神舟七号专题解读

神舟七号专题
翟志刚刘伯明景海鹏
新航天服价值1.6亿。

新航天服是“神七”的一大突破，制造出来的新航天服不但适合太空行走，还非常舒服，具有防微流星、真空隔热屏蔽、气密、保压、通风、调温等多种功能。

据说每套太空服的造价高达1.6亿元人民币，可称得上是地球上最贵的衣服了。

太空行走就是出舱活动。

太空行走是一种通俗的叫法，科学术语应该是“出舱活动”，其定义是：航天员穿着出舱活动航天服，离开飞船、航天飞机或空间站，进入宇宙空间（包括在月面上或是在火星上），完成指派的各种任务的过程。

太空行走并不像人们在马路上遛弯或在公园里散步，它其实并不是“走”。

因为太空一无所有，既无人行道，又没有马路，因此无处可走；而且太空是失重状态，航天员的身体飘浮在太空中，也无法行走。

航天员在失重状态下移动身体，一般是用手，而不是用脚。

为了方便航天员的行动，工程设计人员在航天飞机或空间站的里外都安装了一些扶手，航天员用手握住一个一个扶手来回移动身体。

如果是在太空，远离航天飞机或空间站，航天员要行动时则需用一种特殊的机动装置，来推动自己的身体。

在失重状态下也无所谓上下左右，航天员只要握住扶手，无论是头朝上直立着，或是头朝下倒立着，或是身体横躺着，都可以“行走”。

因此“太空行走”的说法虽然形象生动，但并不确切，容易引起误导。

酒泉卫星发射中心位于甘肃省，是中国最早的运载火箭发射基地，中国的第一颗人造卫星即由此发射上天。

从60年代到现在，成功发射了许多不同用途的火箭和卫星，数量之多，居中国三大航天中心的首位。

进入轨道舱
第27圈，两名航天员进入轨道舱（另一人留在返回舱），关闭返回舱舱门。

·穿舱外航天服
第28圈，两名航天员进入轨道舱后，互相协助穿好航天服，同时充分吸氧。

经测试后，开始排空舱内和航天服中的氮气，形成纯氧环境。

·泄压开门
出舱时，先将轨道舱泄压到2KPa，与飞船外的真空状态保持一致，两名航天员合作打开舱门。

·“飞天”
航天员穿国产舱外航天服并携带电脐带，电脐带为舱舱外航天服提供电和有线通信出舱。

·活动
航天员借助舱外活动扶手、栓系固定装置等沿轨道舱外壁I象限向前端框移动，到达后返回，向轨道舱外壁IV象限移动，并取回固体润滑材料试验样品。

·科学实验
航天员放飞一颗小卫星。

伴星用CCD立体相机近距离为神七拍照
·回舱
航天员回到轨道舱后，关闭舱门。

·复压
航天员进行舱外航天服漏检，合格后轨道舱开始复压到40KPa，增压至80KPa后，轨道舱复压到91KPa正常压力。

·脱舱外航天服
第30圈，航天员脱掉舱外航天服。

·5个气囊
航天员从舱外回到轨道舱后，5个复压气瓶用于恢复舱内的气压用。

泄复压技术是“神七”研制人员攻关
13.航天员太空行走为什么要穿舱外航天服？舱外航天服与舱内航天服有何不同？
航天员在太空中行走，由于太空环境非常恶劣，不仅有高真空、缺氧、极度的温度变化和可怕的宇宙辐射，而且还有太空垃圾、微陨石和微陨尘，所有这些都可能危及航天员的身体健康和生命安全。

人们在地面上生活，由于有大气层的保护作用，才能幸免遭到这些恶劣环境因素的危害。

航天员离开地球，乘坐载人飞船或航天飞机进入太空，也不会遭到这些恶劣环境因素的危害。

这是因为飞船、航天飞机和空间站内有环境控制与生命保障系统，不仅提供了正常的大气压力、充足的氧气、适当的温度和湿度，而且还能防止宇宙辐射、太空垃圾、微陨石和微陨尘的危害。

