中新網(wǎng)9月16日電 據(jù)報(bào)道，中國載人航天工程已進(jìn)入關(guān)鍵階段，目前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)展順利。飛船是怎么一回事？載人航天又是怎么一回事？據(jù)《中國國防報(bào)》報(bào)道，帶著這些問題，記者采訪了中國航天技術(shù)研究院高級(jí)工程師龐之浩(以下簡(jiǎn)稱龐)。
記：宇宙飛船作為第一種載人航天器，在人類飛天的過程中發(fā)揮了怎樣的作用？
龐：載人航天是20世紀(jì)人類最偉大的壯舉。它大大擴(kuò)展了人類的活動(dòng)范圍，實(shí)現(xiàn)了人類飛天的夢(mèng)想，是進(jìn)一步大規(guī)模開發(fā)與利用空間資源的重要手段，對(duì)國家的政治、軍事、經(jīng)濟(jì)和科技等方面的發(fā)展均有重要的戰(zhàn)略意義。
1961年4月12日，前蘇聯(lián)航天員加加林乘坐“東方”號(hào)載人宇宙飛船升空，成為世界航天第一人，開創(chuàng)了載人航天的新紀(jì)元。此舉不僅使加加林名揚(yáng)四海，宇宙飛船作為第一種載人航天器也因此蜚聲全球。
宇宙飛船與返回式衛(wèi)星有相似之處，因?yàn)檩d人，故增加了許多特設(shè)系統(tǒng)，以滿足航天員在太空工作和生活的多種需要。例如，用于空氣更新、廢水處理和再生、通風(fēng)、溫度和濕度控制等的環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)，報(bào)話通信系統(tǒng)，儀表和照明系統(tǒng)，航天服，載人機(jī)動(dòng)裝置和逃逸救生系統(tǒng)等�？臻g交會(huì)對(duì)接技術(shù)是載人飛船工程的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)橹挥羞@樣才能為別的航天器提供運(yùn)輸功能。
當(dāng)然，掌握航天器再入大氣層和安全返回技術(shù)也至關(guān)重要。尤其是宇宙飛船，除了要使飛船在返回過程中的制動(dòng)過載限制在人的耐受范圍內(nèi)，還應(yīng)使其落點(diǎn)精度比返回式衛(wèi)星更高，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和營救航天員。前蘇聯(lián)載人宇宙飛船就曾因落點(diǎn)精度差，使航天員困在了冰天雪地的森林中差點(diǎn)被凍死。目前，掌握航天器返回技術(shù)的國家只有美國、俄羅斯和中國。
從結(jié)構(gòu)上來看，人類已研制出了3種結(jié)構(gòu)的宇宙飛船，即一艙式、兩艙式和三艙式。其中一艙式最為簡(jiǎn)單，只有航天員的座艙。兩艙式飛船由座艙和提供動(dòng)力、電源、氧氣和水的服務(wù)艙組成。它改善了航天員的工作和生活環(huán)境。世界第一個(gè)出艙的航天員列昂諾夫乘坐的前蘇聯(lián)“上升”號(hào)飛船以及美國的“雙子星座”號(hào)飛船均屬于兩艙式。最復(fù)雜的就是三艙式飛船。它是在兩艙式飛船基礎(chǔ)上或增加一個(gè)軌道艙(衛(wèi)星式飛船)，用于活動(dòng)空間、進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)等，如前蘇聯(lián)/俄羅斯“聯(lián)盟”系列飛船；或增加一個(gè)登月艙(登月式飛船)，用于在月面著陸和離開月面，如美國“阿波羅”號(hào)飛船。
從種類上說，在發(fā)射的宇宙飛船中，除了載人飛船外，還有貨運(yùn)飛船和載人貨運(yùn)混合飛船。按照飛行任務(wù)的不同，載人飛船又可分為衛(wèi)星式載人飛船、登月式載人飛船和行星際式載人飛船。前兩種在20世紀(jì)已經(jīng)發(fā)射成功，后一種有望在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)，很可能是載人火星飛船。
記：雖然宇宙飛船和航天飛機(jī)、空間站相比簡(jiǎn)單一些，但對(duì)技術(shù)上的要求也一定很高吧？
