载人航天器及其环境控制与生命保障系统

自从 1 96 1年 4月 1 2日前苏联航天员加加林乘坐“东方”号载人飞船进入太空以来 ,载人航天 (mannedspaceflight)已经 4 2年有余了。其间 ,载人航天器 (mannedspacecraft)有了重大发展 ,而载人航天器乘员舱 (crewmodule)的环境控制与生命保障系统 (environ mentcontrolandlifesupportsystem ;ECLSS)也与时俱进 ,有了很大改进。　　一、载人航天器能在地球大气层以外的宇宙空间运行的各类飞行器称为航天器 (spacecraft)。航天器又可分为无人航天器 (如各种人造卫星及太空探测器等 )和载人航天器两种。从目前发展情况来看 ,载人航天器只有…     

神舟七号载人飞船相关术语

“载人飞船”不同于“航天飞机” 载人飞船（manned spacecraft）是一种可供一次性使用的往返飞行于地球与太空之间的载人航天器。俄罗斯的联盟系列飞船、美国的阿波罗号均属载人飞船。航天飞机（space shuttle）指往返于地面和近地轨道之间的可重复使用的太空飞行器。美国的哥伦比亚号、发现号和奋进号等都是航天飞机。航天飞机技术先进，     

神舟七号载人飞船相关术语

“载人飞船”不同于“航天飞机” 载人飞船（manned spacecraft）是一种可供一次性使用的往返飞行于地球与太空之间的载人航天器。俄罗斯的联盟系列飞船、美国的阿波罗号均属载人飞船。航天飞机（space shuttle）指往返于地面和近地轨道之间的可重复使用的太空飞行器。美国的哥伦比亚号、发现号和奋进号等都是航天飞机。航天飞机技术先进,     

蓄势待发的神舟号载人飞船

我国定于 2 0 0 3年第 4季度发射第 1艘载人飞船———神舟 5号 ,它将在全球产生巨大影响 ,使我国成为世界第 3个发射自主研制开发载人航天器的国家。　　一、我国载人航天为什么要从飞船起步载人航天是当今高技术中最具挑战性的领域 ,体现了一个国家的综合国力和整体科技水平。随着我国国民经济和科学技术的不断发展 ,1 992年 1月 ,党中央批准研制载人飞船工程。自此 ,我国的载人航天工程正式启动。 1 999年 1 1月 2 0日我国成功发射了自行研制的第 1艘飞船神舟 1号 ,成为世界上第 3个发射宇宙飞船的国家。此后 ,又分别把神舟 2、3、4号送…     