但是航天员一旦离开飞船、航天飞机或空间站，走出加压舱进入空旷的太空，靠什
么来防护航天员？只有依靠舱外航天服。

如果没有舱外航天服的防护作用，进入太空的航天员可能一分钟也活不成。

舱外航天服的作用就是维护航天员在太空行走时的生命安全。

具体地说就是向航天员提供氧气、保持大气压力、排除二氧化碳、维持舒适的温度和防止宇宙辐射的危害。

除此之外，航天服还保证航天员在太空能顺利完成各种任务，因为穿上航天服航天员在太空行走时能看得清楚、能与地面控制中心或其他航天员进行通话联系、在航天飞机或空间站周围能随意行走和活动。

总之，航天员在太空行走时，舱外航天服就相当于一艘贴身的小型飞船。

航天员在太空行走需要穿舱外航天服，航天员不出舱在加压舱内，有时也需要穿航天服，这种航天服称为舱内航天服，在美国则称为防护救生服。

因为这种服装是在航天飞机发射和返回着陆时穿的。

舱内航天服主要功用是在座舱减压和氧气丧失时，能提供压力和氧气；跳伞落入冷水中能防寒；长期失重导致血液在下肢郁积时，能防止立位耐力下降；在飞行中或着陆后遇到空气污染时，能防止吸入有毒气体。

这种服装属于部分加压服，压力由加压气囊提供，但不是对全身加压，而只是对身体部分加压。

当飞船或航天飞机正常返回着陆时，由地面专门的技术人员帮助航天员脱掉舱内航天服，离开飞船或航天飞机。

但是在应急着陆的情况下，航天员必须穿着舱内航天服爬下航天飞机并尽快步行到离航天飞机380米远的地方。

为了防止吸入有毒气体，头盔面窗还必须关闭。

舱外航天服和身穿它的航天员正在进行太空行走
14.早期的舱外航天服为什么使用脐带式软管？航天员太空行走时为什么背上都要背
着一个大背包？
苏联航天员列昂诺夫和美国双子星座航天员在出舱时穿的航天服都没有背包，而是带着一根很长的脐带式软管。

这种脐带式软管的作用主要是向航天员提供氧气，此外还提供电、通信联络和生物遥测信息。

这种软管还有一个重要作用就是作为安全带，保证航天员不会飘离飞船、航天飞机或空间站。

双子星座航天员太空行走穿着的带有脐带试软管的舱外航天服
美国双子星座航天员出舱时，带着一根长7.62米的脐带式软管，软管里面有一根长8.22米的氧气管，此外还有一根长7.22米的安全绳索。

为什么在同一根管子里面氧气管要比安全绳索长1.0米？因为安全绳索有两个作用：其一是对航天员起安全防护作用，防止航天员飘离飞船；其二是保护氧气软管，防止软管由于航天员用力过度被拉断。

这条安全绳索最大能承受45千克的拉力。

另外，阿波罗航天员在飞船指令舱和登月舱内也是用脐带式软管，不用背包生命保障系统。

这是因为指令舱没有气闸舱，当其他两名航天员打开舱门出舱和转移到登月舱时，留在指令舱内的一名航天员也是处在宇宙真空之中，他必需靠脐带式软管提供氧气，而航天员在登月舱内时，两名航天员也是靠脐带式软管提供氧气。

脐带式软管中有3条是氧气管，其中2条每一根长1.8米，直径0.03米，重2.4千克，用于将服装与指令舱相连接；还有一条长3.0米，直径0.03米，重3.7千克，这一条是用来将服装与登月舱连接。

通讯管线中有
2条，每一根长1.85米，直径0.01米，重1.13千克；还有2条每一根长3.0米，直径0.01米，重1.58千克。

苏联是在列昂诺夫出舱以后，美国是从阿波罗飞行开始，航天员在太空行走时不再使用脐带式软管，而是使用便携式生命保证系统。

这种便携式生命保证系统的外形就像一个大背包，航天员在太空行走时除了身穿舱外航天服以外，还要背上这种生保系统大背包。

便携式生命保证系统的主要作用是向航天员提供氧气、控制服装内的压力、温度、湿度和防止太阳辐射和太空极度环境温度对人体的伤害。

15.一套完整的舱外航天服由多少部件组成？有多重？有多大？舱外航天服的服装有
多少层？一套服装有多贵？
不同型号的舱外航天服结构和组成不同。

我们这里以美国航天飞机舱外航天服为例来说明服装的结构和组成部分。

航天飞机舱外航天服又称为“舱外机动装备”，主要组成部件有16项，包括主生命保障系统、第二氧气瓶、显示控制盒、生理测量系统、脐带式软管、服装内大气污染控制盒、服装的上身和下身、服装上肢、手套、头盔、尿收集袋、头盔上的遮阳板、饮水袋、通讯装置和气闸舱内服装固定装置等。

