著名空间技术专家潘厚任
新华社《世界军事》杂志总编辑杨民青
[主持人杨民青] 潘教授是中国科学院空间科学与应用中心的研究员,国家科委专家组专家,曾任我国第一颗、第二颗人造卫星总体设计组副组长,亲眼目睹我国核实验爆炸,是中国卫星系列发展计划的制定者之一,曾七次获得国家和中国科学院科技进步奖。
[主持人] 许多网友非常关心“神舟”六号什么时间发射,今天凌晨新华社已经授权发布消息公布了“12日到15日将择机发射”。请问潘教授,什么条件决定发射的最终时间?
[嘉宾潘厚任] 现在什么时候发射,大家可以根据已经正式发射的公告,在10月12日到15日之间要发射。但是具体什么时间发射,要由很多情况来定。首先,发射时间不是随便定的,它有发射窗口,发射窗口是一年里面哪一天,一天里面哪一个时刻,有一段时刻最合适,这主要取决于飞船上了天以后,飞船跟地球、跟太阳三个中间的相对位置要选好。这个位置跟地球的公转和自转有关系,所以一年里面哪个季度、哪个日期跟一天哪个时刻。
另外,临时火箭有什么技术方面的原因,特别是当时的气象条件也很关键。所以具体到哪个时间发,谁也说不好,要根据当时的气象预报等什么来定。还有就是宇航员的的一些情况,飞船、火箭当时监测的一些情况,这是技术方面的问题。但是气候方面的问题很重要,比如温度太低或者太高,或者有雷暴,从跟踪的角度来说,最好是晴天。
[主持人杨民青] 一般我们都选择白天还是晚上发射?
[嘉宾潘厚任] 白天晚上都可以。
[主持人杨民青] 如果根据大家自己的观察,是不是可以判断当天能不能发射?
[嘉宾潘厚任] 自己很难判断,要根据发射场合的气候条件,而不是根据你所在地方的气候条件。它有三级预报,国家气象局有一个预报,到那个地区有一个预报,另外发射场专门有负责气象的人,要根据当时情况临时决定发射时间。
选择上天宇航员的决定条件
[主持人杨民青] 网友“X—Bird”问,为什么“神六”要到最后才决定最终宇航员?请问潘教授,决定最终选择宇航员有什么条件?
[嘉宾潘厚任] 特别是航天员上去之前,身体情况、心理情况随时随地在变,如果临时有病,那肯定不行。比如世界上第一个太空人加加林,他原来是备份排在第三个,他心理素质很高,他头天晚上睡觉睡得很好,如果头天晚上睡不好,火箭速度是8到9个G,那身体就吃不消。所以那时候加加林状态很好,他是第二备份,第三个排到他上去了。还有一个条件,当时火箭的推力很有限,加加林体重轻了400克,这样火箭安全系数就会大一点。
火箭的推力很有限,刚好能把东方红一号推上天,你重量轻一点,火箭的推力的余量就大一点。咱们是神舟六号,一共三个组,每个组两个人,到底哪个组上去,发射前5个小时才能最后定。要根据当时航天员的身体状况、心理素质。即使所有检测都很好,你临时感冒了怎么办?发烧了怎么办?马上就换。身体情况的变化是说不定的。
[主持人杨民青] 您能不能说说宇航员有哪些特能?
[嘉宾潘厚任] 首先身体条件要很好,要经历发射的加速度、噪声,到了轨道上以后,速度每秒钟8公里,到了上面以后又是失重状态,温度变化是正负150多度,真空度又非常高,虽然里边有空调,气压是1个大气压,但是失重状态人不习惯。一旦是失重状态,身体的水和血液都重新分配了,都会往脑袋上涌。要适应这些东西,首先身体条件要比较好。
不管美国、苏联还是我们第一批首飞的航天员都是从飞行员里挑,美国不光从飞行员里挑,美国第一任宇航员是从试飞员中挑,因为试飞员要实验飞机的性能,要找出飞机的毛病。我们的李中华,非常厉害,7秒钟里面把一架飞机救活了,李中华的理想是当航天员,他其他方面都合格,差一点是什么呢?他的脊椎骨骼的间隔差一毫米,差这么一点,但是在太空环境下可能就会造成一点伤害。所以要求身体条件非常很好,特别是对一些应急的情况,飞船万一失控了,老是颠三倒四的转,你身体吃不消不行。
[主持人杨民青] 返回大气层的时候,飞船像一个火球似的?
