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小時候，我們在動畫片里看到了太空船。
長大以后，我們從科普片里了解外國的宇宙飛船。
今天，我們希望用這篇文章告訴你中國自己的載人飛船--“神舟”五號的秘密，解開這個目前中國最熱門機器的三個問號。
為什么艙內四季如春？
載人航天器從起飛到返回地面的整個過程中，都會經歷十分嚴峻的冷熱環境，不斷遭受太陽光的強烈輻射，地球及其他天體的陽光反照，紅外輻射以及空間高能粒子輻射，微流星撞擊等空間環境的綜合作用，處于一種高低溫度急劇變化的環境中。
“神舟”五號與所有載人航天器一樣都要進行嚴格的熱設計，以保證航天員生活在一個舒適的艙內溫度環境，使航天員處于最佳的工作狀態，并為艙內儀器設備的運轉提供正常環境。一般來講，載人航天器的溫度保持在20攝氏度左右較為適宜，“神舟”五號艙內設計溫度為17攝氏度，真正讓航天員有如坐春風的感覺。
那么，“神舟”五號是如何做到這一點的呢？首先在密封艙的外壁設置有一個特殊的隔熱層，這個隔熱層的作用是降低外部熱流和內部向外漏熱的波動對艙內大氣的影響，減少艙體結構的內外溫差。其次，“神舟”五號飛船還設有被動溫控和主動散熱兩套熱控制系統，前者主要有空間輻射散熱器、隔熱層以及外表面的涂層等；后者主要包括艙內通風系統，各種流體傳熱、散熱回路、各種散熱器和流體傳輸泵。此外，飛船還設有一些輔助散熱系統，在熱負荷達到最大值，系統不能正常滿足散熱要求時使用，確保密封艙內在任何時刻都能保持春天般的溫度。
為什么白天發射？
用運載火箭發射航天器，不是任何時候都可以進行的，有年份、月份、日期和時刻的選擇。比如，哈雷彗星以76年為周期回歸，哈雷彗星探測器應選在彗星回自太陽的幾個連續年份中發射；有些航天器必須在某日內某個時刻到另一個時刻內發射，這個時間段被稱為“發射窗口”。
對于“神舟”飛船來說，選擇一個最佳“發射窗口”，必須考慮4個方面的因素：第一，要保證飛船的太陽電池帆板有足夠電源。飛船發射上天后，要保證各種儀器設備正常工作，需由太陽電池帆板供應充足的電源。太陽電池帆板在太空展開后，有一個起始位置，如果陽光垂直照射在帆板上，就會產生足夠的電能；非直射狀態下，太陽電池帆板效能就會降低；第二，要考慮飛船控制系統對發射窗口的要求。“神舟”飛船自主飛行階段飛船控制系統使用紅外地球敏感器，由于地球溫度比較高，安裝在飛船上的地球敏感器的紅外光線很容易發現并對準地球進行測量，但是如果有太陽光照射到紅外鏡頭或視場，就會產生干擾，導致儀器出現故障。為保證紅外地球敏感器的正常測量，需要避開太陽光的輻射影響并選擇一個合適的角度；第三，要保證飛船溫控適度。飛船在太空運行會受太陽輻射影響，太陽照射面積的大小、角度不同，將使飛船吸收不同程度的熱量，要保證飛船內環境溫度適宜、保證一定的散熱條件，也需要選擇一個合適的角度；第四，飛船有一定的姿態要求。飛船入軌后，有效載荷需要對地進行觀測，這也需要選擇一個合適的角度保證對地觀測姿態。
飛船發射時機要同時滿足上述4項要求，保證太陽、地球、飛船三者處于正確合適的位置，難度非常大。因為每一個季節、每一天的氣象條件都不一樣，可供選擇的“發射窗口”極為有限。
“神舟”五號的“發射窗口”選擇在白天，除了考慮上述4個因素外，主要是考慮白天溫度有利于發射人員工作，也易于在意外情況發生時，充分保障航天員的人身安全。這個時間可不是隨便挑選的，而是專家們根據飛船在軌運行時，太陽光照輻射、飛船姿態控制等要求，建立了一個數學模型、輸入相關數據，再經過精心計算推導而得出的。
為什么不怕“太空黑客”？
看來寂寥的宇宙空間其實并非“凈土”：太空不僅有許多自由存在的石塊，砂粒，人類的太空發射更是將大約3000噸的太空垃圾遺留其中。
這些被稱為“太空黑客”的太空垃圾，以超出音速幾倍的速度飛行，盡管它們體積小，但由于速度很快，一旦與正在工作的航天器相撞，就會把航天器撞壞。一塊以每秒10公里速度在太空飛行的碎片，和在空氣中以每小時600公里速度穿行的飛行物具有同樣的破壞效果。哪怕一個雞蛋大小的碎片，都可以把一個衛星擊毀。
航天器在太空中遭遇“黑客”的事情屢有發生。1996年7月，法國的“櫻桃”衛星曾經被一塊太空垃圾擊中，而這塊垃圾是10年前法國“阿麗亞娜”火箭末級爆炸后的碎片。
作為一個負責的國家，中國政府和航天專家對太空垃圾給予了充分關注。對于空間碎片的跟蹤和分析，已開始為中國航天器發射提供幫助。特別是載人航天方面，空間碎片的觀測具有十分重要的意義。“神舟”五號發射前，在加強對流星雨等觀測的同時，還對空間碎片作了詳盡的跟蹤分析，預測太空中較大空間碎片的路線，從而為“神舟”五號的在軌飛行時間和發射時間的選擇提供方便。中國的科學家已經從目前遺留在空間的9131個空間碎片中進行篩選，選出了有可能與“神舟”五號發生碰撞的危險空間碎片，然后進行高精度預測，并提出怎樣避免碰撞的建議。
據有關部門透露，一套預警系統已在“神舟”五號載人航天飛船上得到應用，一旦在空中運行的載人航天器有可能與太空垃圾發生碰撞，警報系統就會發出警報，航天器將采取機動規避措施，避免發生碰撞產生大的損失。
(來源：《國際先驅導報》，記者：李宣良)
