《易經(jīng)》宇宙探秘

太空對接預案

所謂太空對接，是指兩個航天器，在軌道飛行的過程中，相互靠近而后對接起來。這對長期載人飛行航天器與天地往返飛行航天器來說，是一項必不可少的技術，也是一項很復雜的技術，必須有很好的預案。

我們知道，進入軌道的航天器，是在做無動力慣性飛行。

要使兩個航天器對接起來，首先要讓它們在同一條軌道上會合。這要求其中一個航天器用攜帶的小火箭發(fā)動機產(chǎn)生動力，進行變軌機動飛行，去追趕另一個航天器。人們分別把兩個航天器叫做追蹤航天器和目標航天器。載人航天器之間，由于需要有環(huán)形通道，一般采用“異體同構-周邊對接機構”，就是兩個航天器上的對接機構是相同的，所有對接部件都在對接口的周邊。

航天器的會合和對接，一般分為四個階段，即地面引導、自動尋的、接近和停靠、對接合攏。

追蹤航天器在地面控制中心的引導下，經(jīng)過幾次機動飛行，改變軌道，飛至目標航天器后面15～100千米處，使追蹤航天器的測量裝置能捕獲到目標航天器。

追蹤航天器用微波和激光等敏感器件測量與目標航天器的相對運動數(shù)據(jù)，并自動飛近到距目標航天器500～1000米的初始瞄準點。

追蹤航天器首先捕獲目標航天器的對接軸，然后在軌道平面外機動繞行，進入以對接口軸線為中心線的錐形對接走廊，然后逐漸調整飛行姿態(tài)，使其對接口軸線與目標航天器的對接口軸線重合。這時，兩個航天器相距約100～200米。然后以每秒3～1米的相對速度接近。在這個過程中，追蹤航天器必須隨時精確測量與目標航天器之間的距離、相對速度和姿態(tài)。最后使用冷氣噴射系統(tǒng)以每秒0.15～0.18米的速度與目標航天器相撞停靠。相撞停靠后，關閉動力系統(tǒng)，兩個航天器利用對接機構上的抓手、緩沖器和傳力機構相互接觸，環(huán)與環(huán)連接，并調平拉緊，然后用鎖緊機構實現(xiàn)兩個航天器的硬連接并密封。這時，兩個航天器的對接通道可供人員往來。最后完成信息傳輸總線、電源線和流體管線的連接，使兩個航天器成為一個整體。

完成會合和對接一般需要3～4小時。

返回安全預案

我們以“神舟”飛船為例來說明。

飛船返回時的姿態(tài)調整要非常準確，再入角不能稍大，也不能稍小；艙段分離要準時、準確；返回艙在稠密大氣中高速穿行，與空氣分子劇烈摩擦，艙底溫度達2000℃（用加大底防熱），艙璧溫度1000℃（用燒蝕層防熱），防熱要絕對可靠。

為此設計了很多、很好的預案。飛船返回艙在稠密大氣中下降時，部分空氣阻力變?yōu)樯Γ衅鸱祷嘏摶校ㄏ聒B一樣），再通過調整返回艙的姿態(tài)，改變飛行方向，使返回艙蛇形下降，這樣，就降低了速度、減少了過載（最大3.2g），增加了航程，便于修正航向，尋找理想的落點。

設計了可靠的減速技術。首先是大氣減速，在離地面15千米時，氣動阻力等于所受重力，飛船由超音速變?yōu)閬喴羲伲€(wěn)定在每秒200米左右。

然后是降落傘減速，傘面積達1200平方米，由1900多塊特殊尼龍綢縫制，重90多千克，共約100根傘繩，每根直徑25毫米，能承受300千克的重量。開傘程序為大、小引導傘（大的4.25平方米，小的0.7平方米）、減速傘（24平方米）、主傘（1200平方米），可使飛船速度降至每秒15米。有兩套獨立的降落傘裝置，若一套失敗，另一套仍能保證安全著陸。

