中国太空“第一步”

　　相对于之前的“神六”，“神七”将实现太空行走，最大的挑战是提供可靠的舱外航天服和气闸舱

　　★本刊记者/蔡如鹏

　　9月20日，酒泉卫星发射中心。

　　神舟七号飞船端坐在70米高的长征二号F运载火箭上，沿着一条1500米长的无缝铁轨，经过1小时零5分的垂直移动，顺利转运至发射架下，等待最后的发射。

　　据中国载人航天工程新闻发言人早前宣布，神舟七号载人航天飞行将于9月25日至30日择机实施，届时，将有3名航天员组成飞行乘组。其中一人将走出飞船，成为中国太空行走第一人。

　　一位知情的航天专家告诉《中国新闻周刊》，由于要进行出舱活动，神舟七号的技术难度和风险性要比此前的飞行大很多，无论是技术攻关、产品研制、航天员训练，还是任务组织指挥，都面临前所未有的挑战。

　　中国载人航天工程火箭系统顾问组组长黄春平透露，发射首选时间定于9月25日晚9点10分。太空行走预计在2 6日或27日的下午或晚上进行，随后飞船将于28日返回地面。

　　没有路的行走

　　航天员将在神舟七号附近进行40分钟的太空行走,“一手拉着舱外的扶手，一手进行操作”

　　《国际太空》杂志副主编庞之浩告诉《中国新闻周刊》，太空虽然浩瀚美丽，但不具备人类生存所必需的条件，到处潜伏着致命的危险。这些危险包括高真空、缺氧、极度的温差变化、可怕的宇宙辐射和随时光顾的微流星以及空间垃圾。

　　1971年6月30日，前苏联“联盟”11号飞船返回地球时，返回舱一个与外界连通的压力阀门被震开，空气迅速漏光。舱内三名航天员暴露在真空中，急性缺氧，液体沸腾(液体的沸点随着气压的降低而下降，真空可导致液体迅速沸腾、汽化)，在几十秒内停止了呼吸。

　　为了确保首次太空行走的成功，中国不仅做了精心准备，而且将发射时间推迟了将近一年。

　　2005年神舟六号成功完成载人飞行返回，中国载人航天工程办公室主任唐贤明曾对外界宣布，“2007年我们要实现航天员出舱，在太空行走”。

　　此后不久，当时的国防科工委(现国防科工局)主任张云川在向决策层汇报进展时表示，从技术方面考虑，2007年11月就可具备发射飞行的条件。但国务院高层批示，“不抢时间，各方面的工作要做细做好”。发射时间因此推迟至次年三四月间。

　　“到了2008年4月，由于其他方面的原因，包括环境因素，再次推迟半年。”一位知情人说。

　　尽管做了周密的准备，但并不意味着到时的太空行走会变得轻松。

　　太空中没有路。庞之浩说，航天员移动身体更多的是靠手，而不是脚。因此，把出舱活动称为“太空行走”或“太空漫步”并不准确。

　　在太空中活动也不像看上去那样轻松自如。有一次，美国航天员戈登,打算走出“双子星座”飞船，将一根绳索系在飞船顶端。由于没有手脚固定装置，戈登半天也没完成任务。最后，他不得不“骑”在飞船上，用腿来固定身体，被舱内的指令长戏称为“骑飞船的牛仔”。

　　戈登后来回忆说：“这是一个非常简单的操作，我在地面进行过多次训练，最多30秒就能完成，但在太空行走中竟然花了30分钟。我知道太空作业比地面要困难得多，但没想到会如此困难。”

　　“这是因为在太空行走没有着力点，体力消耗很大，而且没有任何办法减少这种体力消耗。”庞之浩说。

　　据悉，航天员将在神舟七号附近进行40分钟的太空行走。中国载人航天工程飞船系统原总设计师戚发轫说，出舱后，航天员将“一手拉着舱外的扶手，一手进行操作”，取回事先放在舱外的科学实验装置。届时，飞船还将释放一颗小卫星，同步传回航天员在舱外活动的画面。

　　一套衣服一艘船

　　“舱外航天服是最难的一个，它的研制进度决定了发射时间”

　　美国人在登月之前，曾搞了一个双子星座计划积累经验。这项计划前后共进行了5次太空行走，为阿波罗航天员最终在月球上行走提供了宝贵的经验。其中，最重要的一条就是“要确保太空行走的安全，最好的手段是提供可靠的舱外航天服” 。

　　庞之浩对《中国新闻周刊》说，舱外航天服就像一艘五脏俱全、功能完备的“柔性小飞船”，不仅可以把航天员与太空的恶劣环境隔开，防止强辐射、微流星和空间碎片对航天员的伤害，还能提供一个确保航天员生命安全的生存环境。