这种舱外航天服全套重127千克，体积为0.125至0.153立方米，服装内为0.29个大气压。

一套航天飞机舱外航天服价值1200万美元。

一套完整的航天飞机舱外航天服由以下部件组成：
（1）服装：由14层组成：最里层是用尼龙经编织物制成的液冷通风服衬里；衬里外是液冷通风服；液冷通风服外是加压气密层，用涂氨基甲酸乙酯的尼龙制成；然后是限制层，限制加压气密层向外膨胀，用一种称为“大可纶”的聚酯纤维制成；加压气密限制服的外面是防热防微陨尘服，由8层组成，其中最里层是涂氯丁橡胶的防裂尼龙，其余7层是用涂铝的聚酯薄膜制成；最外一层是外套，也起防热防微陨尘作用，用正原纤维制成。

航天员在练习穿舱外航天服和身穿航天服站在脚限制器上的航天员
航天飞机航天服是按上半身、下半身和手臂分开裁剪缝制的。

上半身还有一个硬质玻璃纤维壳，是服装的支架，可支持主生命保障系统、服装的显示与控制盒、手臂、头盔、服装饮水袋、太空行走电气连接装具以及腰部密封环。

下半身包括裤子、靴和腰部连接环。

下半身在腰部还装有轴承，可保证身体的旋转和活动。

（2）服装上肢：包括肩关节、上臂及手肘关节的轴承，有连接圈与服装上半身的玻璃纤维硬壳相连，航天员可多轴转动手臂。

手臂有不同尺寸，因此能适合不同身材的航天员穿用。

（3）手套：有腕关节的轴承，由连接圈与服装手臂相连，使转动更方便。

手套的手指由橡胶材料制成，便于航天员抓拿物品。

手套内衬用化学纤维制成，可使航天员穿戴舒适。

（4）头盔：是由透明防撞的工程塑料制成，由连接圈与服装上半身相连，但并不会随航天员头部而转动。

氧气先由航天员的后脑勺通过，再经过头顶，最后到达航天员面前。

当需要使用紧急供氧时，头盔的一个净化阀门会打开，除去头盔内的二氧化碳。

航天员在出舱前，头盔面窗的内部要喷上防雾剂。

（5）头盔面窗组件：连接头盔，并由以下物品组成：金属护目镜、透明防撞罩以及用来阻挡阳光的遮阳板。

舱外航天服的航天靴
（6）主生保系统：位于服装背包内，包括主氧气瓶（容纳0.54千克氧气、以518大气压力储存）、二氧化碳过滤器、冷却水（4.6千克）、无线电装置、电池、风扇和警报装置。

