神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343公里的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。
由于此次飞行没有交会对接任务,神舟六号取消了用于这项功能的附加段,另外,飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件。
神舟六号的改进大致可以归纳为四个方面:
一、围绕两人多天飞行任务的改进。首先,准备了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,以前处于空置状态。按照每人每天一个半暖壶的用水量,通过水箱和单独的软包装两种方式准备了航天员用水。其次,提高了座舱的环境控制能力。一人一天呼出近一升水,神舟六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了吸水材料,确保飞船湿度控制在80%以下。舱内的氧气、温度和湿度都可自动感应并调节。
二、轨道舱功能使用方面的改进。放置了很多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,供两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错觉。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。大小便收集装置这次也是首次使用。
三、提高航天员安全性的改进。返回舱中航天员的坐椅设计了着陆缓冲功能,这是为了在反推火箭发生故障时依然能够保证航天员安全。神舟五号飞船里只有杨利伟乘坐的那个坐椅有着陆缓冲功能,并且有个小的缺陷,就是返回前坐椅提升后航天员难以看到舷窗外的情况。神舟六号对缓冲器进行了重新设计,并与整船结合进行了反复试验,从高塔、飞机上抛下的3次试验每次均获得了成功。返回舱与轨道舱之间的舱门,如果在返回时关闭不严,将威胁航天员安全。俄罗斯曾经有3名航天员因此而丧生。神舟六号科研人员研制成功了舱门密闭快速自动检测装置,并花费了数月时间研制出一种专用抹布,这种布不产生纤维、静电、异味,专门用来清洁舱门。
四、持续性改进。我国载人航天工程于1992年正式启动,至今已经过去了13年,飞船上最初使用的元器件和原材料有的已经不再生产,个别技术已经稍显落伍。神舟六号做了一些日常的持续性改进。比如神舟一号到五号上的“黑匣子”,是1994年研制的,存储容量只有10兆字节。现在的黑匣子不仅存储量比原来大了100倍,而且数据的写入和读出速度也提高了10倍以上。
“神舟”六号发射火箭总设计师刘竹生在接受本报记者采访时说,承担“神舟”六号飞船发射任务的“长征2号F”运载火箭各系统的生产制造工作已经全面展开。截至目前,发射火箭的各项生产均按计划稳步进行。
据刘竹生介绍,今年年底火箭系统的各项设备将“齐套”,明年年初将先后进行各系统的综合实验与匹配实验,如果工作进展顺利,发射“神舟”六号的火箭系统将在明年6、7月份出厂。
“神六”运载火箭总设计师刘竹生接受本报独家专访,细解火箭系统
继我国“神舟”五号首次载人飞行成功后,“神舟”六号航天工程已在紧张进行中。为把国人的“飞天梦想”推向又一全新的高度,“神舟”六号发射前各项准备工作已全面展开。作为飞船的“助力神”,“长征2号F”运载火箭将再担重任,送“神舟”六号上天入轨。“神五”和“神六”飞船的动力载体虽是同一型号火箭,但发射“神舟”六号的火箭系统却“另有文章”。昨天,火箭系统总设计师刘竹生接受了本报记者的独家专访,细解“神舟”六号火箭焦点。
焦点1 火箭交工时间 年底设备配置齐全
承担“神舟”六号发射的火箭系统总设计师刘竹生向记者透露了发射“神舟”六号的火箭系统准备工作的时间表。根据刘竹生的介绍,2004年年底,火箭系统的各项设备都要“按期交工”,各套仪器均要求配置齐全,为随后在明年年初进行的火箭系统综合实验做准备。刘竹生讲,综合实验阶段,火箭的每个组成部分都要进各自的实验室进行检测,目的是确保火箭整体达标,检测合格后各系统将“会师”,进行匹配实验。
焦点2 火箭应急能力 正在进行极限计算
运载火箭的“极限分析”是专门针对“神舟”六号飞船内一系列重大变化而进行的。刘竹生说:“首先,由于‘神舟’六号将实现多人多天飞行,人员和天数的增加带来食物、生存设备等其他质量的增加,这就要求火箭的运载能力必须提高,比如原‘神舟’五号的七八吨质量就有可能要变成8吨多。其次,如果航天员不止一个的话,飞行过程中出现问题就会直接影响到逃逸能力,对火箭在遭遇突发情况时的应急能力提出了挑战。”刘竹生讲,针对以上两点,目前正在与飞船系统方面协调合作,进行相关的火箭极限计算。据了解,目前,这样的“极限分析”已经做了几轮。
焦点3 火箭动力特性 将随载荷改变而调整
火箭配上飞船组成一个“大弹簧”系统,刘竹生说:“从动力学分析,飞船与火箭连接后是会相互作用影响的,由于‘神舟’六号轨道舱上的有效载荷将由原来‘神舟’五号上的多个设备变成一两个设备,飞船质量块儿的变化必然影响整个火箭的动力学特性,目前的工作就涉及到火箭与飞船动力特性相应的问题。”
焦点4 发射安全性 地面发射系统将“体检”
为了确保“神舟”六号发射万无一失,发射基地地面设备检修工作将进一步加强。据刘竹生介绍,和以前发射场承担发射任务时进行检修工作相比,由于两次发射间隔加长,这次将是有史以来最全面的一次地面发射系统的“体检”。刘竹生强调说,检修工作将做到任何一个细微处,每个插头都要求必须检查,每根线路都要“从头摸到底”,看是否存在可能断线的问题。另外,刘竹生讲,目前已完成了对“神舟五号”遥测数据的分析工作,对“神五”整个发射过程中不够完善的地方,比如某些设备使用不方便等问题都将在“神舟”六号发射前做改进。
焦点5 运载安全性 载人可靠性高达97%
“这个可靠性数值在国际上也是非常高的。”刘竹生在接受采访时指出,“长征2号F”在长征系列“金牌火箭”家族中虽属于运载火箭,但最大的特点是专门用来载人。刘竹生说:“目前世界上只有两个国家的火箭能把人送入太空,中国的‘长征2号F’和俄罗斯的联盟号。一般性的火箭,可靠性能为91%到93%,载人用的‘长征2号F’火箭为97%