　　舱外航天服的气压调节是关键，不能出现一丝漏气，否则将危及航天员的生命。庞之浩，即使俄美在实现太空行走40多年后的今天，他们的舱外航天服仍时常出现问题。

　　美国航天员塞尔南一次执行太空行走任务，用力过猛，导致舱外航天服的背部外层破裂，他的后背很快就被强烈的太阳光灼伤。最后，塞尔南不得不在另一名航天员的帮助下才得以返回舱内。

　　2007年，美国“奋进”号航天飞机的两名航天员在舱外作业，其中一人发现自己左手手套出现一个小洞。虽然没有穿透到里层，但地面人员还是要求他返回密闭舱。这名航天员不得不提前两小时结束他的太空行走。

　　一位航天专家告诉《中国新闻周刊》，在神舟七号需要攻克的难关中，“舱外航天服是最难的一个，它的研制进度决定了发射时间”。

　　中国载人航天工程新闻发言人近日对媒体说，中国自主研制的舱外航天服，已经过专家严格评审，各项技术指标完全满足神舟七号飞行任务需要。这位发言人还透露，舱外航天服每套总重量约120公斤，造价3000万元人民币左右。

　　据《中国新闻周刊》了解，尽管中国自主研制的舱外航天服已通过评审，但为了航天员的安全，仍向俄罗斯购买了一套舱外航天服。最终选哪套出舱，还要根据最后性能对比的结果决定。如不出意外，神舟七号航天员将穿着“中国制造”的航天服出舱，完成具有历史意义的太空行走。

　　根据航天员出舱时是否系带，太空行走可分为“脐带”式和“自主”式两种。

　　“脐带”式行走是用一条系带把航天员与航天器像婴儿与母体一样连接起来，航天员在舱外活动时所需的氧气、压力、电源和通讯等生命保障系统都由这条“脐带”提供。

　　这种方式简单、安全，技术容易实现，但缺点是受“脐带”长度的限制，航天员只能在航天器附近活动，太远容易出现“脐带”缠绕，使航天员像婴儿一样窒息死亡。

　　苏联在太空行走第一人列昂诺夫出舱以后，美国从“阿波罗”飞行开始，航天员在太空行走时都不再使用“脐带”式，而采用“自主”式，即航天员在太空行走时使用一种外形像一个大背包的便携式生命保障系统。

　　1984年，美国航天员布鲁斯·麦克坎德利斯二世背着喷气式发动机，完全脱离“挑战者”号航天飞机进入太空。

　　麦克坎德利斯二世背上的喷气式发动机看上去更像是一把椅子，也有人称它为“太空摩托”。它属于载人机动装置，能够为航天员移动提供动力，并可控制移动的方向和速度。

　　“自主”式行扩大了航天员的活动半径，使他们可以到远离航天器100米的空间活动。但这也增加了危险，一旦发生事故，航天员可能就再也回不来。

　　据《中国新闻周刊》了解，神舟七号航天员将采用“自主”式太空行走，不需要“脐带”为航天员提供保障。但为了安全，仍会在航天员与飞船之间系一根安全绳。

　　穿越生死之门

　　开关舱门这项看似简单的活动步骤却多达几十项

　　航天员进行太空行走时，最麻烦的事要算进出气闸舱了。一般没有两三个小时，根本没法通过，即便只是出去几分钟。那么，气闸舱有什么用呢？

　　气闸舱又叫气压过渡舱，它像一道位于飞船与太空之间的闸门，既可阻断两边气体的自由流通，又可让航天员进出。

　　航天员出舱时必须要打开舱门，如果舱门直接面对太空，两边巨大的压力差，不仅会使舱内的空气立刻泄漏掉，而且还会让航天员像炮弹一样冲出去，非常危险。

　　庞之浩说，目前经常执行太空行走任务的国际空间站和航天飞机，均设置有专用的气闸舱。据《中国新闻周刊》了解，神舟七号的气闸舱并不是专门添加的，而由此前的轨道舱改造而成，改造后的轨道舱有两扇舱门，内侧的与返回舱相连，外侧的通向太空。

　　神舟七号航天员出舱时，两名航天员首先由返回舱进入气闸舱，然后关闭气闸舱内侧的舱门，接着在气闸舱内穿好舱外航天服；给气闸舱逐步泄压，并吸氧排氮；直至真空状态——与太空中一致；最后，再打开气闸外侧的舱门，一名航天员出舱，进行太空行走，另一名航天员则留在气闸舱内协助。

　　返回时，则正好相反。整个过程如同船舶通过江河上的水闸。

　　气闸舱的另一个作用是航天员在出舱前，要坐在这里吸一两个小时的纯氧。这主要是为了预防减压病。

　　舱外航天服尽管可以提供适当的大气压力，保障航天员的生命和工作需要，但如果压力过大，会使航天服僵硬，穿上后行动不便。因此，舱外航天服内的压力要比身体承受的正常压力低很多。

