“神舟”載人飛船全長(zhǎng)8.86米,最大處直徑2.8米,總重量達(dá)到7790公斤。從構(gòu)型上來說,由軌道艙,返回艙和推進(jìn)艙以及一個(gè)附加段組成。采用的是典型的“三艙一段”式結(jié)構(gòu)。整個(gè)飛船按照功能還能分為13個(gè)不同的分系統(tǒng)。這13個(gè)分系統(tǒng)都是用它的功能來命名的,它們是:有效載荷、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、熱控制、指導(dǎo)導(dǎo)航與控制、推進(jìn)、電源、數(shù)據(jù)管理、測(cè)控與通信、環(huán)境控制與生命保障、乘員、回收與著陸、儀表與照明和應(yīng)急救生分系統(tǒng)。這些系統(tǒng)分別布置在這“三艙一段”式結(jié)構(gòu)的神舟飛船中,相互分工合作,完成一次太空遨游。下面分別介紹各個(gè)艙段的情況:
一、軌道艙(長(zhǎng)2.8米,直徑2.2米)
神舟飛船的軌道艙的外形為圓柱形的。為了使軌道艙在獨(dú)自飛行的階段可以獲得電力,軌道艙的兩側(cè)安裝了太陽(yáng)電池翼,每塊太陽(yáng)翼除去三角部分面積為2.0×3.4米,軌道艙自由飛行時(shí),可以由它提供0.5千瓦以上的電力。軌道艙尾部有4組小的推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),每組4個(gè),為飛船提供輔助推力和軌道艙分離后繼續(xù)保持軌道運(yùn)動(dòng)的能力;軌道艙一側(cè)靠近返回艙部分有一個(gè)圓形的艙門,為航天員進(jìn)出軌道艙提供了通道,不過,該艙門的最到直徑僅65厘米,只有身體靈巧、受過專門訓(xùn)練的人才能進(jìn)出自由。艙門的上面有軌道艙的觀察窗。
軌道艙是飛船進(jìn)入軌道后航天員工作、生活的場(chǎng)所。艙內(nèi)除備有食物、飲水和大小便收集器等生活裝置外,還有空間應(yīng)用和科學(xué)試驗(yàn)用的儀器設(shè)備。
返回艙返回后,軌道艙相當(dāng)于一顆對(duì)地觀察衛(wèi)星或太空實(shí)驗(yàn)室,它將繼續(xù)留在軌道上工作半年左右。軌道艙留軌利用是中國(guó)飛船的一大特色,俄羅斯和美國(guó)飛船的軌道艙和返回艙分離后,一般是廢棄不用的。
二、返回艙(長(zhǎng)2.00米,直徑2.40米,不包括防熱層)
神舟飛船的返回艙呈鐘形,有艙門與軌道艙相通。放回艙式飛船的指揮控制中心,內(nèi)設(shè)可供3名航天員斜躺的座椅,共航天員起飛、上升和返回階段乘坐。座椅前下方是儀表板、手控操縱手柄和光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡等,顯示飛船上個(gè)系統(tǒng)機(jī)器設(shè)備的狀況。航天員通過這些儀表進(jìn)行監(jiān)視,并在必要時(shí)控制飛船上系統(tǒng)機(jī)器設(shè)備的工作。軌道艙和返回艙均是密閉的艙段,內(nèi)有環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng),確保艙內(nèi)充滿一個(gè)大氣壓力的氧氮混合氣體,并將溫度和濕度調(diào)節(jié)到人體合適的范圍,確保航天員在整個(gè)飛行任務(wù)過程中的生命安全。
另外,艙內(nèi)還安裝了供著陸用的主、備兩具降落傘。神舟好飛船的返回艙側(cè)壁上開設(shè)了兩個(gè)圓形窗口,一個(gè)用于航天員觀測(cè)窗外的情景,另一個(gè)共航天員操作光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡觀測(cè)地面駕駛飛船。返回艙的底座是金屬架層密封結(jié)構(gòu),上面安裝了返回艙的儀器設(shè)備,該底座重量輕便,且十分堅(jiān)固,在返回艙返回地面進(jìn)入大氣層時(shí),保護(hù)返回艙不被炙熱的大氣燒毀。
三、推進(jìn)艙(長(zhǎng)3.05米,直徑2.50米底部直徑2.80米)
神舟號(hào)的推進(jìn)艙又稱設(shè)備艙,它呈圓柱形,內(nèi)部裝載推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)劑,為飛船提供調(diào)整姿態(tài)和軌道以及制動(dòng)減速所需要的動(dòng)力,還有電源、環(huán)境控制和通信等系統(tǒng)的部分設(shè)備。兩側(cè)各有一對(duì)太陽(yáng)翼,除去三角部分,太陽(yáng)翼的面積為2.0×7.5米。與前面軌道艙的電池翼加起來,產(chǎn)生的電力將三倍于聯(lián)盟號(hào),平均1.5千瓦以上,差不多相當(dāng)于富康A(chǔ)X新浪潮汽車的電源所提供功率。這幾塊電池翼除了所提供的電力較大之外,它還可以繞連接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這樣不管飛船怎樣運(yùn)動(dòng),它始終可以保持最佳方向獲得最大電力,免去了“翹向太陽(yáng)”所要進(jìn)行的大量機(jī)動(dòng),這樣可以在保證太陽(yáng)電池陣對(duì)日定向的同時(shí)進(jìn)行飛船對(duì)地的不間斷觀測(cè)。