氧气经航天员的后脑勺流进服装内、再从腿部及手肘的位置流出。

在主生保系统中，空气先经活性炭盒除去部分臭气，再进入过滤二氧化碳的装置。

随后空气经过一个风扇，通过一个纯化器除去水蒸气。

空气的气温维持在摄氏12.8度。

该系统可提供长达7小时的氧气供应及二氧化碳的清除。

（7）第二氧气瓶：为应急供氧装置，由两个氧气瓶组成（装有1.2千克、压力为408大气压力的氧气）。

当服装内的氧气压力低于0.23大气压力时，该装置便会自动地启用。

这些氧气可供呼吸30分钟，以保障航天员返回气闸舱。

（8）显示及控制组件：安装在服装的胸前，组件包括开关、计量器、阀门和液晶显示器。

这套组件一般情况下航天员能看到，如果不能看到，则需要借助于镶嵌在衣服手臂上的一面小镜子。

航天员身穿带有便携式生命保障系统的舱外航天服进行太空行走
（9）脐带式软管：软管内有水管、电线和氧气管，可向航天员提供水、电力及氧气。

脐带式软管只在气闸舱内使用，目的是节约服装生保系统的资源，航天员完全离开气闸舱后即被断开。

（10）气闸舱挂衣架：是一个被镶嵌在气闸舱壁上的框架，当航天员穿舱外航天服时，先将航天服固定在衣架上，然后从下往上钻进去。

（11）头盔照明和摄像组件：由四个照明灯和一台摄像机组成，用以帮助航天员及地面控制中心人员在黑暗中看清物体。

（12）装在服装袖套上的小镜子和小手册：帮助航天员察看数据和提示航天员工作程序。

（13）通讯与生理测量装置：提供通讯及生物遥测的连接，生物遥测用于监测航天员在太空行走过程中的生理状况，如呼吸、心率和体温。

（14）头盔通讯帽组件：直接戴在航天员的头上，外面再戴头盔，此组件包括供通讯用的麦克风和耳机等。

（15）尿收集装置：收集航天员尿的装置。

（16）饮水袋：提供饮用水给正在太空行走的航天员。

舱外航天服内的饮水袋
16.穿着舱外航天服的航天员如何饮水和进食？
航天服内装有饮水袋，专供太空行走的航天员饮用。

饮水袋由聚胺脂橡胶制成，袋子上装有进水阀、饮水阀和饮水管，用尼龙搭链将饮水袋贴附在服装上身的里面。

饮水管穿过服装颈部进入头盔，直到航天员嘴巴的右下角。

饮水管顶端装有一个饮水阀，航天员只要用嘴一吸阀门，水就流进嘴中。

饮水袋内可装1.9千克的饮用水。

另外，在饮水管的旁边还有一个放置食物棒的长孔，航天员需要进食时，只要一伸嘴即可吃到美味可口的棒状食品。

神七五大改进飞船中的战斗机与“神六”相比，“神七”的所有重点都放在实现首次太空行走。

所以，和“神六”相比，“神七”有5大不同。

第一大不同：飞船有效载荷增加，火箭的推力将加大
与“神六”相比，“神七”飞船的有效载荷将会有所增加。

“神七”会上3名航天员，还要携带舱外航天服和7天太空生活所需的物品，所以上去的时候要携带300公斤的东西，回来的时候可以带100公斤的东西。

飞船的重量比起“神六”来说要增加很多。

光舱外航天服的地面重量就达125公斤。

另外，“神七”的外观与“神六”有所不同，由于“神七”会上3名航天员，在天上待7天。

虽然‘神六’设计上可以能够搭载3个人，但是“神七”的3名航天员要完成各项任务，飞船的容量肯定将有所增加。

这就要求现有的运载火箭的推力满足“神七”要求。

第二大不同：“神七”轨道舱里将新添一个“夹层”
“神七”在轨道舱的设计上与“神六”相比有一些不同。

“神七”航天员将进入太空，因此“神七”轨道舱须设计一个“夹层”——“气闸舱”，航天员在出舱前先要“减压”，航天员从太空返回进入航天器后先要“升压”，其原理类似潜水员进出正在深海中的潜艇。

因此，航天器上必须有一个设施具有“卸压”功能和恢复功能。

气闸舱将由两道门组成：航天员穿好舱外航天服把第一道门关上，后把第二道门打开，这样便能够保证原来的舱里的氧气和压力。

而回来的时候也一样，航天员必须分别经过这两道门。

俄罗斯的飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”；而美国的飞船也有类似设施，但他们没有把它专门做成一个“舱”，美国的飞船是“两舱结构”，只有指令舱和仪器舱，进出太空的这一设施直接就安装在指令舱里。

气闸舱位于返回舱的上方，与轨道舱连接。

航天员爬上“夹层”后，就会通知下面的航天员将“夹层”的门给严密地封闭上。

飞行员换上太空行走的航天服后，放掉“夹层”里的气体，打开舱门后，航天员就可以到轨道外面，进行太空行走了。

第三大不同：“神七”轨道舱将不会在轨“驻守”
和“神六”相比，“神七”飞船的一个显著不同在于飞船完成任务后，轨道舱将不会在轨“驻守”，而是和推进舱一样，在与返回舱分离的一刻坠入大气层。

