大家印象最深的中國航天發射活動,除了最近的飛船發射以外,應該還要數神舟五號和神舟七號兩次發射了。最容易被忽略的就是第二次載人發射神舟六號,好像神舟六號只是個過渡,存在感並不強。但實際上,在神舟五號的基礎上,神舟六號有一百多項改進措施,還增加了很多有挑戰的新任務。另外,航天員楊利偉經歷的那場恐怖的共振現象,搭載神舟六號的火箭已經改進過了,要驗證一下改進效果。到底神舟六號任務有哪些獨特的地方呢?我們一起來了解一下。我是東城觀星,一個普通的大學老師,熱愛科普事業,歡迎大家關注。
關於神舟五號和航天員楊利偉,大家應該已經瞭解得很多了,這裡咱們就不再重複介紹了,重點還是直接說說神舟六號吧。
一、神舟六號不輕鬆
很多人都認為,有了神舟五號的成功經驗,神舟六號應該很輕鬆了吧?其實,這一次的風險不亞於第一次載人飛行和第一次出艙。就從神舟六號兩名航天員出發時,戰友們的贈言就可以看出來,這次出征依然風險很大。戰友們把跟楊利偉出征時說過的那句話:“放心吧,家裡有我們呢!”又對費俊龍和聶海勝說了一遍。
之所以說這一次的飛行很驚險,是因為不確定因素有很多,第一次體驗的內容也不少。
1.第一個難點是開艙門。
很多瞭解航天程序的人會說,不是神舟七號才開艙門嗎?神舟六號開艙門幹什麼?神舟六號要開的是通往軌道艙的艙門,這個艙門神舟五號並沒有在軌開啟過,雖然軌道艙和返回艙是連著的,但楊利偉並沒有進入軌道艙。神舟六號乘組就需要進入軌道艙了,一方面可以在軌道艙裡完成一些實驗任務,另一方面,也為神舟七號正式出艙做鋪墊。
那位朋友該說了,不就是開個門嘛,有什麼可大驚小怪的啊?這你就想簡單了,這個門是保護航天員生命的最重要的一道屏障,一旦出問題,航天員生命都難以保障。可以說這個門如果出問題,要比航天員出艙的艙門出問題嚴重得多。因為出艙的艙門在軌道艙上,一旦出問題,大不了放棄軌道艙,回到返回艙依然可以安全返回。但如果返回艙裡這道門出問題,能不能安全返回地球,就很難說了。
神舟六號航天員要開啟的,就是這道關乎生命安全的艙門。其實作為旁觀者來說,能不能開啟確實不是很值得擔心的事情,能不能安全關上才是最重要的。為了這一道門,科研工作者們沒少下功夫。要考慮艙門是否密封,尤其是開啟再關上能不能做到嚴格密封,這可是關係航天員性命的細節。要考慮艙門是否容易開啟,是否容易關上,尤其是絕對不能因為誤操作在不該開啟的時候打開了。還要考慮關上門以後,一定要能快速檢測艙門是否漏氣,絕不能在返回艙返回的時候才發現漏氣。
神舟十三號航天員王亞平進入空間站以後,她那飄起的辮子引起了大家的熱議。很多人覺得非常可愛,也有人覺得好玩,但還有一些人擔心如果航天員掉頭髮,會不會給空間站安全帶來隱患。還真別說,這種擔心真不是沒有根據。返回艙的艙門絕不允許門縫裡粘上頭髮絲,就連灰塵都不行。為此,科研人員專門研發了特製擦拭工具,編制了嚴格的開關門流程,不允許一個小小的失誤造成艙門關不嚴,進而影響飛船安全。當然這樣的措施肯定已經移植到了最新的空間站上。
這艙門的一開一關,看似輕描淡寫,好像神舟七號任務再開門也沒有關係。但神舟六號必須要提前驗證,要給神舟七號積累經驗,同時還為神舟七號飛船出艙活動的關鍵裝置,氣閘艙積累技術經驗。要知道,神舟七號要想完成出艙,可不是隻開一道門就能出去的。要先進入軌道艙,然後在軌道艙裡開啟另一道艙門進入氣閘艙,之後再關閉這道艙門,把氣閘艙空氣排乾淨以後,再開啟最外面的艙門走出去。這麼多門,任何一道門密封出了問題,都是非常危險的。尤其是返回艙的艙門,一旦出問題,航天員很可能就回不來了。神舟六號提前驗證好,發現小問題及時修改完善,從而減少神舟七號的風險。但神舟六號成員也就多承擔了一份風險,這也正是戰友送別時,跟神舟六號兩名航天員說那句話的原因之一。
2.神舟六號工作量大大增加,給系統帶來新挑戰
