以免給水，不用喝水放在嘴里頭就能夠吸收。

在發射前8個小時，航天員就開始服藥，并隨同三餐一直吃到出艙前。進入軌道艙之前，航天員還注射了抗運動病的針劑。

空間運動病的隱患雖然解除了，但在地球上生長的身體，來到陌生的太空，還會感覺一系列的不適。

出艙服內雖然是純氧環境，但氣體的壓力低得和海拔7000米的地方差不多。為了保持氣壓平衡，人體腹腔內的常壓空氣就會慢慢膨脹。

翟志剛:在這種低壓下，肚子就會感覺老是脹脹的。老是打嗝，老是排氣。太嚴重也會影響工作。

當航天員克制種種不適，完成繁復的操作，在拉開氣閘艙大門的時刻，真正的考驗才剛剛開始。

?這是神七任務最核心的時刻。北京的飛行控制指控中心、在海洋上的5艘測量船、7個國內外測量站，數以千計的工作人員，此刻都屏住了呼吸。

飛船仿佛是地球放出去的一只風箏，這風箏一飛就是300多公里，還要在外層空間完成各種高難度的動作。連接風箏的這根無形的絲線就是測控通信系統（圖2）。

（2）雷達測控通信系統就像連接飛船這個大風箏的無形絲線

這根線必須是百分之百保持不斷，這是由我們的雷達來完成的;對于航天器的控制是由指控中心來控制的，比如讓它飛到哪兒，什么時候變軌，什么時候返回。

地面的測量點負責監控飛船的狀態，把獲取的飛船上的諸多信息發送給指控中心，再將指控中心的命令傳達到飛船上。

在以往的航天任務中，測控通信并不需要保持時刻不間斷的傳輸，只需要在重要的節點保持聯絡就可以了。而這一次，神七任務提出了全新的挑戰。

太空行走，對中國航天事業來說，是一次全新的探索。一旦航天員身體不適，或者出現了突發事件，都需要地面的專家團隊及時發出指令來解決。因此，太空行走這段時間的聯絡，必須時刻暢通。

地球是圓形的，一個地面站從露出地面開始可見，走過一個弧段，進入地球另一面，整個弧段大概是6分鐘左右（圖3）。

（3）地面監控站圖示

按照每個地面站監控5分鐘的弧段來計算，至少需要9個站首尾相連，接力傳遞，才能實現這段時間的連續通信。

為了實現這個目標，測控通信系統派出了5艘測量船，這個規模在我國航天史上是空前的（圖4）。

（4）“遠望號”測量船在地球的不同方位上密切注視著神舟七號

飛船最開始經過遠望3號測量船上空，然后經過返回段的地面測量站，最后經過遠望5號，遠望6號兩艘船上空。這樣就實現了從出艙到航天員返回艙內后這段時間的無縫接力。

選擇飛船即將進入非洲到我國上空的這個弧段作為出艙時間，是為了保證航天員執行任務時有適宜的光線。在這個弧段，航天員出艙后正好位于飛船和地球之間，地球反射太陽光既帶來足夠的光線，同時，飛船擋住陽光又不至于太過耀眼。

我們通常說的“太空行走”，實際上并不確切。因為航天員更需要手的幫助，才能在太空中移動。

翟志剛:手不能撥，你一撥。人可能就飄遠了，人出了艙之后是不能脫離艙體的。一但要是脫了艙體，那真正就變成飛人了……我要想在艙的表面從一個位置移到另外一個位置，就是通過兩只手的移動。

中國航天員首次出艙，還擔負著一個重要任務，那就是回收一件實驗樣品。是什么樣的實驗要在太空中做？什么樣的試驗樣品，才有資格搭乘神舟七號呢？

若干年前，有國家發射了一顆衛星。沒想到剛剛進入太空，衛星一側的太陽能電池的帆板就打不開了。于是這個衛星還沒完成一件任務，就變成了垃圾。最后發現，是帆板的潤滑材料出了問題。國際上像這樣因為潤滑材料導致衛星失效的事情屢有發生。研制出耐受太空環境的潤滑材料，是提高飛行器壽命的關鍵。

研究后人們發現，是太空的真空、輻照、原子氧和紫外光等環境因素的影響，造成了潤滑失效。

劉維民:原子態的氧和紫外光對任何材料都有侵蝕性。要想知道原子氧和紫外光對固體潤滑材料會發生什么樣的影響。把潤滑材料放到太空中去做實驗，無疑是最好的辦法。

這項實驗需要在太空中對樣品進行回收。以前，在我國還沒有掌握出艙技術時，這幾乎是不可想象的。神七航天員出艙活動，為太空科學實驗提供了良機。

在以往的航天任務中，我們看到的只是飛船內部的畫面，這一次，我們看到了神七飛船在軌道中飛行的姿態。航天員結束太空行走返回到氣閘艙后，釋放了一顆伴隨衛星。２分鐘后，伴隨衛星從各個角度給飛船拍了照（圖5）。

（5）神七伴星可以給飛船拍照

釋放伴星之后，神七的太空任務就告一段落了。航天員乘坐返回艙返回地球，氣閘艙則留在軌道上，和環繞它飛行的伴隨衛星一起，繼續環繞地球飛行（圖6）。

（6）返回艙與氣閘艙分離后返回地球

神七任務，成功實現了載人航天出艙活動技術的突破。隨后發射的神舟系列飛船將攻克飛行器交會對接技術，為早日建立中國的空間站鋪平道路。