中国载人航天工程之神州七号(1)
胡经国
1、神舟七号概述
神舟七号(Shenzhou VII),简称“神七”,是中国载人航天工程发射的第七艘飞船,是中国的第三次载人航天飞行任务,也是中国“三步走”空间发展战略的第二阶段。
神舟七号于2008年9月25日发射升空,进入预定轨道;于2008年9月27日进行出舱活动,完成中国人首次太空行走;于2008年9月28日进入返回程序,返回舱安全着陆于内蒙古预定区域,完成载人航天飞行任务。
神舟七号载人航天飞行实现了航天员出舱活动和小卫星伴飞,成功完成了多项技术试验,开启了中国的新篇章。
下图为神舟七号概述图(图源:网络):
神舟七号基本信息如下:
中文名:神舟七号
外文名:Shenzhou VII
所属国家:中国
发射地点:酒泉卫星发射中心
返回地点:内蒙古主着陆场
发射日期:2008年9月25日
返回日期:2008年9月28日
研制单位:中国航天科技集团有限公司
2、神舟七号研制历程
历史背景
1992年9月,中共中央决策实施载人航天工程,并确定了中国载人航天“三步走”的发展战略。
第一步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验;
第二步,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术,发射空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题;
第三步,建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。
工程前期通过实施四次无人飞行任务,以及神舟五号、神舟六号载人飞行任务,突破和掌握了载人天地往返技术,使中国成为第三个具有独立开展载人航天活动能力的国家,实现了工程第一步任务目标。
1999年11月20日至21日,中国载人航天工程第一艘神舟无人试验飞船飞行试验获得了成功。
2001年初至2002年底又相继研制并发射成功了神舟二号至四号无人飞船,获得了相关试验数据,为实施载人航天打下了基础。
研发进程
2008年6月16日,神舟七号及运载火箭在垂直装配厂房进行吊装工作。
2008年6月18日,神舟七号及运载火箭,“神箭”和“神舟”在垂直装配厂房对接装配工作。
2008年7月10日,神舟七号从北京空运抵达酒泉卫星发射中心,并转运至载人航天发射场总装测试厂房,进行组织及测试工作。
2008年7月18日,神舟七号在载人航天发射场飞船整装测试大厅进行三舱对接工作。
2008年7月28日,神舟七号进行飞船系统测试工作。
2008年8月5日,执行神舟七号发射任务的长征-2f运载火箭抵达载人航天发射场。
2008年8月27日,神舟七号进行扣装整流罩工作。
2008年8月28日,神舟七号载人飞船和长征-2f火箭进行组装工作。
2008年9月20日,神舟七号、长2F火箭和逃逸塔组合体垂直转运至发射区。
2008年9月22日,发射区对神舟七号及运载火箭进行了各项功能检验和系统间接口检查。
2008年9月23日,神舟七号完成发射场区最后一次船箭地联合检查。
飞行乘组
翟志刚:男,指令长
刘伯明:男,协助员
景海鹏:男,协助员
3、神舟七号系统组成
⑴、飞船系统
神舟七号飞船高9米,最大内直径2.5米,能够航天员自由活动的空间约6立方米。飞船的主要结构是“三舱一段”,从上到下依次为:推进舱、返回舱、轨道舱和最顶端的附加段。
轨道舱
位于飞船前段,通过舱口与后面的返回舱相通,外形呈圆柱形,是宇航员在太空飞行期间的生活舱、试验舱和货舱,比返回舱宽敞,可以安放大量实验仪器和生活物资,是航天员进行科学实验、生活起居的空间。轨道舱与返回舱分离之后,轨道舱可以继续的留轨工作达半年之久,从某种意义上说它就是中国未来空间站的一个雏形。
返回舱
直径达2.5米,位于飞船中部,是飞船的控制中心,因而必不可少。通常采用无翼的大钝头旋转体,这种简单外形,具有结构简单、工程上易于实现等特点,其为密闭结构,前端有舱门,供航天员进出轨道舱使用。舱内设置了可供3名航天员斜躺的座椅,座椅前下方设有仪表盘和控制手柄、光学瞄准镜,还装有通信设备等最必需的设备。返回舱只是航天员在起飞和返回的时候工作和生活的的地方,一般进入太空之后的生活其实都是在轨道舱中进行的。返回舱的上面就是轨道舱,飞船进入太空之后,航天员要由返回舱进入到轨道舱中做一些科学试验。
推进舱
紧接在返回舱后面,通常安装推进系统、电源、气瓶和水箱等设备,起保障和服务作用,即为飞船提供动力,进行姿态控制、变轨和制动,并为航天员提供氧气和水。推进舱的两侧还装有20多平方米的主太阳能电池翼。推进舱顾名思义就是产生推进的作用,是飞船在太空飞行和返回过程中重要的动力装置。当其与返回舱分离之后,就失去了作用,也随之进入大气层燃烧焚毁掉了。其两侧的是太阳能电池板,可吸收太阳能转化为电能供给飞船使用。
过渡段
位于飞船顶部,用于与其它航天器对接或空间探测。
⑵、火箭系统
神舟七号飞船搭载的是中国研制长征二号F遥七运载火箭。
长征二号F(CZ-2F)是捆绑四枚助推器的两级运载火箭,采用N2O4/UDMH推进剂,可安装上面级,起飞重量为480吨,火箭全长58.34米,一二级直径为3.35米,助推器直径为2.25米,整流罩直径为3.8米,近地轨道运载能力8500千克。
长征二号F运载火箭研制总体单位:中国运载火箭技术研究院;总指挥:荆木春;总设计师:容易。
长征二号F火箭将用于发射神舟七号载人飞船,把3名航天员送入预定轨道并进行空间出舱活动。与发射神舟六号载人飞船的火箭相比,这枚火箭共有36项技术改进,进一步提高了可靠性和安全性。特别是针对以往火箭上升振动较大,进行了改进设计,改善了航天员乘坐的舒适性;还在火箭关键部位安装遥测图像测量装置,可实时监视和记录火箭主要飞行动作。
⑶、测控通信
神舟七号测控通信动用了5条远洋测量船,其中,远望五号、远望六号船是首次参加航天测控任务的新船,远望一号和远望二号船是旧船。
参加任务的测控站,为5个固定测控站,2个活动测控站;位于主着陆场的活动测控站将首次为测控通信系统提供支持,承担伴飞卫星的测控通信任务。
中国国外的测控站则在神五、神六时使用的纳比米亚站、马林迪站和卡拉奇站的基础上,增加了一个智利的圣地亚哥站,共计4个中国国外测控站。
⑷、着陆场区
主着陆场位于内蒙古苏尼特右旗以西地区(60×60)平方千米见方的区域,其外围还有一个应急扩大区,范围扩大到170千米。
副着陆场位于酒泉卫星发射中心的东南部分,其正常区域范围和扩大区域范围与主着陆场相当。
应急着陆区分为四块。一是火箭上升段,上升段应急着陆区有两块,分为陆上应急着陆区和海上应急着陆区。陆上应急着陆区分为一号责任区、二号责任区和三号责任区,长度将近1860千米;海上也设有三个应急降落区,分A区、B区和C区,其中A区长900多千米,B区长600多千米,C区长近400千米,宽度都是100千米。
运行段也有两块应急着陆区,一块位于中国国内,为应急着陆区,第二块于中国国外,共计七个应急着陆区,这七个应急着陆区分别在澳大利亚、北非、北美、南美等地区。
(未完待续)
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