最后是緩沖發(fā)動機減速，離地面約1米時，返回艙底部的γ探測儀指令緩沖發(fā)動機點火，使落地速度減為每秒1～2米。若發(fā)動機不工作，座椅大底可吸納沖擊能量，而且使這種能量不傳給航天員，保證航天員的安全。

飛船發(fā)射和返回時有3～4g的過載，落地時有沖擊。量身定做的座椅（誰飛行，安裝誰的座椅），與航天員的體型處處匹配，人椅一體，不會有相對活動，可避免在受沖擊過載時產(chǎn)生二次碰撞。座椅使航天員呈胎兒狀蜷曲，使脊柱能承受發(fā)射和返回時的過載沖擊。

設主、副著陸場。如遇異常氣候，飛船不能在內蒙古中部四子王旗幾千平方千米的主著陸場著陸時，在發(fā)射場東南的戈壁上設有副著陸場可供著陸。

若在著陸階段飛船發(fā)生意外，飛船上的特別裝備可防空氣泄漏。

在陸地和海洋上設有若干個應急救生區(qū)（陸地有銀川、榆林、邯鄲等）。

返回艙落地前4秒割斷降落傘繩，以免降落傘拖拽（可拖移7～8千米）。

陸上著陸后，船上信標機發(fā)出信號，回收人員6小時內趕到。若不能從內打開艙門，航天員可從備用氣孔呼吸新鮮空氣；水上著陸后，配備的氣囊可使返回艙浮起，航天員可用海水染色劑、閃光燈求救；返回艙中配備的救生食品，在陸上可維持48小時，在水上可生存24小時。

航天員預案

我國第一批航天員，經(jīng)三重甄選產(chǎn)生。

1995底開始從空軍殲擊機飛行員挑選出1506人；再從中確定800人參加初選；經(jīng)醫(yī)學檢查，確定60人進入復選；經(jīng)臨床醫(yī)學、特殊環(huán)境耐力等檢查和心理測試，最后確定12人為預備航天員。1998年1月組建航天員大隊。

對選拔出來的航天員，進行了基礎理論、航天基本理論、專業(yè)技能和飛行任務的嚴格培訓。

主要基礎理論知識有飛行動力學、空氣動力學、地球物理學、宇宙物理學、天文學、氣象學、天體物理學等。

主要航天基本理論有火箭推進原理、火箭和飛船的基本構成及設計原理、航天器軌道理論、導航、控制、通信、航天醫(yī)學等。

專業(yè)技能培訓包括熟悉飛船構造、各系統(tǒng)的功能、組成單元和工作模式；主要設備、儀表的功能和工作原理，顯示儀表和操作設備的實驗（需要航天員向儀表發(fā)出的指令達160多條）；掌握飛船操作的基本知識。

主要飛行任務培訓有飛行操作培訓，就是在模擬訓練器上進行進艙、發(fā)射、上升段飛行、運行段飛行、返回制動、再入大氣層、開傘、著陸等全部飛行程序訓練；飛行中可能出現(xiàn)的程序性故障和設備故障（在200種以上）的判別和排除訓練（5本《飛行手冊》共30萬字，分4大類，包括《航天員操作指南》、《飛船手動運動手冊》、《應急與故障處理手冊》等）；科學實驗操作培訓；發(fā)射時緊急撤離等救生培訓；返回時海上、沙漠、叢林等野外環(huán)境生存培訓。

每次任務前還要進行四個階段的訓練，即共同訓練階段，強化訓練階段Ⅰ，強化訓練階段Ⅱ，任務準備訓練階段。

此外還有貫穿始終的訓練，包括體能訓練；特殊環(huán)境耐力訓練（如超重、失重和低壓環(huán)境耐力和失重環(huán)境中的前庭功能訓練）；心理素質訓練；飛機飛行和跳傘訓練等。