[嘉宾潘厚任] 所以除了身体状况以外,心理素质要非常好,在应急情况下不慌不忙,还能操作。另外由于飞船的大小,各个国家队上去的人体重、身高都有限制。我们的航天员体重一般是55到70公斤,身高是160厘米到172厘米。像美国也是这样,美国舱位的航天服只有大、中、小三个型号。
但最重要的还是你对技术方面有基础,要熟悉飞船这一套,仪器、设备的操作以及航天、天文方面的知识,我们现在挑航天员至少是大专学历,飞机飞行至少600个小时以上,杨利伟超过1000个小时了。所以有很多条件。另外,航天员两个人上去,关系要很团结,两个人在天上闹别扭,那会很危险的,谁也救不了谁,所以集体主义精神等因素都要考虑的。
[主持人杨民青] 美国的宇航员年龄好象偏大?
[嘉宾潘厚任] 美国宇航员一般是40岁左右,俄罗斯宇航员一般是30到35岁左右。我们是25岁到30岁。为什么挑25岁到30岁呢?25岁挑进去经过4年训练就29岁了,杨利伟第一次就上去了。像聂海胜、翟志刚第一次没上去,再上去又要等两年。所以,实际上真正上天的也是30多岁。年纪大一点有什么好处?经历比较丰富,相对来说情绪比较稳定,人比较稳重,不像年轻时比较毛躁,临时发生一些故障处理起来就不如年纪大的人那么稳当,处理事情那么有经验了。
返回大气层也是最关键、最危险的时候,因为回来的速度很快,跟大气层的摩擦产生的温度是1600多度,飞船还要保持20多度的温度,否则人就烧死了。我们飞船外面有一层特殊的材料叫烧蚀材料,这种材料一边温度很高,一边烧一边把热量带走,里面再有隔热层。回来以后还要经过一段黑障,就是离开地面80公里回到40公里这一段范围,由于大气摩擦产生的等离子体把飞船包围了,所以电信都不通。这段时间里面,太空人跟地面联系不上的,这时候飞船里面到底是什么情况,地面也不知道。
[Page] “神一”到“神六”花费大概是190多亿人民币
[主持人杨民青] 今天网友提问非常多,我们会在“神六”发射到最后返回的整个过程中,网友可以通过新华网随时提问,我们将把网友问题集中起来,请潘教授统一回答以后在新华网上分阶段的发布。
网友“谷雨88”:请问这次“神六”发射大约需要多少费用?
[嘉宾潘厚任] 整个神舟飞船,也就是“神一”到“神六”,花的钱大概是190多亿人民币,不到美国一年在太空方面整个投资的十分之一。具体到每一条船不太好说,“神舟”一号到六号花了不到人家一年的十分之一。可是我们这些投资三分之二左右都是留下了固定资产,以后都能用的,真正消耗掉的也就是三分之一。具体到哪条船多少钱,这个要经过经济核算才能得出来。
神六发射成功可靠性达到97%
[主持人杨民青] 网友“youliao2003”:潘教授,我正在单位上班,借点时间问一问,神6发射成功的概率在理论上计算是多少?这次飞行搭载了很多科学项目,是不是普及性的项目?
[嘉宾潘厚任] 根据我们的火箭专家王春平说我们的长征2F号的火箭安全可靠性是99.7%。所有航天任务,不管哪个国家,不可能做到百分之百的可靠,我们的火箭是非常可靠的,长征2F号的火箭安全性可以达到99.7%。比一般发无人卫星的可靠性要高多了,整个都算起来的可靠性达到97%左右,不可能达到百分之百。
要提高一个百分点就不得了了。比如刚才说达到现在的可靠性,火箭和飞船上有十几万个零件,有上百万条的指令,有好几万个接口,每个元器件的可靠性是10个9(0.9999999999),整个火箭飞船的可靠性才能达到那么高。所以我们的可靠性还是相对高的,但是不可能达到百分之百。我们杨利伟上去非常顺利,所有的备份都没有用上。
[主持人杨民青] 因为这次大家对“神六”发射的安全性非常关注,这次“神六”从发射到返回过程中,最关键的环节是什么?