設(shè)備艙的尾部是飛船的推進(jìn)系統(tǒng)。主推進(jìn)系統(tǒng)由4個(gè)大型主發(fā)動(dòng)機(jī)組成,它們?cè)谕七M(jìn)艙的底部正中。在推進(jìn)艙側(cè)裙內(nèi)四周又分別布置了4對(duì)糾正姿態(tài)用的小推進(jìn)器,說它們小是和主推進(jìn)器比,與其他輔助推進(jìn)器比它們可大很多。另外推進(jìn)艙側(cè)裙外還有輔助用的小型推進(jìn)器。
四、附加段
附加段也叫過渡段,是為將來與另一艘飛船或空間站交會(huì)對(duì)接做準(zhǔn)備用的。在載人飛行及交會(huì)對(duì)接前,它也可以安裝各種儀器用于空間探測(cè)。
對(duì)于附加段現(xiàn)階段的設(shè)備沒有官方介紹,但是一些業(yè)內(nèi)人士進(jìn)行了大膽的推測(cè),如:其中一個(gè)半環(huán)型裝置,據(jù)推測(cè)是用來安裝方形的儀器裝置。而三個(gè)相互垂直并可伸出的0.4米的探針被推測(cè)為可能是導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分或?qū)酉到y(tǒng)的一部分。因?yàn)槊绹?guó)的阿波羅飛船上曾有類似的裝置用來進(jìn)行對(duì)接。神舟飛船軌道艙前端可能裝有俄羅斯式的對(duì)接系統(tǒng)。但這些裝置可能只是一種試驗(yàn)型,在將來執(zhí)行與太空站對(duì)接的任務(wù)時(shí)肯定會(huì)被新型對(duì)接系統(tǒng)所替換。
附:神舟一號(hào)至六號(hào)發(fā)射及回收時(shí)間及地點(diǎn):
神舟一號(hào)
時(shí)間:1999年11月20日6時(shí)發(fā)射,21日回收
發(fā)射地點(diǎn):酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心
回收地點(diǎn):內(nèi)蒙古中部
神舟二號(hào)
時(shí)間:2001年1月10日1時(shí)發(fā)射,1月16日回收
地點(diǎn):酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心
回收地點(diǎn):內(nèi)蒙古中部
神舟三號(hào)
時(shí)間:2002年03月25日22時(shí)發(fā)射,4月1日回收
地點(diǎn):酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心
回收地點(diǎn):內(nèi)蒙古中部
神舟四號(hào)
時(shí)間:2002年12月30日零時(shí)發(fā)射,2003年1月5日回收
地點(diǎn):酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心
回收地點(diǎn):內(nèi)蒙古中部
神舟五號(hào)
時(shí)間:2003年10月15日9時(shí)整發(fā)射,21小時(shí)后回收
地點(diǎn):酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心
回收地點(diǎn):內(nèi)蒙古中部四子王旗
神舟六號(hào)
時(shí)間:2005年10月12日9時(shí)整發(fā)射,115小時(shí)33分鐘后回收
地點(diǎn):酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心
回收地點(diǎn):內(nèi)蒙古中部四子王旗
神舟七號(hào)
【“神七” 設(shè)備】
宇航服、出艙背包、航天員:確保太空行走進(jìn)行
我國(guó)載人航天計(jì)劃的第二步和隨后的第三步計(jì)劃包括,開展航天員出艙活動(dòng)試驗(yàn),進(jìn)行空間交會(huì)對(duì)接,發(fā)射短期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)室。專家解釋,航天員出艙活動(dòng)試驗(yàn),就是航天員從新型的“神舟”飛船的密封艙出來進(jìn)行太空行走。自1965年前蘇聯(lián)航天員走出“上升2號(hào)”飛船在太空停留了24分鐘后,至今美俄兩國(guó)航天員共進(jìn)行了近250次艙外活動(dòng),累計(jì)在艙外停留的時(shí)間達(dá)1000多小時(shí)。
