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。     

关于航天、太空、空间和宇航等术语规范化的商榷

我国著名科学家钱学森院士曾经指出,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为航宇(或称宇航).这一点已经在航天科技界达到了广泛共识.而太空的定义是:地球大气层以外的宇宙空间.基于以上两点,我们会发现目前在社会上对航天、太空、空间和宇航这几个术语以及由它们组成的复合词术语使用比较混乱,特别是空间这个术语容易引起歧义.     

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…     

关于航天、太空、空间和宇航等术语规范化的商榷

我国著名科学家钱学森院士曾经指出，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为航宇(或称宇航)。这一点已经在航天科技界达到了广泛共识。而太空的定义是：地球大气层以外的宇宙空间。基于以上两点，我们会发现目前在社会上对航天、太空、空间和宇航这几     

关于科技术语的译名与审定的联想

科技术语的审定和统一是一个国家发展科学技术的重要基础性工作,也是开展国内外科技交流的必需条件。但是,我国科技术语的现状不是令人满意的。虽然全国自然科学名词审定委员会已经做了大量工作,特别是在一些基础学科上成绩显著,但在一些新的边缘交叉学科里术语译名和使用还相当混乱,远不能适应科技发展和改革开放形势的需要。全面规划,突出重点,理顺关系,搞好协调,尽快改变科技术语的混乱情况,这是我国术语学领域的一项迫切任务。一、科技术语混乱的思考现在新出现的一些交叉、边缘学科,大多属于高科技范畴,其发展速度异常迅猛。作为科技术语这项基础性工作,远远滞后于这些学科的发展速度,与国外一些发达国家相比,我国在这方面的工作更为落后。分析其原因,可以归纳为以下六点。1.随着科学技术的飞跃发展,一些新的学科不断出现,许多新理论、新概念和新方法层出不穷,与此同时,大批科技术语也相应出现,令人眼花缭乱,顾及不暇。2.由于历史的原因,我国现代科技术语,大多是从国外引进的,在一些高科技领域尤其是如此。另外,由于各国的科技发展水平不尽一致,在概念上和语言上也各有不同,术语的命名和使用存在着固有的差别。在引进这些术语时又往往是照抄照搬,“原装”就是一个乱摊子。例如,英文“ergonomics”一词,其英文同义词还有human factors,human factors engineering,human engineering,engineering psychology等等,因此导致我国术语译名更加混乱。仅“ergonomics”这个词的译名就有工效学、人类工效学、功效学、人类工程学、人体工程学、人机工程学、人机学、人因工程学、生物工艺学、人类环境改造学、劳动经济学和人与机械控制等十多种。经过专家们反复协商,这个词现在统一称为“工效学”。再如,“航天员”这个术语,国内亦称为“宇航员”;国外情况更乱,前苏联用cosmonaut,美国用astronaut,法国用spationaute,还有astrogator等同义术语。现在都各执一词,莫衷一是。3.长期以来,我国的科技术语没有一个权威的机构负责,也没有一个统一的译名标准或规范,多半是由各学科领域的科技人员和新闻出版单位自己翻译或定名,“各自为正(确)”,“正”出多门。4.十年动乱期间,正是世界科学技术突飞猛进发展的时期,我国却处于封闭和停滞的状态。