“神六”航天員生存環境揭密
 
 
  來源:      日期:2005-10-11 18:19

 


   1月20日,中國國防科工委有關部門負責人對外宣布:中國“神舟六號”飛船將于今秋九十月間升空,航天員並有將進行太空行走。至此,舉世矚目的“神舟六號”飛船發射工作開始進入最後的衝刺階段。浩渺蒼穹,再次凝聚起億萬華夏兒女向往、探索的心。《解放軍報》今日刊載文章稱,然而有誰知道,就在這條飛天大道上卻處處荊棘叢生——太空中的微重力、高真空、高輻射、高低溫等特殊環境時時影響、威脅著航天員在太空的活動。航天員要想在太空中順利地進行科研工作,就必須在飛船內營造一處與地面環境相差無幾的“家”,這就是載人航天係統中的飛船環境控制與生命保障分係統。

  報道稱,擔任此次“神舟六號”飛船環境控制和生命保障係統研制這項光榮使命的,就是總裝航天醫學工程研究所環控生保技術研究室的科研人員,他們用自己的智慧與汗水為中國航天員開辟出一片通天路上的“生命綠洲”。

  高壓氧瓶:實驗與死神“比耐性”的角力

  在環境控制與生命保障係統里有一個關鍵件:高壓氧瓶。九天之上的高壓氧瓶與地面上的普通氧瓶可不能同日而語。它不僅必須具備能夠抵禦太空特殊環境的考驗,能夠經受超強外力的衝擊,而且體積要足夠小,重量更有嚴格控制。為了適應船艙內狹小空間的要求,航天員的氧瓶只有籃球大小,壁厚兩三毫米,但瓶內氣壓卻高達200個大氣壓。

  眾所周知,純氧是易燃易爆氣體,在氣瓶加工過程中,工藝稍有疏漏,甚至一個細小的毛刺都可能因受力不均導致爆炸。因此高壓氧瓶的實驗被看作是與死神角力的戰鬥。氧瓶上每一件產品在出廠前都要經過強度、氣密、疲勞等10多項實驗,僅力學環境實驗就有衝擊、振動、加速度3項,而光振動實驗又分正弦振動、隨機振動……

  此時保證產品能否過關的已不僅僅是智慧,還必須具有無畏的勇氣。

  羅江,1996年大學剛畢業就趕上了中國載人航天工程的實施。這是位平日不茍言笑的小夥子,三次參加飛船氣瓶實驗,每一次都是主動請纓。說起幾次實驗,他的語氣很平淡,但平淡的講述中卻令人感受到什麼叫驚心動魄。

  “一個氧瓶在21兆帕的高壓下,放在振動臺上,它的當量相當于5枚手榴彈。要是遇到哪怕一絲火星,後果都不堪設想!”

  “第一次實驗,我和芮嘉白還有一名已經退下來的老專家孫德凱一起去的,這種氣瓶孫德凱研究了幾十年,可以說是他一輩子的心血,所以他執意要去;走時,單位專門為我們借來了防彈衣、鋼盔,其實要真的有事,這些裝備根本不管用,只是心里感覺好一點。出發前,跟家里把該留的話留了。”

  “實驗如臨大敵,前面是裝氧瓶的車,後面就是專用的救護車。瓶到哪里,車就跟在哪里。我們搬運氣瓶,小心翼翼。直到今天,我仍然回憶不起來那時的感受,大腦里好像出現盲區了吧!因為氣瓶就在我們身邊,稍有不慎,就會爆炸。”

  “最危險的一次,是在2000年元旦,氣瓶外面的連接管路開裂,里面的高壓氧瞬時外泄,周圍頓時一片白霧……好在險情排除的快!”

  “要說怕,有時也真怕。雖然國外類似實驗設計人員是不參與的。但我覺得對自己研制的產品有信心。”

  “怎麼也忘不掉‘老航天’——副總質量師曹宏年,他參加了第二次實驗,在實驗現場工作的時候,他就病了,可他一直堅持。直到回北京,一檢查是癌症晚期,幾個月後就去世了,才50多歲呀!”