龐：當(dāng)然。雖說載人飛船是當(dāng)今最簡(jiǎn)單的一種載人航天器，具有飛行時(shí)間短、沿彈道式或半彈道式路徑返回、一次性使用等特點(diǎn)，其實(shí)它也很復(fù)雜，所以現(xiàn)只有中、俄、美3國擁有它。
宇宙飛船在返回地面時(shí)，為了減速、防熱及結(jié)構(gòu)上的需要，返回重量越小越好。為此，一般真正返回地面的只有座艙，這也是分艙設(shè)計(jì)的重要原因。它要像飛機(jī)在空中拋掉副油箱和多級(jí)火箭拋掉熄火后的子級(jí)火箭似的“輕裝下陣”。所以，飛船座艙的外形設(shè)計(jì)十分重要。
座艙是載人飛船的核心，通常采用無翼的大鈍頭旋轉(zhuǎn)體，有的是球形，有的是鐘形。采用這種簡(jiǎn)單外形具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工程上易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。同時(shí)，座艙一般均有視野開闊的舷窗，以便航天員觀察發(fā)射前的準(zhǔn)備活動(dòng)、在軌交會(huì)對(duì)接情況、返回點(diǎn)火時(shí)的姿態(tài)和再入著陸的地面情況等。俄羅斯航天員曾多次在自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)失靈情況下，通過舷窗進(jìn)行手動(dòng)對(duì)接獲得成功。此外，為保持航天員高效率工作，座艙內(nèi)的大氣壓力和成分、供氧、二氧化碳和水氣的清除、水和食物、航天服等都要細(xì)致研究，都需要很復(fù)雜的技術(shù)才能完成。
飛船的氣閘艙有兩個(gè)閘門，一個(gè)與座艙連接叫內(nèi)閘門，另一個(gè)是可通向太空的外閘門。航天員出艙前要在座艙內(nèi)穿好航天服，然后走出內(nèi)閘門，關(guān)閉內(nèi)閘門，把氣閘艙內(nèi)的空氣抽入座艙內(nèi)，當(dāng)氣閘艙內(nèi)和艙外壓力相等時(shí)就可打開外閘門進(jìn)入太空了。航天員返回氣閘艙時(shí)按相反的順序操作。內(nèi)外閘門的氣密性絕對(duì)可靠是氣閘艙工作的基本條件，閘門的啟閉須十分小心和熟練，避免漏氣很重要，否則極危險(xiǎn)。前蘇聯(lián)“上升”-2飛船于1965年3月率先應(yīng)用了氣閘艙。航天員列昂諾夫通過它走出艙外，成為世界太空行走第一人。
飛船在上升或返回過程中，若發(fā)生故障，需要應(yīng)急彈射時(shí)，座艙門應(yīng)可以迅速打開；而在軌運(yùn)行或降落在海面時(shí)，則要求座艙門嚴(yán)格密封。航天員除可由座艙門進(jìn)出以外，還能從應(yīng)急逃逸口爬出座艙。在載人飛船上升、軌道運(yùn)行和返回地球3個(gè)不同的飛行階段，有不同的飛行環(huán)境，所以其救生手段不同。例如，發(fā)射飛船的火箭起飛后發(fā)生危險(xiǎn)。如果火箭飛行高度低于兩萬米，航天員則可像飛機(jī)的飛行員一樣啟動(dòng)彈射坐椅從座艙彈出，再打開降落傘返回地面；若火箭的飛行高度超過兩萬米，航天員就只能啟動(dòng)飛船頂部的逃逸用的小火箭，用它把飛船拉離運(yùn)載火箭，飛向安全區(qū)后，再打開飛船的降落傘，使飛船軟著陸。
目前，載人飛船還是一次性的，要想重復(fù)使用須解決座艙熱防護(hù)層能經(jīng)受10 00℃以上高溫及返回著陸系統(tǒng)可保證準(zhǔn)確著陸和很小的著陸速度這兩大關(guān)鍵，從而不被燒壞和撞壞。國外正從這兩方面入手研制可重復(fù)使用的載人飛船。
記：隨著人類航天活動(dòng)的不斷深入，宇宙飛船的用途越來越廣泛，您能否具體談一下這方面情況？
龐：載人飛船在載人航天史上有著不可磨滅的功績(jī)。在送人上太空后，宇宙飛船被用于對(duì)地觀測(cè)、航天員出艙作業(yè)和生物學(xué)研究等多種科學(xué)研究和各項(xiàng)航天技術(shù)試驗(yàn)，取得了巨大的成果。
宇宙飛船最重要的用途之一就是為空間站和月球基地等接送航天員和物資，且費(fèi)用較航天飛機(jī)低許多。目前在軌的國際空間站和以前的“和平”號(hào)空間站、“禮炮”號(hào)系列空間站以及美國“天空實(shí)驗(yàn)室”空間站都是用宇宙飛船作為天地往返交通工具的。宇宙飛船猶如太空“公共汽車”，立下了汗馬功勞。
