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现在,中国已经透露为神舟飞船所挑选的首批航天员由14人组成,他们都是经过了严格的体能和心理测试才挑选出来的。这些航天员年龄都在30岁以下,他们的身高在米,体重65千克上下。航天员的训练主要分为三个阶段:第一阶段是基础理论培训。在这一阶段,航天员要学习火箭和飞船的设计原理、飞行动力学、气象学、天文学、通信、设备检测、航天医学知识等等。第二阶段是专业技能训练。航天员要熟悉飞船的结构、组成,飞船各系统的工作原理和模式,甚至要掌握重要部组件和单机的情况。第三阶段是飞行程序和任务训练。航天员们要在与真实飞船相同的训练模拟器上,通过实景仿真,掌握和知道应该注意观察什么,什么时候和地面联系。在这一阶段,航天员们还要学会发现和排除紧急情况,以考察和锻炼他们的判断能力和对事物的迅速反应能力。
这三个阶段的学习一般需要3至5年的时间,“准航天员们”相当于又度过了一个本科。在训练中,他们还要奔赴沙漠、寒区、雨林、海上,配合搜救部队进行搜救演习。像体能训练、特殊生理功能训练等将一直伴随在三个学习阶段。
神州神舟:神舟首飞(图)
1999年11月20日神州一号飞船在酒泉卫星发射中心发射
由于载人航天有了航天员的参与,保障航天员的生命安全就成为飞行过程中的首要任务。任何飞船在载人上天之前都要经过大量的地面试验和不载人试验,来考察飞船的安全性和可靠性。苏联的第一个载人计划东方号计划在载人飞行前发射的7艘飞船,美国的水星计划在载人前进行的8次飞船实验,都是为了保证航天员登上飞船后的安全。神舟飞船作为中国的第一个载人航天计划,同样要经过这样的过程。
神舟飞船的设计人员在吸取、借鉴国外成功经验的基础上,充分进行了各种地面模拟和太空动物实验,最大限度的使用已掌握的成熟技术,使神舟飞船经过了一道又一道的考验。截止到2003年上半年,中国已经发射了4艘神舟试验飞船,令人鼓舞的是,这4次试验都达到了预期的目的。中国载人航天的实现看来已经不远了。
神舟首飞
神舟1号试验飞船于1999年11月20日凌晨发射,发射基地选在了甘肃酒泉航天发射基地,为了进行载人飞船的发射,在发射场内新建了高达百米的载人发射塔,在发射塔上大型运载火箭和试验飞船第一次露出了雄姿。神舟飞船的火箭是在长征2号捆绑式火箭基础上改进研制的长征2号F运载火箭,火箭顶端安装着神舟1号试验飞船。火箭飞行约10分钟后,神州1号与火箭分离,并准确进入预定轨道。
神舟1号入轨后,分布于中国大陆的地面测控站和身处太平洋、印度洋海域的远洋1号、远洋2号、远洋3号、和远洋4号测量船接力式的对它进行跟踪测量,并把各项测量参数汇总到位于北京的指挥控制中心。地面各观测站在飞船飞行期间,还对飞船内部的生命保障、姿态控制系统进行了充分的测试,结果基本达到了设计要求。在绕地球正常飞行了21小时后,地面指挥中心向飞船发出了姿态调整、轨道舱分离、反推发动机启动等一系列指令。21日凌晨3时,神舟1号顺利完成了返回地球的准备工作,进入返回轨道。再入大气层后,神舟1号按预定指令依次打开引导伞、减速伞和主伞,徐徐下落。在接近地面时,主伞自动抛落,着陆缓冲发动机在距地面仅米高时点火,进一步减速,使飞船平稳安全的落地。着陆点在内蒙古中部地区。
至此,中国载人飞船的首次不载人轨道飞行试验获得圆满成功,这一壮举揭开了中国航天史的新篇章。虽然神舟1号只是一艘试验飞船,很多技术功能还尚未完善,但是她的完美返回对中国、对全世界的震动是巨大的,她打破了美国和前苏联在载人航天领域的垄断地位。中国的载人航天之门从此被叩开了。
中国发射载人飞船为什么在冬天和晚上