此前，无论是“神六”还是“神五”，在航天员随返回舱回归之后，被分离的轨道舱仍会在轨运行半年左右的时间，期间将进行一些科学实验，并把有关实验数据持续传输到地面。

在此之后，轨道舱因动力耗尽，会类似“太空垃圾”那样在太空中游荡，渐渐被地球引力拉回到地面坠下。

“神七”的轨道舱之所以不再留在轨道，是因为研究人员将把“神七”的试验方向集中在保障航天员顺利出舱活动方面。

第四大不同：航天服要求适应太空行走要求
“神七”要执行的主要任务是实现我国首次太空行走。

3名航天员一个要出舱行走，一个在轨道舱迎接，返回舱还要留人。

航天员进行太空行走的目的，是为了维修、装卸、更换和回收航天器及航天器的外部设备。

“神七”将具备航天员太空行走的几项必备条件。

舱外航天服必须具有防微流星、真空隔热屏蔽、气密、保压、通风、调温等多种功能。

另外，舱外航天服的手套必须既密封又灵活，头盔也要既透明又密封。

航天服后背的位置会有一个背袋，里面除了氧气瓶、一些工具外，还会有一个燃料助推器，他的主要作用是使航天员可以借此控制行走方向。

为了不让航天员飘走，航天服上还有一个称作脐带的特制绳子，专门将航天员与轨道舱接在一起。

而且，“神七”航天员的宇航服上还将配有一块特制的银蓄电池。

当航天员进行舱外活动时，它就开始源源不断地输出能量，待电时间将比原来提高2到3倍。

第五大不同：航天员像开战斗机一样驾“神七”
“神六”在太空飞行期间，费俊龙和聂海胜两名航天员先后进行开关舱门、穿脱压力服、穿舱、抽取冷凝水四大项“在轨干扰力”实验。

结果表明，航天员较大幅度动作对飞船姿态影响微小，飞船姿态保持良好。

费俊龙甚至还在飞船上连续做了4个前滚翻。

据说，这是航天员自己在游戏，不是事先安排的。

此次空间飞行结果表明，从刚升空到准备返回，费俊龙和聂海胜任何时间都能正确发出指令、准确控制各种设备，舱门开关等动作较大的操作也能一次成功。

有了“神六”实验的基础，“神七”将安排航天员“像驾驶战斗机一样驾驶飞船”，这对于飞行员出身的中国航天员来说，简直是驾轻就熟的事情。

中广网酒泉9月24日消息据中国之声14：34报道，按计划，神舟飞船将从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场发射升空，运行在高度约343公里的近圆轨道。