　　压力降低后，原来溶于人体组织和体液中的氮气就会析出，形成气泡(气体在液体中的溶解度随着压力的降低而减少)。这些气泡如果出现在皮肤，会像蚂蚁爬一样，瘙痒难忍；如在关节及其周围组织，会引起关节疼痛；如在肺小动脉或肺毛细血管，会引起咳嗽、呼吸困难；如在神经系统或血管内，则会导致死亡。这就是减压病。

　　因此，航天员在进行出舱活动时，必须吸足一两个小时的纯氧，把体内氮气的含量降到最低。

　　在太空飞行中，飞船的舱门被称为“生死之门”。如果关闭不牢，就有可能导致船毁人亡，历史上曾有过教训。因此，开关舱门对于神舟七号而言也是一个生死考验。

　　搭载神舟六号的航天员费俊龙曾介绍说，开关舱门这项看似简单的活动步骤却多达几十项。据了解，神舟七号的舱门已做过数百次试验，3名航天员也进行了训练，都可独立完成开关舱门的操作。

　　事实上，在进行太空行走的过程中，操作的步骤和程序极其重要。“神七”上的舱门密闭快速自动检测装置，也能随时监控舱门密闭状况。

　　为什么要冒着生命危险“步”入太空

　　中国发射神舟七号进行太空行走的最终目的，正是为建造自己的永久性空间站做准备

　　自从40多年前列昂诺夫走出飞船的那一刻起，人类迄今已进行100多次太空行走。

　　作为中国载人航天工程第二阶段的首次飞行，神舟七号此次升空的主要任务有三项：航天员出舱活动(即太空行走) 、进行空间材料科学实验和释放伴飞小卫星。

　　中国载人航天工程分三个阶段，即第一阶段将航天员送入太空并安全返回；第二阶段完成出舱活动、空间交会对接试验，发射空间实验室；第三阶段建造永久性空间站。

　　我们为什么要冒着生命危险步入太空呢？

　　事实上，在载人航天初期，人类自身对这个问题也不甚清楚。最大的初衷或许只是为了证明人类能够在宇宙真空中生存和工作。

　　20世纪70年代后期，随着苏联“礼炮号”“和平号”空间站的建成和美国航天飞机的使用。太空行走开始用于空间维修、布设卫星和进行空间试验。

　　尤其是搭载航天飞机的航天员，经常执行“放”卫星和“抓”卫星的任务。他们将有问题的卫星带回来，维修后再送回去。比如耗资25亿美元的“哈勃”望远镜，自1990年送入太空，一直故障不断，多亏了航天员出舱维修，才得以工作至今。

　　自从国际空间站计划实施后，太空行走又找到了新的用武之地——组装、对接这个庞大的空中城堡。今天，各国已经认识到，离开太空行走，空间站就无从建起。此次，中国发射神舟七号进行太空行走的最终目的，也正是为建造自己的永久性空间站做准备。

　　也有人批评说，完全可以让成本低廉又干得不错的机器人替代人类进行太空行走，为什么一定要提心吊胆地让人去冒险呢？

　　载人航天飞行的支持者争辩道，只有人类才具有柔韧的身体协调能力和灵活的头脑，能搞从太空行走中获得最大的收获。

　　最有说服力的论据,可能仍然是最初的动因——太空探索,归根结底是人类的梦想。

　　“神七”的载荷

　　★本刊记者/刘向晖

　　据中科院院士、“神七”飞船系统设计总顾问戚发轫介绍，相对于“神六”飞船上的2名宇航员和飞行5天，“神七”为3名和7天。

　　应对更大的有效载荷，就成为“神七”亮点之一。其中，两套出舱宇航服就占重将近200公斤。另外，“神七”准备足量甚至余量的航天员消耗品，包括食品、水、睡袋等。食品柜置于轨道舱中，按照每人每天2.5～3升的用水量，通过水箱和单独的软包装两种方式准备航天员用水。

　　在轨道舱内，3名航天员一天通过呼吸以及体表蒸发，共排出近3升水。因此，神舟七号提高了对水汽冷凝的能力，扩大了冷凝水箱，把所有裸露管线都贴上吸水材料，确保飞船湿度控制在人体正常日常生活所适宜的80%以下。同时，将轨道舱内温度保持在17～25摄氏度之间。

　　轨道舱，是3名航天员7天工作生活的最主要场所。“神七”放置更多适合航天员生活的必需品，如食品加热装置和餐具等。轨道舱中挂有一个睡袋，供3名航天员轮流休息用。失重状态下，人其实可以浮在空中睡觉，但考虑到人在地面养成的习惯，所以通过睡袋人为地制造一种“床”的感觉，否则航天员睡觉时可能会产生坠入万丈深渊的幻觉。

　　轨道舱中还有一个专门的清洁用品柜，航天员可以用里面的湿巾等物品进行清洁。