[嘉宾潘厚任] 一个是发射阶段。特别是长征2F号的火箭性是决定作用,所以发射时候是有一定风险的。为什么呢?因为火箭加速度,火箭发动机工作是不是正常,这是关键的。长征2F号火箭有一个逃逸救生塔,从0公里到110公里,假如运载火箭有不正常的情况,计算机检测出来以后,逃逸救生塔就可以自然把火箭点燃,连飞船带人拉到一个安全的高度,用降落伞平安的把航天员救回来,有点像飞机的弹射座椅。
到了轨道上,相对来说,只要飞船不漏气、不出故障就好一点,即使漏气也可以采取一些措施补一补。最危险的就是返回的时候,因为飞船速度很高,要减速,减速以后,在大气层里载入角度很关键,如果载入角度不好,就像打水漂一样就漂出去了,所以要有一定的角度回来。当冲进大气层的时候,整个飞船的外表温度要烧到一千六七百度,这时候飞船里还要保持20多度,所以这也是一个很关键的环节。
还有就是要经过黑障,飞船离地高度从80公里到40公里这段范围里,无线电通信是中断的,所以上面的情况到底怎么样,地面也不知道,这个阶段是最紧张的,比发射的时候还要紧张。比如美国航天飞机出事,挑战者号是在发射阶段,哥伦比亚号是在返回阶段。
[主持人杨民青] 主持人:请问潘教授,到目前为止,人类进入太空总共有多少人,年龄最大的、年龄最小的多大?在太空停留时间最长的、时间最段的多长?牺牲了多少人?都是哪些国家的?
[嘉宾潘厚任] 我没有很确切的数,据统计,大约有30多个国家的400多个人上过太空,杨利伟是人类进入太空的第413位,可是有的人上过太空很多次。所以到现在去太空的人次数是970多人次。美国占600多,俄罗斯占200多,还有其他很多国家,包括德国、法国、日本,甚至于蒙古和越南都有人上过太空,都是坐着美国航天飞机或者是俄罗斯的联盟号飞船上去的。
现在世界上真正自己国家有能力把人送上太空的,中国是第三位。上天最大的年龄是77岁,美国人格林在60年代就上过太空,他后来就想试试年龄大了以后能不能上太空,所以他77岁的时候又上了一次。年龄最小的我没有统计,一般都是30岁左右,杨利伟相对来说是比较年轻的。
[主持人杨民青] 如果神六6号发射,两个人进入太空,他们肯定是进入太空的前500位。
[嘉宾潘厚任] 在太空呆的时间最长的,现在世界纪录是俄罗斯人波利耶克夫,他连续在太空呆了438天。现在有的俄罗斯人准备要在国际太空舱打破这个记录。最短的,加加林第一次上去就转了一圈,一个半小时。美国人第一次上太空是直上直下,严格说来不是太空飞行。
神六与神五相比有哪些飞跃
[主持人杨民青] 网友“超级军刀”:“神六”飞船构成需要7万多个元件,运载飞船的长征火箭则由5万多个元件,两者加起来是12万多个元件,这些元件是不是都要一一检测过?
[嘉宾潘厚任] 他的具体数目不一定对,但是量级是对的。所有上天的仪器、元器件都要经过筛选。以前我们国家的航天产品叫“七专”产品,比如专门的产地、专门的材料、专门的厂家等等。现在国外用的都是航天界的可靠产品。所有这些上天的元器件都要经过挑选、筛选,做各种各样的模拟环境考验,比如模拟太空的温度、气压,包括电磁干扰等。
一般航天任务完成的时候是双人制,比如领元件,两个人一块去,别领错了。上次做实验就发现应该用1K的电阻,领了1兆的。做实验什么的都要双岗制,每个计算机的指令都是双岗制,国内国外都是这样的。一个人万一生病了,其他人不知道,那任务就耽误了。而且有一套严格的质量管理规范,大家都按照这个做。比如你到总装车间,带了几个元器件进去,用了几个,带出来几个,一点儿都不能差。
[littleh] 潘教授:您好! 神六与神五的发射相比,质的飞跃主要有哪几个方面?