航天发射是一项庞大的系统工程,飞船上天后,要由航天测控网对飞船实施测控管理和回收。这个测控网是由多个陆基的国内测控站、国外测控站、和四艘远望号远洋航天测量船组成。在对飞船实施测控的过程中,他们同时分布在太平洋、印度洋和大西洋的预定海域。除了远望1号,其他三艘测量船的任务海域都在纬度相对较高的南半球。那里的海况在南半球的春夏季节要好一些,秋冬季节則极为恶劣,不要说在海上执行测控任务,就是正常航行都难保安全。为此,“神舟”号飞船的发射时机就选择在与南半球相反的秋冬季节。
神舟飞船的发射之所以选择在夜晚而不是白天,是因为在漆黑的夜空中,火箭所喷射的火焰非常显眼和突出。这样便于飞船发射升空时,地面的光学跟踪测量设备易于捕捉到目标。
神州神舟:第二次飞行
神舟2号飞船于2001年1月10日1时零分发射升空后,进入了距地球表面高度近地点为200千米、远地点为340千米的椭圆轨道。按照预定计划,这时要进行变轨,将飞船调整到距地球表面340千米高的圆形轨道上。变轨能否成功,将影响飞船在轨飞行和准确返回预定着陆区。
地处北京燕山脚下的北京航天指挥控制中心内,大型计算机按照技术人员的指令,高效地对各种数据进行综合处理,迅速生成了飞船变轨的实施步骤。当飞船飞行至远地点高度时,地面控制人员下达了变轨的指令。该变轨指令通过相关测控站点的测控设备直接传给了飞船,在信号传输上中国的设计人员采用了一种称为透明传输的技术,由于它的采用,使得指令从发出到飞船接收到时间只花费2秒钟。接到指令后,飞船上的发动机一次点火,在发动机的推力作用下,飞船成功地进入了圆形轨道。
太空飞行的神舟2号飞船,在圆形轨道上飞行了31圈后,由于气流阻力和地球重力等多方面的影响,轨道高度在飞行中逐渐出现衰减。这就需要通过控制飞船上发动机的点火时间和推力,使飞船始终保持在正确的轨道上飞行,即进行轨道维持。
此时在北京航天指挥控制中心的统一指挥和调度下,由陆海基航天测控网实施首次轨道维持。控制飞船飞行轨道,需要精确的轨道计算。地面发送的轨道控制数据差之毫厘,对在太空中飞行的飞船来说,调整后的轨道便有可能相差几十甚至上百公里。西安卫星测控中心首次启用了最新研制建成的测控网网络管理系统,实现了测控资源的最优配置和测控设备的远程监控,大大提高了测控网的可靠性和有效性。12日20时24分,进行轨道保持的控制数据指令向飞船发出。不久,从飞船上传回的数据表明,飞船已接收到指令并成功进行了轨道调整。这种轨道维持,在神州2号飞船的飞行全过程中,要进行多次。
中国的载人航天测控网
中国的载人航天测控网包括北京航天指挥控制中心、西安卫星测控中心、陆地测控站、海上测控船以及连接它们的通信网。中国航天测控网已具备国际联网共享测控资源的能力,测控技术达到了世界先进水平。在神舟2号飞船运行过程中,西安卫星测控中心启用了最新研制建成的测控网网络管理系统,实现了测控资源的优化配置和测控设备的远程监控,大大提高了测控网的可靠性和有效性。
中国不仅拥有长春、厦门、闽西、渭南、南宁、喀什等陆上固定测控站和2个活动测控站,而且拥有远望1号、远望2号、远望3号和远望4号4艘航天测控船。在神舟飞船运行期间,它们分别在太平洋、大西洋和印度洋布阵,执行境外对神舟的测控与通信任务。西安测控中心、各地的测控台站和测控船在北京航天指挥控制中心的指挥调度下,保证了神舟在上升段的测控通信覆盖率达到100%,完成了在轨运行和返回阶段重点弧段的测控通信,为飞行试验的圆满成功立下了汗马功劳。
当神舟2号绕地球第107圈,经过南大西洋上空时,在这里等待的远洋3号测量船会向飞船发出返回指令,16日18时33分,按预定计划,飞船飞临远望3号上空。舰载雷达天线稳稳地跟上了刚从海平面出现的神舟2号飞船。与此同时,船载其它各测量通信设备也按预定方案,准确及时地捕获跟踪目标,获取飞船各种有效数据。通过远望3号的遥控指令,飞船进行了姿态调整、舱体分离,此时从船上的显示屏中可以看到一个亮点,正在向下方运动,这就是分