载人航天器及其环境控制与生命保障系统

自从1961年4月12日前苏联航天员加加林乘坐“东方”号载人飞船进入太空以来,载人航天(manned spaceflight)已经42年有余了。其间,载人航天器(manned spacecraft)有了重大发展,而载人航天器乘员舱(crew module)的环境控制与生命保障系统(environment control and life support system;ECLSS)也与时俱进,有了很大改进。一、载人航天器能在地球大气层以外的宇宙空间运行的各类飞行器称为航天器(spacecraft)。航天器又可分为无人航天器(如各种人造卫星及太空探测器等)和载人航天器两种。从目前发展情况来看,载人航天器只有三种类型,即载人飞船(manned spaceship)、航天飞机(space shuttle)和太空站(space station)。1.载人飞船载人飞船是一种可供一次性使用的往返飞行于地球与太空之间的载人航天器。前苏联以及现在的俄罗斯先后研发了东方号、上升号、联盟号,以及联盟号逐步改型的联盟T号、联盟TM号和最近才投入使用的联盟TMA号飞船。其中东方号飞船是使人类迈出地球门槛的第一个运载工具,开创了载人航天的新纪元。2003年2月1日哥伦比亚号航天飞机返回时失事后,美国的航天飞机已全部停飞,致使联盟TMA号飞船成了当前从地球到国际太空站(international space station;ISS)之间的唯一交通工具。美国曾使用过的飞船有水星号、双子星座号和阿波罗号。其中阿波罗飞船6次登月成功,12名航天员登上了月球,实现了人类九天揽月的千年宿愿。我国研制的神舟号载人飞船已经成功地进行过4次试验飞行,今年神舟5号飞船将正式进行载人飞行。届时,我国就会成为世界第三个拥有独立发射载人航天器的国家了。2.航天飞机航天飞机是一种垂直发射、像飞机那样水平着陆的可供重复使用的载人航天器。美国先后制造了哥伦比亚号(返回时解体)、阿特兰蒂斯号、挑战者号(升空时爆炸焚毁)、发现号和奋进号5架航天飞机;前苏联研制了暴风雪号航天飞机,只进行过两次试验飞行,后来因为前苏联解体等原因而放弃使用。航天飞机虽然技术先进,载荷量大,但是维修经费昂贵,其综合效能不比载人飞船优越多少。3.太空站太空站又称航天站、空间站或轨道站(orbital station)。它是一种仅在地球轨道上运行不能作为返回地球使用的载人航天器。前苏联以及后来的俄罗斯曾经研制和使用过了礼炮号太空站以及和平号太空站,其中和平号太空站从1986年2月发射升空,到2001年3月坠落于太平洋,总共在地球轨道上运行了15年多,为空间科学的发展和长期载人航天活动立下了赫赫战绩。美国也曾利用阿波罗计划剩余物资研制了天空实验室(Skylab),1973年5月发射升空,1979年7月坠落于印度洋,在地球轨道上运行了6年多,进行了大量的科学实验,取得了辉煌的成果。目前正在建设的并且已经逐步投入使用的是国际太空站,主要参加者为美国、俄罗斯、德国、法国、日本、加拿大和意大利等17个国家。我国空间科学专家根据863计划的要求,正在试图建造我国自己的有人照料的太空站(space station tended),即航天员可以定期地到太空站上生活和工作,以适应我国发展载人航天和开发太空资源的需要。二、环境控制与生命保障系统(ECLSS)为了保证航天员的生命安全,载人航天系统必须拥有一套独立完整的救生设施,而无人航天器就无需考虑这个问题。因为载人航天是一项复杂而又艰险的活动,在整个飞行过程中,包括发射、上升、轨道运行,以及返回着陆过程中,都有可能发生紧急情况。万一载人航天器无法恢复到安全工作状态,则必须根据不同的飞行阶段,采用相应的应急救生设备和措施,使航天员得以逃生、逃避和营救。例如,为了解决发射台和低空救生问题,美国水星号和阿波罗号飞船、原苏联的和现在的俄罗斯联盟号飞船都采用了逃逸塔方式救生,我国的神舟号飞船也是采用这种救生方式;美国的双子星座号和前苏联的东方号飞船则采用了弹射座椅救生方式。但是,在正常情况下,航天员的安全、生活和工作,主要依靠载人航天器本身的设施来维持。