  一氧化碳濾除:營造一片綠色的天

   研究室的科研人員至今還記得,在採集和分析“神舟三號”飛船返回艙內的氣體參數時,曾發現艙內殘留有部分一氧化碳。它就像一顆定時炸彈,如不及時排除,一旦被航天員吸入體內,輕則引起昏迷,重則導致死亡。

  中國載人航天工程指揮部明確指示,不僅要從源頭上減少一氧化碳釋放,還要研制一套一氧化碳濾除裝置,以確保航天員的安全。

  這時已是2002年的初秋。距離正式飛船飛行時間尚不足一年。按照常規,上天產品從模樣、初樣到正樣產品,合格後參加飛行試驗最少也要6年時間,而這次只有6個月。

  一個4人攻堅項目組迅速成立。化學專業出身的余青霓、趙成堅臨危受命,承擔催化劑的研制。不少好心人提醒余青霓:“你可要小心,催化劑可不是好玩的,它變化無常,一點條件達不到,不但會把你折騰個翻江倒海,一氧化碳的濾除也會成泡影。”

  余青霓深知責任與使命的重大與莊嚴。她帶領課題組幾番北上南下,深入各地調研,通過認真研究分析,她們提出了科學可行的方案。幾經周折,小樣實驗終于成功出爐了。

      然而令人意想不到的是,在隨後的一次匯報實驗中,出口的一氧化碳濃度大大超標。

  意外使當時在場的每個人一下子懵了。實驗的不穩定說明還沒有找到消除一氧化碳的正確方法。擦幹眼淚,余青霓和她的同事們開始分析、排查原因,終于發現事故的元兇是由于活性碳導致催化劑失效引起的。

  當活性碳重新配方後,裝置出口的一氧化碳濃度減少到七八個PPM,遠遠超出了技術要求設定的指標60PPM。

  可是董欽堯、余青霓面對這個小“尾巴”橫看豎看,心里怎麼也踏實不下來,幾經琢磨,他們在原有裝置上多次改進,一個小小的乳膠套的巧妙應用解開了困擾多日的結,裝置終于實現了一氧化碳“零出口”。
  空氣再生器研發:22次失敗後的勝利

  空氣再生器反應藥盤,是飛船重要的應急產品。一旦艙門在返回時出現故障打不開,在空氣缺乏的狀況下,它就成為航天員生命之源:產生氧氣,吸收二氧化碳。別小看這僅僅不到10斤的金屬桶,它可維持兩個航天員近一天的生存空氣。

  然而研制它卻經歷了意想不到的周折。由于藥盤成分、密度、成形工藝、使用條件等等不同,極易發生二氧化碳吸收不足、在航天環境下震碎和藥物成分過量吸水等情況,最終導致空氣再生失效。

  起初科研人員有17次實驗都是在一處“豬公館”的地方進行的,那是由一處廢棄的豬圈改造而成的簡易實驗室,多年來被科研人員稱為環控生保的“功勳實驗室”。就是這個實驗室冬天像冰窟,夏天像蒸籠。做一次實驗從準備、解剖、分析共4天,需要24小時連軸幹。個中滋味只有科研人員體會最真切。為了考驗產品性能是否可靠,李英斌、黃志德把自己“放”進實驗密閉艙,兩個大小夥子愣是在僅能蜷在座椅上的狹小空間里呆了一天一夜。

  在某次模擬實驗中,由于使用環境改變,艙內濕度竟達到飽和濕度,比原先提出的數據要求有很大出入,從而導致藥物過量吸水提前失效。那次試驗回來,李英斌心情最沉重。在對產品進行了解剖和認真的分析後,他們再次出擊,反復試驗,在產品結構等方面進行了改進設計。第23次實驗終于傳來了勝利的消息。

  對于這個歷經艱辛終于降生的“嬰兒”,李英斌充滿了信心:“空氣再生器反應藥盤屬于應急救生產品,我當然不希望它被使用。但是,真的用上了,它一定不會令航天員失望!”

 
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