航天环境适应性训练实际上是向人的生理极限挑战。比如,超重耐力训练,要求飞行员在5倍重力加速度的条件下,持续2~3秒,而宇航员却要在8倍重力加速度的条件下,持续40秒;低压缺氧训练,按照相当于每秒15米的速度,迅速提升到5000米的高空,在氧气稀薄的情况下持续30分钟;前庭功能训练,训练中,要求宇航员自旋转、振动或坐在离心机中,用4倍重力加速度转动并突然停止,还要求闭上眼睛转动脑袋。此外,还有失重飞机飞行训练、跳伞训练、航空飞行训练、飞船着陆冲击体验等。
2003年7月3日,经载人航天工程宇航员选评委员会评定,14名宇航员全部具备了独立执行航天飞行的能力,予以结业,并获得三级宇航员资格。从此,我国有了第一代宇航员。
2009年,我国选拔了第二批预备航天员,共选出男性候选人30名,女性候选人15名。在他们中间最终将选出5名男预备航天员、2名女预备航天员。预计中国女宇航员最早能在2015年前遨游太空。
“神舟”五号载人巡天
从1999年开始,我国相继研制并成功发射了神舟1—4号无人试验飞船,获得了宝贵的试验数据。2003年,“神舟”五号载人飞船研制成功并在酒泉卫星发射中心发射升空。中国航空航天工作者用自己的智慧和汗水迎来了这激动人心的一刻。
2005年10月15日6时15分,身着银灰色太空服的宇航员杨利伟进入“神舟”五号飞船,坐到了用合成材料特制的坐椅上。此时按计划离火箭升空还有2小时45分钟。起飞前,杨利伟在舱内进行各项准备,完成100多个动作。地面指挥控制中心屏幕显示,杨利伟生理参数正常。
2008年10月15日9时整,火箭在震天撼地的轰鸣中腾空而起,急速飞向太空。9时10分左右,飞船进入预定轨道。从这一刻起,杨利伟成了浩瀚太空迎来的第一位中国访客。
9时31分许,停泊在南太平洋的“远望”二号测量船捕获飞船信息。“神舟”五号飞船的舱内图像清晰地显示在北京航天指控中心的大屏幕上,杨利伟在与医学监督医生通话时显得相当沉稳,他说:“我感觉良好!”9时42分,载人航天工程总指挥李继耐宣布:“飞船已进入预定轨道,发射取得成功。”指挥控制大厅内顿时一片欢腾。
10时许,在“神舟”五号飞船进行环绕地球第一圈飞行时,地面指挥人员报告舱内环境正常后,杨利伟得到指令,打开面罩,拿着书和笔,当他松开手时,笔在太空失重环境下立即漂浮起来。
10时31分,“神舟”五号飞船进入喀什测控站检测区域,在接到地面指令后,杨利伟摘下手套,并解开系在膝盖下方的束缚带。在北京航天指挥控制中心的大屏幕上可以看到,杨利伟的动作非常轻松熟练。
10时40分左右,飞船开始绕地球飞行第二圈,通过飞船传回的图像可看到,杨利伟由卧姿改为坐姿,并通过圆形舷窗向外观测。
11时过后,杨利伟开始在太空中进餐。他一边看书,一边用捏挤包装袋的方式享用这顿不同寻常的午餐。据悉,杨利伟的食谱颇具中国特色,包括八宝饭、鱼香肉丝、宫保鸡丁和用中药及滋补品制成的饮料等。
12时左右,杨利伟开始他在外太空的第一次休息。画面显示,仰面躺卧的杨利伟表情沉静,在环绕地球飞行的飞船中,他的这次酣眠持续了约3个小时。
15时52分,北京航天指挥控制中心向杨利伟了解了飞船工作状况和他的身体状况。他向地面报告:航天服气密性良好,飞船工作正常。
15时54分,飞船变轨程序启动,指挥控制大厅右侧大屏幕三维动画实时显示,飞船尾部喷出橘黄色的火焰,加速飞行。很快,飞船又进入了平稳的飞行状态。整个过程中,宇航员杨利伟始终神情镇定。南太平洋上的“远望”二号测量船向北京传来数据,表明变轨圆满成功。
17时26分,中共中央政治局委员、中央军委副主席、国务委员兼国防部长曹刚川在北京航天指控中心与正在太空飞行的宇航员杨利伟进行实时通话。曹刚川说:“祖国和人民期待着你的凯旋。”杨利伟浑厚的男中音清晰地回响在指挥大厅中:“请首长放心,我一定努力工作,把后续工作完成好,向祖国和人民交一份满意的答卷。”
18时40分许,“神舟”五号飞船运行到第七圈,杨利伟在太空中展示了中国国旗和联合国旗。他在距地面343公里的太空中说:向世界各国人民问好,向在太空中工作的同行们问好,感谢全国人民的关怀。
10月16日5时35分,北京航天指挥控制中心成功向正在太空运行的“神舟”五号载人飞船发送返回指令。按照程序,飞船将在建立返回姿态后,经过返回制动、轨道舱与返回舱分离、推进舱与返回舱分离等一系列太空控制动作,开始返回内蒙古主着陆场。一分钟后,“神舟”五号飞船轨道舱与返回舱成功分离。返回舱与推进舱轨道高度不断降低,向预定落点返回。飞船轨道舱将留轨工作半年,开展相关的科学实验。