载人航天器与无人航天器的最大区别在于前者必须创造适合于人类生活和工作的密闭舱室,采取各种确保航天员安全和健康的防护措施。其中,载人航天器的环境控制与生命保障系统(以下简称环控生保系统)是保障航天员在太空环境里生存、生活和工作的基础措施。1.环控生保系统的构成和主要功能环控生保系统是载人航天器的一个关键组成部分。随着载人航天技术的不断发展,环控生保系统也日臻完善,它的主要构成是供气调压分系统、气体净化和污染控制分系统、气体循环和温湿度控制分系统、水供给和管理分系统、食品供给与管理分系统、废物收集与处理分系统,以及航天服分系统。下图是水星号飞船的环控生保系统示意图。水星号飞船环控生保系统示意图1.悬浮材料过滤器 2.压力调节器 3.减压阀 4.风机 5.氧气罐 6.有害气体吸收器 7.二氧化碳吸收器 8.过滤器 9.热交换器 10.水蒸气出口 11.水分离器 12.冷却器环控生保系统的功能可以概括为以下8个方面：(1)环境控制功能：控制乘员舱内部的大气压力和气体成分;控制舱内的温度、湿度和空气流动速度;补充舱内泄漏的气体和监测大气。(2)循环和净化功能：利用高压氧储存器(pressure vessel)或超氧化物(如超氧化钾)等对乘员舱供氧;填充稀释性惰性气体(如氮气);消除(吸收或还原)因人体代谢等排放出的二氧化碳;检测和净化大气中各种污染物。(3)水处理功能：饮用水和其他生活用水的储存和供应;水的质量保障和监测;废水的回收、净化或处理。(4)废物处理功能：航天员大小便的收集和处理;生活垃圾的处理。(5)饮食供应功能：食品的储藏和供应;食品和饮料的调配和加工;进餐方式和餐具供给;饮用水的调配、加温或冷却。(6)卫生保健功能：提供衣物、用具和睡眠用品;乘员舱的清洁卫生设备与医学监督装置;运动与娱乐设施。(7)安全与消防功能：各种安全救护、报警和防火设备与措施。(8)舱内外活动保障功能：根据航天任务要求,要提供以下的装备和设施,主要有舱内与舱外活动航天服(space suit);过渡舱(air lock);便携式生保系统(portable life support system;PLSS);舱外活动机动装置(maneuvering movable unit;MMU)等。2.环控生保系统的分类载人航天器在太空的飞行时间有长有短,环控生保系统的工作模式也有所不同,主要从补给品的提供情况来看,可以划分为非再生式、半再生式和再生式三种系统,下面分别加以说明：(1)非再生式系统：这种环控生保系统又可以称为开放式或补给式系统。这是载人航天以来最为通用的方式,即属于消耗性的原材料全靠载人航天器自身携带,或者由其他航天器运送补给。乘员的代谢产物和生活垃圾不回收再生,而是抛出舱外或封存带回地面。该系统结构简单,适用于短期载人航天使用。现在无论是载人飞船还是航天飞机,由于飞行时间短,都是采用这种非再生式环控生保系统。(2)半再生式系统：该系统又可以称为部分再生式或物理化学再生式系统。这种环控生保系统能将乘员产生的二氧化碳和废水全部或部分回收处理,生成氧气和纯净水,提供给乘员循环使用,而地面只需补给食品以及部分氧气和饮用水。该系统结构比较复杂,属于第二代环控生保系统,适用于中长期太空飞行(几十天到一年左右)使用,现在太空站上装备的就是这种半再生式的环控生保系统。(3)再生式系统：又称为密闭生态生保系统或可控生态生保系统。顾名思义,在该系统里,除了人以外,还有动植物生存,犹如一个小自然界。在这个系统里,生物和非生物以闭路形式进行质量交换,不断地为乘员提供氧气、水分和食物,除了阳光以外,基本上无需系统外补给,维持人和动物的生存,建立一种稳定的动态平衡生态环境。这是一种最为复杂的第三代环控生保系统,适用于长期载人太空飞行,例如往返于火星的探险漫游。美国和俄罗斯等国家都在开展各种试验研究,许多关键技术还没获得突破。美国进行的多次生物圈试验,其目的就是要建成这种再生式系统,为火星飞行和飞向其他行星做好准备。几十年来,载人航天已经有了很大发展,参与载人航天的国家已有30多个,进入太空飞行的人数已经达到413名。我国的神舟5号飞船正在整装待发,我们坚信,中华儿女遨游太空的宿愿一定能够实现。     