改革开放以后,现代科学技术便潮水般地涌来,加上最近几年,有大批学者从国外学成归来,又带进了许多新的科技术语。许多术语来不及从概念上仔细推敲,只能靠各自的理解而译名,因此出现了“百花齐放”的局面。5.大陆与港、台、澳,虽然同是使用汉语,但是由于分割几十年,许多科技术语的译名和定名出现了很大的差异。改革开放以来,彼此往来显著增加,人员、科技文化和书刊交流更加频繁,各方科技术语混杂在一起,并广为传播,使人无所适从。据统计,在计算机领域中,港、台与大陆的术语译名差别很大,叫法不同的术语平均起来达70%以上。6.制度不严,宣传不力。现在,虽然已有许多基础学科的术语已审定通过,但缺乏具体有力的贯彻措施,一些教育和新闻出版等单位对已公布的术语置若罔闻;术语的宣传和推广工作冷冷清清,似有若无。更有甚者,迄今还有许多人不了解术语审定工作,这就更难谈到执行了。因此可以说,在术语工作上“我行我素,有法不依”的现象还相当普遍。我国有句俗语,叫做“名正言顺”。科技术语混乱不一,名不正,则言不顺,这对科技交流和贸易往来,对通信和信息管理都带来了许多麻烦,甚至造成不应有的损失。近几年来,由于术语不统一而造成的技术经济贸易合同废止或赔偿经济损失的事件时有发生。现在,广大人民群众已经逐渐感受到了术语混乱所带来的不便和危害,要求统一术语的呼声已越来越高。因此,搞好术语的译名和审定工作已是大势所趋和人心所向了。二、改进措施以上分析了我国当前科技术语混乱的基本原因,结合本人几年来从事术语工作的实际体会,建议采取如下的改进措施。1.制定科技术语译名暂行规定,由权威部门颁布施行俗话说：“没有规矩,不成方圆”,现在科技术语译名无任何规范,主观随意性太强,在一些新的高科技领域,术语使用混乱现象比较严重。在有的学科中,现在审定的术语,多是从国外文献中翻译过来使用多年了,使审定工作在一定意义上变成了“马后炮”式的“纠偏”工作。如果当初译名时就能规范化,至少可以为以后的审定工作奠定一个坚实的基础。译名是审定的前期工作,审定是对译名的认可。译名要准确,首先要弄清术语的概念,这是保证术语科学性的基础,然后再根据汉语的特点选择适当的词进行意译。尽量不采用音译,直译要审慎,要符合术语的科学性和汉语的习惯特点。不要译成“洋泾浜”式的汉语。现试举几例加以探讨。例1：英文“space shuttle”这个名词,当初国内译名比较乱,有“空间渡船”、“太空梭”等不同译法。前者虽为意译,但没有很好反映出这个词的本质特征,也不通俗;后者为直译,让人无法理解。后来钱学森同志根据这个名词的基本概念和汉语习惯,建议译为“航天飞机”,一目了然,通俗易懂,很快为大家所接受。连外国人也接受了过去。如法文称为“avion spatial”。现在英文中也出现了“aerospace plane”(航空航天飞机,又简称空天飞机)。例2：法国一份周刊,名称为“Air et Cosmos”。国内不少单位译为《航空与宇宙》,笔者认为这种译名只对了一半。这份期刊说的全是航空和航天方面的计划、政策、发展动态和技术产品等内容。“air”主要意思当“空气”讲,但把它译为“航空”却很贴切。法国航空公司就用“AIR FRANCE”这样简单的词来表示。可是不知为什么把后半部的“cosmos”直译为“宇宙”。如果译为“航天”该多好,即符合本意,又符合汉语习惯,即这个杂志译为《航空与航天》为最佳译名。例3：载人航天器中有个“airlock”装置,是用于航天员出舱活动前作吸氧排氮的,以防止减压病。这个术语有多个译名：空气锁,锁气室、气闸、气闸舱、气压过渡舱等等。这是在查阅了《英汉技术词典》、《英汉大词典》、《英汉科技词天》、《现代英语综合大辞典》、《英汉科技大词库》和《中国大百科全书航空航天》卷等书中找出的比较能合乎原义的几种。