“航天員進(jìn)行太空行走的目的,是為了維修、裝卸、更換和回收航天器及航天器的外部設(shè)備。”專家稱,“神舟七號(hào)”將具備航天員太空行走的幾項(xiàng)必備條件。首先,會(huì)提供航天員在艙外生活和工作的環(huán)境和條件,其中最重要的就是艙外航天服,它具有防微流星、真空隔熱屏蔽、氣密、保壓、通風(fēng)、調(diào)溫等多種功能,航天服的手套既密封又靈活,頭盔透明密封。其次,出艙背包有控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng),其控制系統(tǒng)配有的噴氣裝置使航天員可以借此控制行走方向。據(jù)悉,航天服和背包構(gòu)造復(fù)雜,技術(shù)難度大,造價(jià)昂貴,美國(guó)生產(chǎn)的一套航天服約為150萬美元。第三當(dāng)然是必須擁有技術(shù)操作熟練、身體健康、心理素質(zhì)穩(wěn)定的航天員。
【“神七” 設(shè)計(jì)】
各種要求比“神六”都高一些
“神舟五號(hào)”時(shí),我國(guó)的載人航天還只是對(duì)一人一天上太空的考核,當(dāng)時(shí)楊利偉僅待在返回艙里,軌道艙的艙門是緊閉的。此次“神舟六號(hào)”雖然在外形上與“神舟五號(hào)”幾乎一樣,不同的是,兩名航天員將從返回艙進(jìn)入軌道艙,從事多人多天的空間飛行作業(yè)程序。專家打了個(gè)形象的比喻,“兩名航天員就是在‘一室一廳'里活動(dòng)。”而到了“神舟七號(hào)”,航天員除了在“一室一廳”里活動(dòng)外,還將走出“廳”,從軌道艙側(cè)面的窗口出來在太空行走。
據(jù)介紹,“神舟七號(hào)”對(duì)航天員的生命保障系統(tǒng)、出艙設(shè)備、結(jié)構(gòu)氣密性要求更高,因此“神舟七號(hào)”會(huì)在外形上與“神舟六號(hào)”有明顯的不同,相關(guān)系統(tǒng)也會(huì)有所改變,特別是軌道艙。
通常飛船發(fā)射上太空后,航天員在進(jìn)行出艙活動(dòng)之前,會(huì)先在氣閘艙內(nèi)進(jìn)行2-3小時(shí)的適應(yīng)性準(zhǔn)備,在氣閘艙內(nèi)穿戴好艙外航天服,背上背包,帶好用品。實(shí)行太空行走的航天員所穿戴的航天服體積龐大,地面重量就達(dá)125公斤,根本不像在地面穿衣戴帽那么容易,必須在其他航天員的幫助下才能穿上。“所以‘神舟七號(hào)'時(shí)上天的航天員起碼得兩人,這樣可以相互配合,至于會(huì)有多少人出艙活動(dòng)則未定,估計(jì)會(huì)是一人進(jìn)行太空行走。”
【“神七” 訓(xùn)練】
航天員在水池里模擬失重現(xiàn)象
據(jù)悉,“神舟七號(hào)”時(shí)的太空行走對(duì)航天員的考核要求更高。由于航天服內(nèi)的壓力比正常情況下低,有可能會(huì)使人體組織內(nèi)的氮?dú)忉尫,在血管?nèi)形成氣栓,導(dǎo)致減壓病,甚至危及人的生命。因此航天員在穿好航天服以后,必須在氣閘艙內(nèi)充分吸氧,協(xié)助工作的航天員回到內(nèi)艙(即軌道艙),關(guān)閉內(nèi)艙門,然后氣閘艙開始泄壓到真空,與飛船外的真空狀態(tài)保持一致,此時(shí)航天員可以出艙活動(dòng)。而完成艙外任務(wù)回到艙內(nèi)時(shí),還要對(duì)航天服進(jìn)行一定的減壓,再對(duì)氣閘艙充氣。
“航天員出艙活動(dòng)是一項(xiàng)高難度、高風(fēng)險(xiǎn)的活動(dòng)。”專家介紹,“神舟七號(hào)”時(shí)的太空行走要求航天員必須在地面做充分的試驗(yàn)和訓(xùn)練,其地面訓(xùn)練一般在一個(gè)對(duì)比重有一定要求的中性水池里進(jìn)行。這種水池通常建在大型的試驗(yàn)房里面,把航天器放在水池中,利用水的浮力模擬太空的失重現(xiàn)象,然后航天員在水池里面進(jìn)行出入艙和艙外操作訓(xùn)練。
【“神七” 發(fā)射】
明年發(fā)射可能性不大,交會(huì)對(duì)接是下步計(jì)劃
充滿神秘感的太空行走讓人期待,“神舟七號(hào)”會(huì)在何時(shí)發(fā)射呢?“‘神舟七號(hào)'明年發(fā)射的可能性較小,但相關(guān)工作已在進(jìn)行。”進(jìn)行太空行走之后,下一步將實(shí)行交會(huì)對(duì)接(即兩個(gè)飛行器在太空上實(shí)行精確對(duì)接),這些都是載人航天里最重要、最關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)。交會(huì)對(duì)接一是要實(shí)現(xiàn)人員交換,二是進(jìn)行物資(科學(xué)儀器、生活用品、垃圾等)交換,對(duì)接活動(dòng)將會(huì)在一個(gè)密封性極佳的通道內(nèi)進(jìn)行,因而“神舟七號(hào)”之后的飛船在外形上還會(huì)有變化 。