飞天“神舟”

1999年 1 1月 2 0日凌晨 ,在我国酒泉的卫星发射场上 ,著名的长征火箭托载着我国第一艘载人试验飞船“神舟”号腾空而起 ,并准确进入预定轨道。当日 1 8时 ,地面控制中心向已围绕地球运行了 1 4圈的“神舟”号发出了返回指令 ,飞船开始返回。 2 1日凌晨 ,“神舟”号按照预先的计划 ,稳稳地落在预定地点。这是我国第一次实施载人飞行试验 ,使我国成为继美、俄之后世界掌握载人航天技术的第三个国家 ,是我国航天史上又一里程碑。载人航天是人类驾驶和乘坐航天器在太空中从事各种探测、研究、试验、生产和军事应用的往返飞行活动。其目的在于把…     

神五降落时舷窗玻璃碎裂

中国＂神舟十号＂飞船返回舱2013年6月26日上午安全降落在内蒙古大草原的主着陆区。中国神舟系列飞船的历次返回都很顺利,以至于让外界感觉航天器返回地面实在是＂没难度＂,但实际上,载人航天器返回是最危险的阶段,已有22名外国航天员献出了宝贵的生命,其中11人就是在返回着陆过程中牺牲的。载人航天器的安全返回要＂过五关斩六将＂,哪一个环节处理不好,都可能发生致命问题。正如一名中国航天专家所说,＂返回阶段没有突出亮点正是最大的亮点,     

基于VLBI和空间VLBI的深空探测器定位导航技术及应用研究

该课题研究了可用于深空探测器导航定位的VLBI、△VLBI和空间VLBI技术；实现了VLBI、△VLBI和空间VLBI等技术用于月球探测器定位、火星探测器定位和估计其所涉及的几种参考系统连接参数的理论体系和观测模型的建立，以及可估计参数序列的确定；完成了利用VLBI、△VLBI和空间VLBI技术确定月球探测器和火星探测器位置及各参考系统连接参数的软件平台系统，测控网优化设计系统，以及探测器轨道优化设计系统；分别采用模拟观测数据和实测数据对课题的各项关键技术、方法和指标进行了有效性验证。     

“罗塞塔”飞船名称的由来

2004年3月2日，欧洲航天局(ESA)发射了“罗塞塔”(Rosetta)彗星探测器，“罗塞塔”将用约10年时间追上一颗名叫丘留莫夫一格拉西缅科的彗星。“罗塞塔”将成为人类首个近距离绕彗星运行的探测器．其施放的彗星表面着陆器被命名为“费雷”(Philae)。     

各国热中打造新型载人飞船

俄罗斯通过竞赛选飞船2009年4月份俄罗斯联邦航天局举办了一次载人飞船设计大赛，俄罗斯能源火箭航天集团的方案最终获得冠军，并同时获得俄罗斯联邦航天局新一代载人飞船的研发合同。俄罗斯将研制的新一代载人飞船暂命名为“罗斯”号，合同金额为8亿卢布。     

美国开展新的载人飞船计划

<正>美国航空航天局(NASA)遵照之前的承诺,已经为一场商业竞赛发出了正式邀请,目的是寻找新的商业载人飞船,负责宇航员在地球和国际空间站之间的往返运输。NASA希望在竞赛的最后阶段——称为商业载人运输计划,简称为CCtCAP——能找到一个获得认证的商业飞船船队,并在2017年之前开始进行运输业务。NASA比较倾向于与多家提供载人航天的供应商合作,不过这得取决于其可用资金的多少。在发布的征求建议书中,商业飞船计     

阿波罗登月的阴谋论之谜

1957年,苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星,宣告了人类空间时代的到来.从1958年开始,美、苏超级大国为了争夺空间霸权和开展冷战对抗的需要,在月球探测与载人登月领域展开了激烈的竞赛.1958年,美国先后发射了“先驱者”号系列的4个月球探测器,苏联发射了“月球”号系列的3个探测器,但全部失败了.     

打造未来重型运载火箭

从世界载人航天发展的前景来看,无论是重型火箭研制还是新型飞船开发,乃至空天飞机新概念的实施,都在酝酿着更大的突破。瞄准月球火星现在,美国、俄罗斯等国,把载人航天的目标都瞄准了地球近地轨道的月球、小行星和火星。为此,首先要研制出发射深空载人飞船的重型运载火箭。为了能够在月球着陆和从月球返回地球,载人登月飞船一般重量在50吨以上,而且其奔月时的速度要求为10.9千米/秒,因此必须用近地轨道运载能力在60吨～120吨的重型运载火     

当代宇宙飞船的发展

载人航天是20世纪人类最伟大的壮举，它大大扩展了人类的活动范围，是进一步大规模开发与利用空间资源的重要手段，对国家的政治、军事、经济和科技等方面的发展均有重要的战略意义，因而受到越来越多的国家的重视。     