5时38分,“神舟”五号载人飞船制动火箭点火,飞船返回舱飞行速度减缓,轨道高度进一步降低。返回舱向预定着陆场降落。
5时56分,在北京航天指挥控制中心的组织指挥下,“神舟”五号载人飞船返回舱与推进舱成功分离,并成功进入返回轨道。飞船返回舱失去动力后,按照升力控制技术向预定着陆场降落。稍后,布设在新疆和田的活动测量站报告,“神舟”五号飞船进入中国国境上空。
6时04分,“神舟”五号飞船再入大气层。目前飞船处于“黑障”阶段。6时07分,搜救直升机收到“神舟”五号飞船返回舱发出的无线电信号,机上的搜索人员目视到“神舟”五号返回舱。由5架直升机组成的空中搜救分队和14台专用车辆组成的地面搜救分队立即从不同的方向迅速向落点前进。
6时许,杨利伟报告身体状况良好,返回舱引导伞已打开。稍后,杨利伟再次报告身体状况良好。主伞工作正常。稍后,主着陆区直升机驾驶员目视到飞船降落伞,地面搜索人员看到了降落伞,返回舱主伞已脱落。五架直升机跟踪正常。
6时28分,地面搜索人员报告距“神州”五号返回舱落点7.5公里。八分钟后,地面搜索人员找到了“神舟”五号返回舱,航天英雄杨利伟自主出舱。中华民族千年飞天的愿望终于实现了!
“神舟”五号上天,标志着我们伟大的祖国成为继前苏联和美国之后第三个进入太空的国家。这是我国日益强大的标志,也是我国将来为世界和平与发展做出更多努力的强大基础。
“神舟“五号长8.86米、重7840公斤。它的返回舱除了搭乘中国飞天第一人杨利伟外,还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念信封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等物品。
中国人的“第一步”
2008年9月25日傍晚时分,酒泉卫星发射中心的宇航员公寓里气氛庄重热烈。2003年和2005年,我国宇航员杨利伟和费俊龙、聂海胜先后从这里踏上征程,开始太空之旅,两度实现了我国载人航天飞行的历史性突破。今天,我国航天事业又迎来一个历史性时刻,翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员将从这里出征,续写我国载人航天事业的新篇章。
17时30分许,宇航员出征仪式在问天阁举行,随着一声“出发”的命令,宇航员们向送行的人群挥手致意,登车前往发射场,进入飞船作最后的准备。夜幕下,长征二号F运载火箭巍然挺立,直指苍穹;箭体上,鲜艳的五星红旗和“中国航天”4个大字十分醒目。20时10分,距“神舟”七号飞船预定发射时间整整1个小时,宇航员翟志刚、刘伯明、景海鹏进入了“神舟”七号飞船的返回舱。这是神舟飞船第一次迎来3名乘客。而且,翟志刚还将进行中国宇航员的首次太空行走。
21时10分,随着一声“点火”的口令,承载着“神舟”七号载人飞船和3名宇航员的火箭,在震天的轰鸣声中腾空而起,巨大的呼啸声骤然而至,似炸雷滚过。长征二号F型火箭开始了它的第7次飞行,也是长征火箭家族的第109次飞行。火箭起飞120秒后,逃逸塔分离;138秒,助推器分离;198秒,整流罩分离;578秒,船箭分离……21时19分43秒,“神舟”七号飞船进入预定轨道。
27日13点33分,宇航员出舱开始执行太空行走任务。翟志刚和刘伯明两人开始穿舱外航天服,其中担任出舱任务的翟志刚身着“飞天”航天服,刘伯明则身着俄制“海鹰”航天服。15点40分,两人将舱外航天服逐步加压,而轨道舱则慢慢泄压,直至逐步接近真空状态。16时34分,“神舟”七号飞船运行第29圈,零号指挥员下达命令:我是北京,“神舟”七号开始出舱。翟志刚抓住头顶上方的气闸舱舱门的扳手,逆时针旋拧。在失重状态下,这个普通的动作做起来非常吃力。翟志刚的动作沉重而缓慢:转动,休息;再转,再休息。舱门打开了一半,又闭了起来!大家的心都提到嗓子眼。“别着急!”“再来!”虽然传来的声音并不真切,中国航天人在互相鼓励!我们也攥紧了拳头,在心里为翟志刚加油!16时35分12秒,舱门终于向飞船内侧打开了!太阳的光芒倾泻进舱门。16时41分,这是历史性的一刻!翟志刚先把上半身探出舱外,然后把系在“飞天”宇航服上的红色保险绳挂在飞船外壁的扶手上。到达出舱扶手最上端时,翟志刚转过头对着摄像机挥手,对着守候在屏幕前的全国人民挥手!“神舟”七号报告,我已出舱,感觉良好!”“神舟七号向全国人民、向全世界人民问好!”“请祖国放心,我们坚决完成任务!”翟志刚的声音洪亮有力。他把两个安全系绳的挂钩全部改挂到右侧的扶手上,全身飘出了飞船。从此,中国成为世界上第三个独立掌握空间出舱技术的国家!