首先亮点就是看发射。

发射大概持续十分多钟，整个的时间包括飞船入轨。

在飞行中，入轨以后，火箭和飞船分离，以及展开太阳翼，就标志着我们发射成功了。

[20:37]
[周晓飞]：第二，火箭中间要进行一次变轨，把运转点调到343公里的轨道。

这样，飞船进入一个圆形的轨道。

第三，当然就是航天员出舱了，大概就是29圈到30圈，进行出舱活动。

这也是这次任务的最主要的亮点。

因为我们神七任务最主要的就是出舱活动。

[20:38]
[周晓飞]：第四，航天员回到舱里以后，发射一个小卫星。

第五，到第三天，下午五点钟左右，飞船就进行返回了。

返回也是非常激动人心的。

如果航天员能够安全、健康的返回地面，这也说明我们这次任务划了一个圆满的句号。

大概的看点就是这些。

[20:39]
从返回舱里面，由两名航天员进入到气闸舱，在气闸舱完成舱外航天服的更换。

然后把航天服进行检测以后，开始气闸舱放气。

气到跟舱外差不多的时候，就可以把舱门打开。

这个过程有一点像潜水员出潜艇的程序。

因为返回舱和气闸舱开始的时候跟外面的真空是完全不
一样的。

[20:46]
[周晓飞]：人要从这个状态出到完全真空状态的时候，必须有一个过渡，不能直接出来。

因为返回舱还要保存空气，这两个舱之间有一个门，人进到这个里面以后，把门关上，穿航天服，然后做测试，泄压，泄以后，从这个里面出去。

航天员就完成了出舱命令，完成了出舱命令以后，再返回。

再做一个反过程，关好舱门，然后开始复压。

这个模型上有几个气
瓶，是进行复压的。

[20:47]
飞天航天服有什么样的特点？[20:54]
[周晓飞]：航天服不仅仅是一套衣服。

如果我们仅仅把它想成一套衣服就太简单了。

航天服是整个生命的维持系统。

它能够保证我们在太空安全的生存，然后重返飞船里面。

这套系统是很复杂的，因为它要抵御外太空各种各样的情况。

首先它是防弹的。

外面某一个空间垃圾或者是碎片，通常都是以低速度走的。

所以都是防弹的，我听说里面大概有14层防护层。

又能防辐射，又能防冷热遮蔽的，还能保证大气压的压力。

在太空中如果不能保证压力，人首先不是窒息，而是人身体就受不了了，没有几秒钟就没有生命了。

[20:55]
主持人]：有一个网友的提问，他说，我们听说这次在飞行过程中会释放一颗小卫星，有没有确切的报道？周秘书长能不能介绍一下？[21:10]
[周晓飞]：这个小卫星是固定在飞船外侧的。

我们可以看到在这个位置就是小卫星。

从航天员返回舱内以后，从舱内按按纽，把它弹射出去，主要靠里面的弹射把它分离出去。

然
后逐渐打开。

[21:11]
[主持人]：在这个过程中它会不会跟飞船再有相撞的危险？[21:11] [周晓飞]：应该不会，在空间做无动力飞行的时候，它获得一定的加速度以后，只会做距离越拉越大的飞行。

否则的话，航天员非常危险，这肯定是我们不愿意看到的。

这些数据都经过精心的测算，保证卫星跟飞船距离越拉越大。

飞行20个小时左右，两舱分离的时候，小卫星飞行速度200到300公里左右。

[21:12]
还有一位飞的网友提出问题，他说这个小卫星到底有多重？[21:13]
[周晓飞]：40公斤左右。

[21:13]
半躺在那里，是不是也是为了避免过载？[21:19]
[周晓飞]：对。

保护心脏。

航天员现在已经可以自由的活动了。

在一级分离前，手不能
活动，现在已经可以活动了。

[21:19]
第二节分离比第一节分离要轻松很多？[21;20]
[周晓飞]：同样的推力，但是里面的发动机液体变轻了。

[21:20]
北京时间25日21时10分许，中国第三艘载人飞船“神舟七号”在酒泉卫星发射中心发射场成功点火升空。

图为点火瞬间。

中新社发孙自法摄
“点火——”控制指挥徐文西迅速抬起右臂，果断地按下那颗大拇指大小的红色按钮。

1500米外的移动发射平台上，一股橘红色的火焰从长征二号F型火箭底部猛地喷射出来。

发射中心指控大厅内，灯火通明。

墙面上两块实时直播发射场景的巨大电子显示屏，瞬间被红黄色的烟雾填满。

1，2，3，4……足足4秒钟时间，火箭仍稳稳地坐在发射平台上。

等待，让人透不过气的等待。

480吨重的火箭，似乎压在每一个人的神经上。

这4秒的停滞，就如同跳水运动员在起跳前猛地将跳板踏下蓄势。

火箭底部喷出的几千摄氏度高温的烈焰，在几秒钟内就将导流槽中数百吨水变为蒸汽。

巨大的呼啸声骤然而至，长征二号F型火箭开始了它的第7次飞行，也开始了长征火箭家族的第109次飞行。

船箭分离后航天员感觉良好
就在飞船快要入轨的时候，看着大屏幕上不断跳跃的时间，郭忠来不由自主地喊出：“580、581、582……”这时，大厅内的人不约而同地跟他一起喊了起来。

第583秒，火箭以7.5公里／秒的速度，将飞船送到近地点200公里、远地点350公里的椭圆轨道入口。

而此时，火箭的燃料也消耗殆尽，即将以悲壮的方式与飞船告别。

这个过程，在短短不到10分钟时间内，翟志刚和他的两名战友体会到了从超重到失重的过程。

21时33分，载人航天工程总指挥常万全宣布：“神舟七号飞船已经进入预定轨道，发射取得成功！”
飞船运行第5圈实施变轨时，为保障航天员安全，航天员将离开轨道舱，在返回舱值守。