“神七”突破

當(dāng)迎接神舟五號(hào)、六號(hào)航天員安全返回的笑臉和歡呼還依然鮮亮如昨，神舟七號(hào)已浩然出征，去刷新中國(guó)航天史上一項(xiàng)新紀(jì)錄——3人，3天，出艙活動(dòng)。

2008年9月28日，神舟七號(hào)載人航天飛船在完成了出艙活動(dòng)、釋放伴隨小衛(wèi)星和其他一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)后成功返回，航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬安然走出返回艙。至此，作為我國(guó)載人航天工程第二步戰(zhàn)略目標(biāo)的第一個(gè)飛行器，圓滿(mǎn)完成了航天員出艙活動(dòng)任務(wù)，突破出艙活動(dòng)技術(shù)，驗(yàn)證3 人3 天飛行能力，進(jìn)行有效載荷試驗(yàn)及后續(xù)技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)任務(wù)。我國(guó)載人航天工程第二步戰(zhàn)略目標(biāo)第一階段的首次飛行任務(wù)圓滿(mǎn)成功。

從神舟一號(hào)到神舟七號(hào)，神舟飛船連續(xù)7 次發(fā)射，均取得了圓滿(mǎn)成功，而每一次的成功都實(shí)現(xiàn)了載人航天技術(shù)的新突破。

2003 年10 月16 日，神舟五號(hào)飛船的發(fā)射成功，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)航天員首次一人一天的太空飛行。

2005 年10 月17 日，神舟六號(hào)飛船成功完成了2 人3 天的載人航天飛行任務(wù)，初步掌握了多人多天在軌飛行技術(shù)，完成了從一人一天到多人多天載人航天飛行的重大跨越，此舉標(biāo)志著我國(guó)載人航天一期工程的圓滿(mǎn)結(jié)束。

2008年9月28日，作為第二步戰(zhàn)略目標(biāo)的第一艘飛船神舟七號(hào)，完成了3 人3 天的太空飛行任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了航天員首次太空行走，突破了航天員出艙活動(dòng)技術(shù)，完成了在軌試驗(yàn)，搭載釋放小衛(wèi)星等任務(wù)。

神舟七號(hào)飛船此次太空飛行，由于要實(shí)施航天員出艙活動(dòng)，神舟七號(hào)飛船實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)。

如為了保證航天員在白天出艙活動(dòng)，神舟七號(hào)飛船發(fā)射改為晚上9 時(shí)左右，這除了能讓航天員在白天出艙行走外，且能在光照條件下便于圖像傳輸。

神舟七號(hào)飛船為了滿(mǎn)足航天員出艙行走的需要，在軌道艙去掉了留軌艙的功能，重新設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)大量技術(shù)創(chuàng)新，使其具有生活艙和氣閘艙的綜合功能。為保證航天員可方便地出入氣閘艙，神舟七號(hào)飛船的氣閘艙出艙活動(dòng)通道直徑由神舟六號(hào)750mm增大到850mm，艙門(mén)最大開(kāi)度為100 度。艙內(nèi)新設(shè)計(jì)了泄壓復(fù)壓設(shè)備、服裝控制臺(tái)和出艙保障控制臺(tái)等設(shè)備。

為使航天員完成艙外活動(dòng)任務(wù)，神舟七號(hào)在軌道艙（氣閘艙）內(nèi)，新增了多項(xiàng)對(duì)艙外航天服提供的電、機(jī)械、熱等方面的支持設(shè)備。主要有：電支持。軌道艙對(duì)艙外航天服的電支持有服裝供電、通信傳輸、數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋ㄟ^(guò)“電臍帶”滿(mǎn)足有線(xiàn)連接，通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)射機(jī)完成無(wú)線(xiàn)連接。

熱支持。由于太空中溫度極低，必須為航天員保暖，要滿(mǎn)足艙外航天服內(nèi)熱控穩(wěn)定，除服裝自身的熱控制以外，軌道艙需要對(duì)艙外航天服提供一定的熱能支持，始終使航天服內(nèi)保持適宜的溫度。

穿脫架。航天服的穿脫非常復(fù)雜，穿脫架相當(dāng)于地面上的衣架，用于掛住航天服以保證航天員能夠非常方便地穿上和脫下。

艙外航天服穿脫空間布局。兩位航天員要完成兩套航天服的穿脫動(dòng)作，氣閘艙內(nèi)必須有足夠的空間。同時(shí)，出艙后的支持設(shè)備要集中在便于操作的區(qū)域，以利于航天員各項(xiàng)動(dòng)作的完成。

助力限位設(shè)備。這是在氣閘艙內(nèi)設(shè)計(jì)的一些扶手、腳蹬器之類(lèi)的設(shè)備，以幫助處于懸浮狀態(tài)的航天員能順利完成艙外航天服的穿脫和出艙等動(dòng)作。

比神六更勝一籌

2005 年發(fā)射的神舟六號(hào)飛船，只是在艙內(nèi)安裝了攝像機(jī)，將航天員在艙內(nèi)的動(dòng)作盡收眼底。由于神舟七號(hào)飛船航天員要出艙活動(dòng)，為了將航天員艙外活動(dòng)的壯舉及時(shí)準(zhǔn)確清楚地傳回地面，神七飛船在氣閘艙內(nèi)設(shè)計(jì)了視場(chǎng)角約90 度的艙內(nèi)攝像機(jī)，在艙外前后都安裝了攝像機(jī)，能夠通過(guò)兩路圖像實(shí)時(shí)地觀察和傳輸航天員艙外漫步的情形。