屏幕上,刘伯明半身出舱,把一面五星红旗递给翟志刚。翟志刚挥舞着国旗,向全国、全世界人民致意。16时45分,翟志刚开始太空漫步。太空中第一次留下了中国人的足印!在行走中,翟志刚的身体几乎和飞船平行,他的两只手交替抓着飞船舱外的扶手,支持身体缓缓移动——这和很多人想象中的“太空行走”并不一样,更像是“漂移”。翟志刚把红色的安全绳移到另一侧的扶手上,熟练地取下了安装在飞船壁上的固体润滑材料实验样品,交给轨道舱内的刘伯明。
返回的过程十分顺利,翟志刚移回安全绳,然后把头调整到远离帆板的一侧,在刘伯明的协助下先把腿顺利地伸进轨道舱。之后,他解下系在舱外的安全绳,交给留在轨道舱的刘伯明。地面人员提醒刘伯明:“注意保护舱门密封圈。”翟志刚结束太空行走,安全返回轨道舱。17时00分35秒,舱门关闭,出舱活动圆满完成。中国人的第一次太空行走共进行了19分35秒;这段时间,翟志刚与飞船一起飞过了9165公里。
9月28日下午,“神舟”七号完成在轨道上第45圈运行后,远望三号测控船向其发出返回指令。16点49分,飞船第一次调姿,然后轨道舱与返回舱、推进舱分离。16点51分,制动开始。五分钟后,飞船轨道控制发动机关机,返回制动过程结束,并开始第二次调姿。17点09分,北京飞行控制中心发出落点经纬度预报,“神舟”七号已飞过印度洋上空,向中国内地区域飞来。17点12分,返回舱和推进舱成功分离,并启动第三次调姿。随后,返回舱进入大气层。从距离地面80公里高处进入大气层,一直到40公里高处,这就是所谓的“黑障区”。在返回舱通过“黑障区”的240秒内,由于返回舱表面燃烧,产生大量等离子体,地面测控中心不能获得其无线电信号。但人们对黑障的担心并没有持续多久。不久,地面测控中心就看到了返回舱的图像。17点25分,“神舟”七号返回舱在巨型降落伞保护下,进入地面搜救人员视野。
2008年9月28日17点38分,“神舟”七号飞船返回舱载着翟志刚、刘伯明、景海鹏3位宇航员在内蒙古草原的秋阳中稳稳落地——作为中国载人航天的又一重大突破,中国人的足迹随着这次飞行留在了茫茫太空。
人类对太空进行的每一步探索都伴有巨大的风险但同时也会带来技术以及观念的更新。所以,中国宇航员迈出的太空“第一步”不但实现了历史性超越,而且也让中国航天的未来拥有了无限的可能。人类社会的快速发展,正是通过这样一个又一个的“第一步”实现的。
中国“神箭”
载人航天是人类实现飞天梦想的重要途径,是人类迄今为止最尖端、最复杂的太空活动之一。由于载人航天具有极高风险,稍有闪失就可能导致灾难性事故,因此,对载人航天产品无不提出了极高的可靠性、安全性要求。作为“神舟”飞船运载器的长征二号F火箭,是我国载人航天工程的重要组成部分,正是长征二号F火箭的高可靠性,确保了我国载人航天工程第一步发展战略目标的顺利实现和第二步发展战略目标的顺利推进。因此,长征二号F火箭被誉为中国“神箭”。
具有强大推力和可靠性的运载火箭是人类进行太空飞行的天梯。因此,自1992年我国载人航天工程立项后,用于发射神舟飞船的长征二号F火箭的研制工作就被提上了日程。
如同苏联和美国发射载人飞船的火箭都是从发射卫星的运载火箭发展而来的一样,长征二号F火箭也是由发射卫星的火箭改进而成。它的原型是在我国对外商业卫星发射中崭露头角的长征二号E捆绑火箭。早在1990年,当长征二号E火箭首飞成功后,国外一些专家就评论说,这种火箭使中国具备了发射载人飞船的能力。但是,要把一次性使用的卫星发射工具改造成具有高质量和高可靠的运载火箭,进而确保航天员的安全,还需要进行大量扎实细致的技术工作。在此后的七年多时间里,我国航天工作者对长征二号E捆绑火箭进行了大大小小100多项改进,最终使新问世的长征二号F火箭达到了国际先进水平。
长征二号F火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成,火箭全长58.3米,起飞质量479.7吨,能把飞船送入200~450公里高的轨道。