人在空間站內(nèi)長(zhǎng)期工作和生活，隨時(shí)都可能出現(xiàn)危險(xiǎn)。例如，航天員突發(fā)急病或飛船出現(xiàn)意外時(shí)，就需要航天員馬上撤離空間站，返回地面。由于宇宙飛船體小質(zhì)輕、成本低，因此很適于長(zhǎng)期停靠在空間站上用作救生艇。若用價(jià)值連城的航天飛機(jī)作救生艇長(zhǎng)期停留在空間站上，則得不償失。1984年前蘇聯(lián)“禮炮”-7空間站出現(xiàn)故障時(shí)，就是靠�？吭谡旧系摹奥�(lián)盟”號(hào)飛船把站上的兩名航天員緊急撤回地面的；1998年開始建造的國際空間站也用“聯(lián)盟”-TM飛船作為救生艇。
由于宇宙飛船帶有推進(jìn)系統(tǒng)，能機(jī)動(dòng)變軌，因而還可以迅速降低高度進(jìn)行偵察等軍事活動(dòng)。美國“雙子星座”-7飛船在軌道飛行期間，飛船上航天員曾用紅外遙感器監(jiān)視和跟蹤了一枚潛射導(dǎo)彈的發(fā)射，所獲信息比潛艇上的觀察人員報(bào)告的還要快。
國外開始用宇宙飛船進(jìn)行太空旅游。自美國加州百萬富翁丹尼斯·蒂托2001年4月乘“聯(lián)盟”-TM飛船登上國際空間站成為第一位登上太空的旅行者之后，很多人都對(duì)太空之旅充滿了期待。為此，俄羅斯Energia火箭航天公司表示，其計(jì)劃為未來的太空旅客提供為期一周的太空服務(wù)。旅客可以乘坐俄羅斯的“聯(lián)盟”號(hào)宇宙飛船前往太空參觀。在飛船內(nèi)，游客既能體驗(yàn)失重的感覺，又能透過舷窗博覽群星，遙看美麗的地球。
另外，未來的行星際載人飛行從目前和可預(yù)見的將來來看，將由宇宙飛船率先實(shí)現(xiàn)，而且很可能是載人火星宇宙飛船。
簡(jiǎn)言之，宇宙飛船無論在過去、現(xiàn)在，還是將來，都是大有作為的，因而可以說是方興未艾。
記：談到宇宙飛船，不能不說一下最值得中國人驕傲的“神舟”號(hào)。請(qǐng)您具體談一下好嗎？
龐：我國的“神舟”號(hào)是比較先進(jìn)的載人飛船，目前已4次遨游太空�！吧裰邸碧�(hào)飛船由軌道艙(也叫工作艙)、返回艙(又稱座艙)、推進(jìn)艙(儀器艙)和一個(gè)過渡段組成。其中載人的軌道艙、返回艙可謂“一室一廳”，作為“一室”的返回艙是航天員在發(fā)射、返回和駕駛飛船時(shí)待的地方，作為“一廳”的軌道艙則是航天員工作和休息的場(chǎng)所。
軌道艙位于返回艙前面，這是為了增加航天員的活動(dòng)空間。它里面裝有多種試驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)儀器，可進(jìn)行對(duì)地觀測(cè)。其兩側(cè)裝有可收放的大型太陽能電池翼、太陽敏感器和各種天線以及各種對(duì)接機(jī)構(gòu)。
返回艙位于飛船中部，是航天員乘坐的艙段，也是飛船的控制中心。它不僅和其他艙段一樣要承受起飛、上升和軌道運(yùn)行段的各種應(yīng)力和飛行環(huán)境，而且還要經(jīng)受返回時(shí)再入大氣層階段的減速過載和氣動(dòng)加熱。其為密閉結(jié)構(gòu)，前端有艙門，供航天員進(jìn)出軌道艙使用。
推進(jìn)艙緊接在返回艙后面，通常安裝推進(jìn)系統(tǒng)、電源、氣瓶和水箱等設(shè)備，起保障和服務(wù)作用，即為飛船提供動(dòng)力，進(jìn)行姿態(tài)控制、變軌和制動(dòng)，并為航天員提供氧氣和水。推進(jìn)艙的兩側(cè)還裝有20多平方米的主太陽能電池翼。過渡段則在飛船頂部，用于與其他航天器對(duì)接或空間探測(cè)。
飛船頂部還有一個(gè)高8米的逃逸救生塔。它裝有10臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)射飛船的火箭起飛前900秒到起飛后160秒期間(0～110公里)，如發(fā)生故障，它能拽著返回艙和軌道艙與火箭分離，并落到安全地帶，使飛船上的航天員轉(zhuǎn)危為安。記：感謝您接受我們的采訪。祝愿中華飛天夢(mèng)早日實(shí)現(xiàn)。(來源：中國國防報(bào)，作者：趙利)