[嘉宾潘厚任] 整个神舟飞船最早设计时大的结构、大的格局都是一样的,不能随便变。变了一样很关键的东西,一系列的实验都得从头做起。当然,每一个飞船的状态不一定都一样。比如应用系统,我们把整个科学实验来考虑,可是分配在每一条飞船上的具体仪器、具体探测项目是不一样的。具体到神舟六号和神舟五号的基本构造是一样的,细节上有不一样,技术状态有不一样,要根据当时的有效载荷。
比如神六和神五不一样在什么地方呢?神舟五号就一个人上去21个小时,这次要两个人,预计119个小时。杨利伟因为呆的时间比较短,没有到轨道舱去。这次两个人就要有一个人到轨道舱去。杨利伟21个小时没有脱舱内的太空服,这次太空人可以舒服一下,可以把不太方便的宇航服脱下来。人呆的时间长了,很重要的问题就是吃喝拉撒睡,现在要用到轨道舱里的这些设施。另外呆的时间长,消耗的氧气也要多,吃的东西也要多。
杨利伟上去为了比较方便,就吃一些点心,这次上去是5天,不能老吃这些,他们可以吃炒菜了,基本上和地面上差不多。另外,一个人在封闭舱里的排泄物,比如出汗、大小便,这些量也会大。根据我们中国航天所专家的研究,一个人排泄物有22类,大概400种,有些都是有毒的,所以要把这些有毒的物质,比如二氧化碳要变成新鲜的氧气。所以在生命保障系统方面,与神舟五号比起来有很大的困难,要往前进一步。
[主持人杨民青] 据“神舟五号”航天员杨利伟介绍,2003年10月,他乘“神舟五号”进入太空时,所携带的食品是普通的太空食品,不需要加热、不需要加水。由于“神舟六号”飞行的天数长,航天员需要多天在轨道舱里生活,因此,轨道舱配备有餐具、复水设备、食品加热器和废物收集箱等,显然比上次有新的进步。
[Page] 女航天员可能比男航天员更有优势
[天帅] 如果两个航天员配合不好出现争执该如何解决?
[嘉宾潘厚任] 那就很危险,甚至于出大问题。在几秒钟要作出决定,两个人老争执怎么行。所以从挑选宇航员、培训宇航员,包括把两个人编组,都要考虑到这些问题。当然,两个宇航员中间,比如说谁是指令长,一般都有分工,在地面上就安排的明明确确,一般不会有争执。
[主持人杨民青] 大家都比较关注这次“神六”上天之后有哪些亮点或者有哪些第一次执行的任务?
[嘉宾潘厚任] 要说到亮点,两个人就是一个亮点,呆5天就是一个亮点,穿舱内太空服就是一个亮点,人到轨道舱去就是一个亮点,还有操作实验,包括太空人在这么长时间内,生活状况怎么样,回来以后身体情况怎么样,这些都是亮点。
[主持人杨民青] 大家在这么多天观看直播的时候,您觉得应该关注哪些关键时刻?
[嘉宾潘厚任] 直播的时候,比如飞船是不是入轨了,不是专业人员不知道。原来飞船里可以看见它有个球,一入轨,处于失重状态,球就漂起来了,这就说明入轨了,这是一个普通人都能区别的东西。
[主持人杨民青] 如果您看都看哪些?
[嘉宾潘厚任] 我要看,一个是在发射时候,点火、分离、入轨,太阳电池帆板能不能展开,从技术上来说,这些都是很关键的点。回来的时候,比如到119个小时返回的时候,就要提前一两天准备,真正回来的过程,半天就回来了。回来的时候,是不是能够准时。另外,回来的过程中间是不是很正常,着陆点的精度,这些都很关键。
[天帅] 这次没有女宇航员,是不是女性在身体条件上有劣势?
[嘉宾潘厚任] 不一定。根据美国和俄罗斯的结果,在航天方面的某些场合某些因素,可能女航天员比男航天员还有优势。我们第一批的航天员都是男的,没有女的。现在妇女联合会提出来,希望女航天员早点上天。大家可能已经看到报道,今年在高中生里招了一批女飞行员,这批女飞行员里经过选拔培训,可能会变成你航天员。当然,以后也可能通过另外的途径进行选拔。现在全世界女航天员已经超过40多位。
[天帅] 神舟六号飞船为航天员准备了什么样的救生物品?
[嘉宾潘厚任] 我想救生设备,神六、神五基本上都是一样的。比如说发射阶段,长征二F号火箭有逃逸救生塔。在轨的时候碰到一些异常情况,主着陆场在内蒙古,副着陆场在酒泉基地,另外还有8个在全球的各个地方,随时随地都可以下来,可以在海上下来。万一掉到别的国家,空间法有规定,各个国家要义务把他保护起来,提供协助。
返回的时候,也有一系列的应急措施,比如所有航天员在地面培训时,要有紧急情况采取什么措施的培训。比如掉到无人的地方,沙漠里,他应该怎么求救,他可以发出红色烟雾或者无线电信号,使救援人员快点找到他。如果掉到水里,有自动充气的小船,可以发出无线电信号,可以把水染成桔红色。舱内航天服,美国航天服一般能维持两到三个小时的保温。在整个飞行过程中间,舱要漏气,舱内航天服还可以抵制。一些关键设备都是双备份,有的是热备份。热备份是什么意思呢?就是通了电的,马上可以切换过去。在地面上,很多专家为这些事情做了周到的考虑。当然,谁也不敢说这是百分之百。[Page]
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