曾经的焊制元件出错、电子元器件故障,甚至返回舱内逸出毒气,都已写进神舟飞船的研发历史,崭新的神七正整装待发。
神舟一号至神舟四号无人试验飞船的相继发射,暴露出了不少设计与制造方面的缺陷,比如,神舟三号进场前,却发现五号船的返回舱出了质量问题。其实,当初在焊接的时候,工厂的检验人员已经发现有个地方焊错了。但当时觉得问题不大,就没有上报,接着干下去了。
问题暴露之后,已经改任总指挥的袁家军决定返工重来。这就意味着要重新投产,无论从进度上、资金上都会带来很大的损失。袁家军说,载人航天,人命关天。任何一点小的失误,我们都不能心存侥幸。问题出现说明我们的队伍的确还不是很成熟,还需要下大力气来整顿、建设。
神舟四号测试期间,曾发现了一种电子元器件有问题,应用系统总体部举一反三,对同样使用了这种元器件的神舟五号迅速展开检查,DPA试验分析的结果表明,这批近百个元器件天生不足,如在飞船上使用,将导致无法预料的后果。
可靠xing主任设计师孙惠中立即组织技术人员,做元器件的替换工作。因为这种元器件已经作为正样装到了神舟五号的相关设备上,并且已经用硅胶做了密封,所以,要把这80个元器件一个个从设备中挖出来,再换上新的,并不容易。
但是,再不容易也得换掉。因为这一次飞船是要上人的。
飞船返回舱内有害气体超标,也是一个比较严重的问题。
2001年7月,神舟飞船返回舱在东风基地进行了一次例行的综合空投试验。模拟飞船返回舱由一架大型运输机从高空抛下,返回舱相继打开引导伞、减速伞和主伞,从空中飘然而下。按程序要求,技术人员迅速围拢过去,打开了返回舱的舱门。
让大家没有想到的是,舱门刚打开,一股来历不明的白烟逸出,同时也闻到了一种烧糊了的怪味。
模拟返回舱内许多东西和真的飞船是一样的。这丝毫不容忽视。
专家组立即展开研究和攻关。结果表明:返回舱内有害气体严重超标,其主要成分是一氧化碳。返回舱内产生一氧化碳的源头,被确定为是航天员座椅缓冲装置、返回舱通气阀、反推发动机等火工装置。
火工装置,作为一种动力源,广泛应用于航天飞行器的重要程序,确保航天飞行器和航天员安全及应急救生,对运载火箭点火、火箭级间分离、系统内部发动机点火、船箭分离、逃逸、返回舱抛伞舱盖、返回舱缓冲发动机点火等一系列动作所起到的作用非常关键。
至于为何以前飞船发射未能发现有毒气体,也得到了一个准确的分析,即以前开舱时已经过了一段时间,舱内的有毒气体可能已经基本散发,自然也就无人注意。
飞船研制之初,谁也没意识到飞船返回舱气体超标的问题,后来经过不断改进、生产、试验,火工品有害气体排放量终于降至最低限度。2003年1月5日,神舟四号飞船返回舱着陆后两个小时,返回舱内的一氧化碳浓度竟高达1194毫克 /立方米。而在工程人员的努力之下,2003年6月,在北京空间技术研制试验中心进行了改进后的返回舱综合点火试验。当全部项目试验完毕之后,经过测验,舱内一氧化碳浓度只有11.4毫克/立方米。
威胁航天员生命安全的一个重大隐患,至此彻底消除。
航天服报警、散发烟味,手套上突现小洞
2007年,美国和俄罗斯航天员在太空一共进行了22次舱外活动,是历来太空行走次数最多的一年。在这二十多次的出舱活动中,并非一帆风顺。
俄罗斯“进步M-58”飞船上天后与国际空间站进行对接,但在对接过程中却有些不顺利,飞船外面的一个负责对接定位的天线完成任务后,没有收拢回来,还在收拢过程中顶在了空间站对接舱门外的扶手上。
在地面指挥中心尝试用遥控手段来修复无果后,俄罗斯方面决定由航天员走出空间站,进行一次计划外的太空行走来解决问题。