神舟五號的任務是一人一天就完成了,而神舟六號的任務是兩人五天。任務的複雜程度超過神舟五號很多倍,同時對飛船的生命保障系統是個重大考驗。兩人五天,吃喝拉撒睡需要考慮的問題,要比一個人一天多得多。單就航天員呼吸問題就是個大難題。大家應該都有過冷天坐車時汽車裡起霧的經歷吧。兩名航天員在神舟飛船裡,只需要三個小時,空氣溼度就會超過百分百。在地球上,空氣溼度高就是下雨、起霧的前兆。在空間站裡,空氣溼度太高,嚴重影響航天員的工作效率,還會影響艙內裝置安全。因此,需要安裝高效的除溼裝置,讓飛船內部空氣溼度適宜,裝置吸走的水還得有足夠大的容器儲存,同時要保障裝置能連續工作五天不出問題。
當然呼吸需要面對的還不止水蒸氣的問題,還有二氧化碳的問題。在地球上呼吸,我們很少擔心二氧化碳太多了造成窒息。但在太空裡,兩個人撥出的二氧化碳如果不及時清理,航天員會窒息的。就算有吸收二氧化碳的裝置,如果艙內空氣不流通,航天員撥出的二氧化碳留在嘴邊上,還是有可能被吸回去,一樣會造成呼吸困難甚至窒息。另外還有氧氣的問題,如果神舟六號攜帶氧氣不夠的話,兩名航天員一樣會有生命危險。
上述這些呼吸問題,我們在地球上只需要開窗通風就能解決,但在太空裡面,開窗會發生什麼大家應該都能想象出來。小小的一個飛船,必須充分考慮這些問題,自己攜帶足夠多的裝置和方案,獨立解決這些難題。用來解決這些難題的裝置就是我們經常聽說的生保系統,全稱生命保障系統。當然,空間站上的生保系統更加先進了,叫做再生生保系統,也就是說不僅要保障生命,還要實現很多物質的回收再利用。比如把二氧化碳變回氧氣,把水蒸氣、洗澡水、尿液這些收集起來重新變成飲用水等等。
二、恐怖的8赫茲共振
神舟六號最讓人擔心的事情就是楊利偉遇到的共振問題有沒有解決。我們很多人都聽說過共振,很多影視作品裡都演示了共振的神奇效果。比如用音叉在不接觸的情況下震碎玻璃、士兵排隊走路震塌大橋等等。其實就是當兩個物體振動頻率一樣或相近的時候,兩個物體之間就可以在不接觸的情況下傳遞能量。楊利偉經歷的最難受的時刻,就是因為火箭的振動和人體內臟振動頻率差不多,火箭振動給身體帶來了嚴重的共振。
現在說起來大家都知道怎麼回事了,但當時,科研人員用了四百多天才找到問題的原因。最終確認是火箭產生了一個8赫茲頻率的振動,剛好跟人體內臟的振動頻率相同。產生這個振動的主要原因就是,火箭燃料泵在把燃料傳輸到燃燒室的過程中會產生振動,這個振動剛好和火箭箭體的振動頻率接近,形成了箭體8赫茲共振,而火箭的共振又和人體內臟形成了8赫茲共振。這個恐怖的8赫茲就是透過燃料泵、管道、燃燒室,把能量傳達給火箭再傳達給人體,給人帶來了非常痛苦的感受。
找到了問題以後,工作人員改造了燃料泵後面的一個裝置,改變了管路系統震動的頻率,從而減少了火箭自身的共振,進而保護人體免受共振之害。最激動人心的時刻,就是神舟六號發射過程了,兩名航天員彙報感覺良好,沒有感受到航天員楊利偉經歷過的共振劇痛。但是細心的工作人員,仍然在火箭感測器發回的訊號中,發現了恐怖的8赫茲振動。雖然這一次振動能量很小,航天員也沒有感覺出來,但科研工作者仍然把它當成了安全隱患,下定決心根除。
經過反覆試驗,發現8赫茲是火箭飛行過程中的一個固有振動頻率,是無法完全消除的,但可以透過進一步改進相關裝置來抑制共振。只要箭體不產生共振,對人體的影響是可以忽略不計的。到長征七號發射的時候,這個問題已經完全解決了。
最後補充一點,剛完成神舟十二號任務回到地球的聶海勝,也是執行神舟六號任務的航天員。費俊龍和聶海勝是第二次載人航天任務挑選出來的最佳搭檔,他們兩位一個性格活潑,一個性格穩重,性格活潑的費俊龍還在神舟六號飛船裡來了個空翻,給人留下了深刻的印象。兩人一個擅長組織協調,一個有很好的配合精神,從性格上互補性非常好。他們倆不僅性格互補,工作也心心相印,大家評價他們兩個配合協調性,已經達到了左手跟右手的默契。可見中國航天員訓練之全面。
好了,就介紹這麼多吧,大家猜猜其他國家的火箭有沒有恐怖的8赫茲共振呢?請在評論區發表您的看法。
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