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报告错误 12月5日载人航天发展现状及展望袁家军-第章
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们人类就无法能够在太空生存、研究和生产。第三个大的方面，就是太空的补给。由于人的每天呼吸的氧气，需要的饮食和水分，以及人体代谢产生的废物等等，从目前技术的发展，我们都需要在地面供给。那么是一次性地带足，还是分期地我们进行补给，这是一个载人航天发展的一个最重要的环节，特别重要的环节。因为人的消耗非常大，如果我们长期在轨生存的话，作为太空补给，将会对于我们运输的能力，对于航天器的能力，带来很大的一些技术方面的挑战。所以太空补给，也是作为一个重要的环节。人员的因素主要是涉及到，人类在轨工作生活以及生产所需要，我们必须要从设计方面进行保障的人机功效学的考虑，如何设计你的人机界面，能够使得你的工作更有效。第二个方面，就是在失重，以及在空间太空的封闭的小环境下，对人体的生理和心理的影响规律的研究，特别是长期地在轨生存的，我们如何来开展这方面的科学研究，这是很重要的一个科学的问题。第三个方面，就是人员的医学保障。在太空，医学保障如何最有效地开展。第四个方面，就是居住舱舒适性的设计，包括很多的方面，包括舱内的噪声，包括舱内的照明等等，这些日常生活方面的一些设计，这也构成了一个很关键的设计环节。最后一个，就是人类在舱外活动的，或者舱外工作的效率。我们大家都知道，太空行走，主要是在航天器以外，进行用于空间太空的航天器的组装、维护、维修，如何提高效率，这也是一个很重要的问题。下面就简要回顾一下载人航天发展的历史。总结起来，载人航天的发展历史，我们可以把它归结为发展的四个阶段。第一个阶段，是载人飞船阶段。第二个阶段，是天地往返运输器，这个发展阶段。第三个阶段，是短期的空间实验室阶段。第四个是空间站的阶段。回顾五十年载人航天的发展，我们可以把载人航天发展，划为这四个阶段。第一个阶段，载人飞船。载人飞船这个阶段，主要的科学目标或者技术目标，就是要突破载人航天的关键技术。关键技术包括安全发射入轨技术，包括在轨生命保障技术，就是我们进入轨道以后，如何能够创造人类生存所必要的环境。第三个就是我们要返回的过程，制动返回和升力控制技术。因为我们在太空，航天器、载人飞船是以二十五倍音速的速度在飞行，所以要安全地降落，这是制动返回和升力控制，如何来保证我们在减速的过程，人体所耐受的环境，不超过我们人体的承受极限，也就是四个G左右。还有就是我们再入防热技术。高速运行的物体，在进入大气层以后，由于和大气层的高速摩擦，在航天器表面，要产生上千度的高温。那么要保证舱内的温度在三、四十度的这么一个环境，我们要对于防热结构，防热技术方面，提出了非常严峻的一些挑战。还有就是着陆缓冲技术。顾名思义，我们要软着陆。我们人体站在五米以上往下跳的话，人的安全就要受到威协。我们从太空返回到地面以后，还有相对一定的减速，然后最终实现软着陆，这也是很关键的一个技术。以上就是整个的发射和飞行过程。另外我们要再扩展在太空研究的能力，还需要进行太空的航天器的交会对接。我们把两个航天器发射到轨道以后，进行组合，我们把它交会对接，称作交会对接技术。还有出舱活动的技术等等，这是载人飞船的主要的技术目标，就是要突破我们关键的技术。下面我有几个图片，可以看一看。这是俄罗斯在1961年发射的东方号飞船。人类的第一个宇航员加加林，就是乘坐这个东方号飞船飞入太空。从目前这个结构看，它是一个非常简单的航天器。第二个航天器，也是俄罗斯研制的，叫上升号飞船。上升号飞船可以承载三个人，它可以实现了人类的第一次太空的行走。通过这个通道，人类已经进入太空出舱活动。这是美国的第一个水星号飞船。这个图片除了飞船以外，还包括逃逸飞行器。这是美国的载两人的双子星飞船。