其中“气闸舱”贴合原义,但不够通俗;另一个“气压过渡舱”虽然通俗,但用“气压”限定就不全面了,因为不仅有舱压的改变,还有空气成分(由氧氮混合气体进入纯氧环境)的变化。因此笔者认为不如就叫“过渡舱”好了,比其它译名都要简洁、通俗和准确,虽然有点模糊性,但它最好地反映了本术语概念的本质特征。由以上事例可以看出,译名工作的难度并不亚于定名工作。因此,制定一个科技术语译名规则是适时和必要的。为了保证工作的连续性,译名规则应该以全国自然科学名词审定委员会第二届委员会全体会议通过的《自然科学名词审定的原则及方法》为基础,再根据外文特点,加以适当修订,并要与各界协调一致,统一认识。例如,关于我国科技术语究竟是走音译道路还是意译道路问题。目前国内各界人士还有各种不同意见,“仁者见仁,智者见智”,众说纷纭。我认为,在这个问题上要首先对汉语汉字的结构特点能有充分的认识,再根据我国科技渊远流长的历史和科技术语的现状加以冷静分析,不难得出这一结论：以意译为主,以音译和其它译法为辅。这是一条基本的原则。要防止绝对化的倾向,要全面地理解术语的国际性,不能简单地理解术语国际化就是音译化。真正的术语国际化恐怕要以语言文字的国际化为基础。这对我们这个数千年使用方块字的文明古国来说,可能是一件相当久远的事情。太超前了就会过犹不及,这方面我们已有了不少的历史教训。如果我们能够遵循上述原则,谨慎行动,把好科技术语译名这一关,就是使名词审定工作“走前一点,看远一点,搞深一点”的实际步骤。2.建立科技术语情报网把好译名关,搞好科技术语审定工作,还必须有相应的组织保证。除了已建立的各学科名词审定机构以外,还应从我国的实际情况出发,建立横向联合的科技术语情报网,这可能是一种行之有效的组织形式。以全国自然科学名词审定委员会为核心,由她牵头,联同各学会、新闻出版、广播电视、情报和有关院所,组成学科性的术语活动网,各网员单位设有联络员,根据需要组织各种类型的(报告会、研讨会等)学术活动,以促进我国术语学的发展。活动经费以自助(收成员单位网务费)为主,公助为辅。科技术语情报网,既有代表性,又有群众性;可以广开言路,博采众长,集思广益,荟萃精华;便于及时交流情况,特别是能使一些新出现的科技术语得到准确的译名或定名,尽快地统一和应用。3.办好刊物,做好宣传工作把好译名关,搞好科技术语审定工作,一方面要花大力气办好《自然科学术语研究》这个刊物,另一方面还要充分调动各种宣传机构的积极性,搞好术语的宣传、使用和普及工作。《自然科学术语研究》是全国唯一的一份术语学宣传阵地,应该积极创造条件办成国内外公开发行的刊物,先搞成季刊,在逐步过渡到月刊。这个刊物水平不低,可与国内的其它知名刊物相媲美,撰稿和编辑人员都很有潜力。只要做好宣传工作,把群众发动起来,这个刊物就一定会办得更好。搞好已审定术语的宣传、推广和使用工作是当务之急。应该承认,在目前我国社会中,确实存在一种“我行我素”和“有法不依”的情况。术语审定好了,他可以不用,还是按自己的老习惯遗词造句,写文章或搞讲演。对此,似应搞点强硬措施以鞭策执行。例如,在书稿的审定工作中,以是否使用了审定的术语为评定优劣或取舍的一个条件;在评选优秀报刊、优秀图书工作中,也要把贯彻执行已审定的科技术语情况作为一项评选条件,或者作为检查编辑工作质量的一项标准。必要时也可以用经济手段给以奖惩。可以确信,采取这些措施,肯定会推动术语工作的发展。三、结语科技术语的译名和审定是局部同全局的关系,都是重要的基础性工作。搞好科技术语工作,不单是科技人员的事,而是一项有益于全民的事业。只要组织起来,措施得力,充分调动各方面力量,群策群力,协调一致,这块新的术语学园地就一定能够繁荣起来,绽开出五彩缤纷的花朵和结出丰硕果实。