神舟七號(hào)飛船還在艙外安裝了照明設(shè)備，為航天員在艙外活動(dòng)提供照明，保證即使是在夜晚也可以太空漫步，完成艙外工作任務(wù)。

為適應(yīng)3 人3 天飛行，神舟七號(hào)對(duì)返回艙的配置做了優(yōu)化調(diào)整，取消了部分不參與控制、不影響可靠性和安全性的測(cè)量設(shè)備，減輕飛船的質(zhì)量。從外形看最大的不同是由于軌道艙不再留軌試驗(yàn)，所以，取消了提供電能的兩個(gè)太陽(yáng)翼帆板。為了應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件，神舟七號(hào)研制人員設(shè)計(jì)了在各種突發(fā)情況下故障排除對(duì)策187 種，與神六相比，增加了出艙活動(dòng)30種故障對(duì)策、伴隨小衛(wèi)星釋放1 種、著陸段9種。

神舟七號(hào)飛船與神舟六號(hào)相比，技術(shù)狀態(tài)有200 多項(xiàng)更改。比如，神舟六號(hào)飛船的座椅緩沖器是利用高壓燃?xì)鈦?lái)完成的，座椅緩沖器的密封環(huán)節(jié)較多，存在一定的安全隱患。為提高安全性，神舟七號(hào)飛船采用冷氣提升取代原有的壓力燃?xì)馓嵘桓倪M(jìn)了降落傘的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了傘系統(tǒng)的可靠性；為支持出艙活動(dòng)，新增了氣閘艙內(nèi)消耗品配置；為實(shí)現(xiàn)3 人3 天飛行能力，新增加了軌道艙和返回艙的氧氣、氮?dú)狻怏w凈化裝置等配置；在3 人3 天飛行能力上，提供了具有3 人承載能力和3 人3天消耗品供給。

突破關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)載人航天飛行任務(wù)，神舟七號(hào)飛船有多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和突破，為神舟七號(hào)任務(wù)的成功實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

突破了軌道艙兼作航天員生活艙和出艙活動(dòng)氣閘艙一體化設(shè)計(jì)技術(shù)。為適應(yīng)出艙活動(dòng)任務(wù)并兼顧后續(xù)任務(wù)的需求，神舟七號(hào)飛船與以前發(fā)射的六艘飛船相比，對(duì)軌道艙進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了軌道艙與氣閘艙、生活艙的一體化。實(shí)現(xiàn)了出艙活動(dòng)飛行程序設(shè)計(jì)技術(shù)的突破。出艙活動(dòng)飛行程序是出艙活動(dòng)任務(wù)實(shí)施的基礎(chǔ)和條件，是飛行動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、空間通信設(shè)計(jì)、空間能源設(shè)計(jì)以及空間環(huán)境設(shè)計(jì)等多學(xué)科的綜合成果的具體應(yīng)用。

與神舟五號(hào)、神舟六號(hào)相比，神舟七號(hào)飛船在出艙活動(dòng)飛行程序設(shè)計(jì)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。神舟七號(hào)飛行任務(wù)期間，航天員操作項(xiàng)目多，船、地、人協(xié)同要求高，出艙程序設(shè)計(jì)必須充分考慮到人的負(fù)荷來(lái)均衡安排。在運(yùn)行軌道、地面測(cè)控、能源平衡、姿態(tài)控制、空間環(huán)境適應(yīng)性等多種約束條件的情況下，通過(guò)合理、優(yōu)化配置飛船的資源，設(shè)計(jì)出了具備在軌飛行支持出艙活動(dòng)的程序平臺(tái)。

另外，結(jié)合航天員的生理?xiàng)l件、艙外航天服的工作狀態(tài)，進(jìn)行飛行期間的航天員操作項(xiàng)目編排，并生成船上的自動(dòng)控制程序，使飛船自動(dòng)控制與航天員手動(dòng)操作項(xiàng)目匹配、協(xié)調(diào)。

此外，在軌檢查和訓(xùn)練任務(wù)段、出艙前的準(zhǔn)備任務(wù)段、艙外活動(dòng)任務(wù)段和艙內(nèi)環(huán)境恢復(fù)任務(wù)段4 個(gè)任務(wù)階段的設(shè)計(jì)，保證了出艙程序的科學(xué)性、安全性和高可靠性。

首次突破了艙外航天服艙載支持設(shè)計(jì)技術(shù)。通過(guò)艙載支持接口可以實(shí)現(xiàn)對(duì)艙外航天服的工作支持，保證了飛船與艙外航天服接口的匹配性、互換性和電磁兼容性，使艙外航天服能可靠地工作，通過(guò)艙外航天服艙載技術(shù)設(shè)計(jì)和艙載安裝接口、艙載供氣、液冷換熱、艙載供電和有線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋瑢?shí)現(xiàn)了對(duì)艙外航天服的工作支持。

神舟七號(hào)首次按照飛船3 名航天員搭載能力進(jìn)行飛行試驗(yàn)，考驗(yàn)了飛船全負(fù)荷條件下的承載能力，這對(duì)于神舟飛船達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)天地往返運(yùn)輸器目標(biāo)，建立天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)，驗(yàn)證3 人運(yùn)輸能力具有重要意義。