可以看见双子星飞船，人类也可以出舱活动，而且双子星飞船，也可以进行交会对接。这是双子星飞船着陆，着落在海上的一个真实的图片。在人类掌握了载人航天的关键技术以后，就要为了长远的发展目标，要研制天地往返运输系统，我们叫天地往返运输器。这个天地往返运输器，按照它的功能来说，包括运送航天员、乘员。运输乘员的话，它需要和太空的目标进行对接。对接的能力，包括自动对接和手动对接。第二个，还要运货。在运货的船上由于没有人，所以它需要进行自动的对接。还有就是太空的救生，我们在轨道的大型的基础设施建成以后，人类在轨道的话，需要我们在出现问题以后，快速地安全地返回地面。所以天地往返运输器，是载人航天可持续发展的一个关键的阶段。你能不能经常性的进入和返回太空，必须要解决天地往返运输器的问题。下面有几张图片，可以说明一下国外的天地往返运输器的情况。这个图片是一个黑白的图片，是个剖面图，它是俄国的联盟号飞船。联盟号飞船到目前为止，已经是研制了几代了。这个是联盟号飞船，人是在中间的这个舱段，上升和返回都是在这个舱段里边。这是联盟号飞船和联盟号火箭在发射的情况，上面白色的部分，就是它的飞船的所在地，上面还有个逃逸飞行器。这是联盟号船箭的组合体的图片。这个是运货的飞行器，是进步号飞船。我们看见中间的这段，原来载人的舱段，已经被载货的舱段，包括我们用的燃料、氧气等等，其他的补给所替代。它是一个无人的飞行器，前端有交会对接的机构，所以可以实现和太空的飞行器进行交会对接。作为美国的天地往返运输器的一个特殊的例子，就是阿波罗飞船。阿波罗飞船是用于进行登月的，但是在登月计划完成以后，美国把它改进以后，当做一个天地往返的运输器，也进行一些进一步的空间的应用研究。以上的联盟号、进步号以及阿波罗，都是一次性使用的飞船。美国在八十年代成功研制了航天飞机。这个就是美国航天飞机在组装，进行发射准备的一个图片。航天飞机是一个可重复使用天地往返的运输器。下面讲第三个阶段。在完成天地往返运输器以后，载人航天的下一个目标，就是要突破人类长期在轨生存的一些关键的技术。一步跨到长期在轨生存，我们从技术的角度看来，是不行的，需要进行一些进一步的探索。为了做好长期在轨生存的准备，我们就有一个太空空间实验室这个阶段。空间实验室的目标，是要建立载人航天的，科学技术及工程大的系统，要突破长期在轨的关键技术，包括人员心理、生理变化规律的科学的研究，包括人机功效学的这些研究，包括人员医学保障技术，居住舱舒适性，以及空间环境，防护技术，航天器的维护、维修技术等等。这是礼炮一号，这是俄国的空间实验室。从这个图片上我们看，空间段一般有两个飞行器，一个是绿色的，我们叫空间实验室，它是礼炮一号空间实验室。一个是灰色的，这个是我们的天地往返运输器，所以空间实验室，至少要有这么两个空间段，它当然还是一个简化的空间的大系统。当然我们在地面，还有包括应用系统、发射系统、测控通信系统、回收系统等等，还需要包括这个系统。但是通过空间实验室，我们要初步地建立载人航天的一个大的科学技术和工程的体系。这是礼炮一号与联盟飞船对接的示意图。这个就是刚才介绍的阿波罗飞船和用阿波罗计划以后，土星五号改进的，美国的空间实验室。这个镜头，这是在对接之前的，也是空间实验室。所以从空间技术的发展，无论是俄国和美国，都要走短期的空间实验室这一步，目标（是）建立一个基本的技术体系。第二，还是要突破关键技术。载人航天发展到了今天，应该说从1986年开始，人类已经开始研制空间站的大的系统。应该说空间站系统，是人类载人航天到目前为止，发展的一个最高的水平。空间站的大系统，至少要有七个基本的系统组成。第一个就是空间站系统，第二个就是航天员系统，包括航天员的训练，地面的选拔等等，第三个就是要有天地往返的运输系统。天地往返的运输系统，包括运人的和运货的飞船，还包括航天飞机等等，这一系列至少要有第三个系统，就是天地往返运输�
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