就在修复过程中,突然,出舱的飞机工程师秋林的航天服开始报警,负责调节舱外服温度的升华器出现了故障,工作状态失去稳定,航天服内部温度升高,秋林头部的面罩渐渐被水汽所覆盖。幸而两位航天员经历过多次出舱行走,经验丰富,在很快完成任务之后及时返回了舱内。
同年,美国“奋进”号航天员马斯特拉夫基奥和安德森出舱执行任务,对空间站上的设备重新进行布局和修补试验。在作业过程进行到一多半时,马斯特拉夫基奥突然发现自己的舱外服有问题。他赶紧通过无线电报告说:“手套情况良好。但上面有一个小洞。我也不知道是什么原因造成的。”
这个手套上的小洞让航天员担心,也让地面上的美国航天局官员同样担心。为了安全起见,美国航天局命令两位航天员提前结束太空行走任务,返回气闸舱。原定的修补试验任务因此未能完成。
一名航天员于11月9日出舱进行训练时,又是身上的舱外服出了问题。他出去不久,就嗅出航天服内有一股烟味,这次训练随即中断,应急返回。当时分析的结果是,舱外服内部的生命维持装置可能发生了一些故障。这是极其危险的,因为舱外服里边充满了氧气,一旦遇火就很可能引发爆炸。
航天服被刺破撕裂
历史上的出舱行走同样不乏惊险的案例。
1977年9月29日,苏联发射了“礼炮六号”空间站,除接待“联盟号”载人飞船外,还可与“进步号”货运飞船对接,用以补给各种生活必需品。
航天员身穿的是当时比较初级的“奥兰-D”舱外服,由于服装活动xing能较差,服装内的气密层强度也不够,先是被舱体上的凸起部分所刺破,后来又因为转动中受到牵扯而被撕裂。所幸的是,苏联这种舱外服采用的是双套气密层,当外气密层受到损伤时,备用的内气密层就可以起而代之,然后迅速采取措施,回避危险。
而美国的舱外服就没有备用的气密层,他们的航天员也曾遇到过险情。有一次航天员出舱活动时,舱外服手套被无意中刺破,气密层氧压逐渐下降,多亏及时抢救,才幸免于难。
前有车,后有辙,鉴于俄美所经历过的经验教训,中国在自己研制飞天舱外服时,也采用了双套气密层,并且特别注意了材料的强度。此外,为了防止出舱活动时刺破损伤舱外服,神七飞船在制造过程中,就必须尽量避免舱体各个部位有尖锐突出部分呈现。
航天服压力异常下降
有些危险既不是太空环境因素所造成的,也不是航天服本身有什么故障,而仅仅是由于航天员自己无意间触动了某个部位。
1987年2月6日,苏联航天员尤·弗·罗曼年科和阿·拉维金首次乘坐“联盟TM-2”新型飞船进驻“和平号”轨道站。4月11日,他俩走出舱外,协助完成“量子-1”天体物理实验舱与“和平”号的对接。按计划,他们要在舱外停留几个小时,但仅过了10分钟,舱内的航天员和地面指挥中心就发现,拉维金的舱外服出了问题,服装压力表突然快速下降,但又没有什么明显的异常原因。
这是致命的。舱外服如果不能维持正常设定的压力环境,航天员就无法生存。
紧急关头,舱内的航天员和地面指挥中心迅速判断,故障的原因可能只有一个,即舱外航天服的气密层出了问题,导致漏气。这其实是一个误判。
罗曼年科是一位富于经验的航天员,他十分沉着,仔细观察发现拉维金胸前的环境压力调节器不太对头,原来是拉维金在做出舱动作时,不小心自己碰到了开关,启动了调节器异常工作。
在迅速纠正后,舱外服压力很快恢复正常,拉维金得以脱离危险,并且完成了预定操作任务。
当然,载人航天绝不允许有任何隐患存在。事后,工程专家们对造成这一危险情况的原因进行了更深入的分析,认定这一型号的舱外服在设计上存在明显缺陷,随之即在后来的航天服制造时做了相应的改进,防止航天员在无意中触动任何危及安全的机关,保证了今后不会再发生类似事故。
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