开拓创新 助力科技发展

杂交水稻技术,解决了中国亿万人吃饭问题;三峡工程成功完成、青藏铁路全线通车、秦山核电站建成并投入使用;“神舟”七号载人航天飞行圆满成功,实现了载人航天工程的重大突破等……改革开放30多年,我国的科技发展实现了许多“零的突破”,涌现出一系列具有原创性和广泛社会影响的科技成果。     

关于space译名的商榷

Space译作空间是一般常用词的译法,但在空间技术专业范围内随名词的不同,具有特殊的含义。太空(space)是指地球大气层以外的宇宙空间,也称空间或外层空间。宇宙空间是无限大的,为便于划分,可将太阳系内的宇宙空间称之为太空,太阳系外的宇宙空间称为宇空。有时人们把地球静止卫星轨道高度(约3.58万公里)以下的空间称为近地空间,把大于地球至月球距离(约38.4万公里)的空间称为深空。航天(space flight)是指航天器在地球大气层外的太空航行活动。而航空(aviation)是指航空器在地球大气层内的航行活动。钱学森院士曾提出,航天器在太阳系以内的航行活动称航天,在太阳系以外的航行活动称航宇。这样区分是恰当的。航天器(space vehicle)是在地球大气层以外的宇宙空间航行的各类飞行器。现有航天器包括：人造地球卫星(artificial earth satellite),航天飞船(space-craft),航天站(space station),航天飞机(space plane),航空航天飞机(aerospace plane),航天探测器(space probe)等。为统一起见,各种航天器尽可能冠以航天称谓,而不另给空间、太空、外空和宇宙等称谓。如航天站不需再叫空间站、太空站和宇宙站等。驾驶、维修和管理航天器并在航天过程中从事科研、生产和军事等活动的人员可称为航天员(astronaut)而不宜称宇航员。因为在今后很长时期内,人们还只能在太阳系内航行,故在太空内航行称航天较合适。将来到太阳系外的宇空去航行称航宇较合适。* 赵梦熊研究员是航天名词审定委员会委员。     

最著名的五次太空行走

太空行走又被称为出舱活动。狭义的太空行走指的是宇航员离开载人航天器乘员舱,只身进入太空的出舱活动。广义而言,航天员在月球和行星     

帕克探测器人与太阳的"炽热"约会

美国国家航空航天局(NASA)的帕克太阳探测器于2018年8月12 日凌晨3时31分,由美国联合发射联盟的Delta-4重型火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射升空,开始进行为期7年的追日之旅.此次探索,将是人造航天器首次最近距离抵达太阳的大气层.     

“天宫一号”

“天宫一号”的名字让人联想起中国古代四大名著之一《西游记》中的孙悟空大闹天宫。实际上．这个飞行器是空间实验站的雏型。从“神七”到“神十”,是为了检验航天员太空实验的能力和对接空间实验站的技术成熟度。此后就是载人航天工程的第三步——实现建立太空实验站并进行料理。届时。将会交替发射载人飞船和货运飞船。     

“好奇号”火星冒险记

耗资25亿美元之后,NASA终于把太空史上最大的火星车"好奇号"送到了目的地。在预算受限的情况下,"好奇号"所取得的非凡成功掩盖了一个关于太空探索的重大真相:它需要狂热的信仰和对失败的超高容忍度。就在"好奇号"登陆火星前的几分钟内,美国国家航空航天局喷气推进实验室任务控制中心的人们吃掉了一堆花生。在喷气推进实验室,每当有航天器准备登陆,花生都是必不可少的东西,这个习惯始于1964年7月31日,当时"徘徊者7号"无人探测器正在准备登陆月球。"徘徊者号"探测器的任务很简单:撞击月球表面,在撞毁前拍摄几千张图片传回地球。纵使这样,在它之前的六颗"徘徊者号"探测器都未能成功完成任务,喷气推进实验室的工程师们知道他们快要没机会了。"徘徊者7