航天飞船有哪些技术要求？

宇宙飞船(英语名为space ship )，是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。它的运行时间一般是几天到半个月，一般乘2到3名航天员。

世界上第一艘载人飞船是“东方”1号宇宙飞船。它由两个舱组成，上面的是密封载人舱，又称航天员座舱。这是一个直径为2.3米的球体。舱内设有能保障航天员生活的供水、供气的生命保障系统，以及控制飞船姿态的姿态控制系统、测量飞船飞行轨道的信标系统、着陆用的降落伞回收系统和应急救生用的弹射座椅系统。另一个舱是设备舱，它长3.1米，直径为2.58米。设备舱内有使载人舱脱离飞行轨道而返回地面的制动火箭系统，供应电能的电池、储气的气瓶、喷嘴等系统。“东方”1号宇宙飞船总质量约为4700千克。它和运载火箭都是一次性的，只能执行一次任务。

1966年3月17日，“双子星座”8号的宇航员进行了首次太空对接。之后不久，由于飞船损伤系统突然失灵，宇航员们不得不进行紧急着陆处理。宇航员尼尔-A-阿姆斯特朗和戴维-R-斯考特在计划为期3天的飞行使命中的第5圈飞行时，操纵其双子星座封舱与阿根纳号宇宙飞船对接成功。半小时后，双子大发了像星号密封舱开始旋转并失去控制。接着，宇宙飞船上12只小型助推火箭中的一只原因不明地起火。宇航员随即将其飞行器与阿根纳号分离，并成功地在太平洋上降落。质量约为4700千克。

宇宙飞船的分类

至今，人类已先后研究制出三种构型的宇宙飞船，即单舱型、双舱型和三舱型。其中单舱式最为简单，只有宇航员的座舱，美国第1个宇航员格伦就是乘单舱型的“水星号”飞船上天的；双舱型飞船是由座舱和提供动力、电源、氧气和水的服务舱组成，它改善了宇航员的工作和生活环境，世界第1个男女宇航员乘坐的前苏联“东方号”飞船、世界第1个出舱宇航员乘坐的前苏联“上升号”飞船以及美国的“双子星座号”飞船均属于双舱型；最复杂的就是三舱型飞船，它是在双舱型飞船基础上或增加1个轨道舱（卫星或飞船），用于增加活动空间、进行科学实验等，或增加1个登月舱（登月式飞船），用于在月面着陆或离开月面，前苏联/俄罗斯的联盟系列和美国“阿波罗号”飞船是典型的三舱型。联盟系列飞船至今还在使用。

宇宙飞船技术要求

虽然宇宙飞船是最简单的一种载人航天器，但它还是比无人航天器（例如卫星等）复杂得多，以至于到目前仍只有美、俄、中三国能独立进行载人航天活动。

麻雀虽小，五脏俱全。宇宙飞船与返回式卫星有相似之处，但要载人，故增加了许多特设系统，以满足宇航员在太空工作和生活的多种需要。例如，用于空气更新、废水处理和再生、通风、温度和湿度控制等的环境控制和生命保障系统、报话通信系统、仪表和照明系统、航天服、载人机动装置和逃逸生系统等。

当然，掌握航天器再入大气层和安全返回技术也至关重要。尤其是宇宙飞船，除了要使飞船在返回过程中的制动过载限制在人的耐受范围内，还应使其落点精度比返回式卫星要高，从而及时发现和营救宇航员。前苏联载人宇宙飞船就曾因落点精度差，结果使宇航员困在了冰天雪地的森林中差点被冻死。目前，掌握航天器返回技术的国家只有美国、俄罗斯和中国。人上天有三个条件，除要研制出载人航天器外，还必须拥有运载力大、可靠性高的运载工具；应弄清高空环境和飞行环境对人体的影响，并找到有效的防护措施。

天高任船飞。未来的宇宙飞船将朝三个方向发展：有多种功能和用途；返回落点的控制精度提高到百米级的范围以内；返回地面的座舱经适当修理后可重复使用。

星座计划的主要目的

目前来说，宇航服属于现在世界上最复杂也最独特的技术，它就像个小型的私人飞机，为宇航员在太空生存提供保护。由于太空生存的复杂性，设计一件宇航服需要多种组件和材料。

美国航空航天局（NASA）正在投资下一代宇宙飞船去探索更远的太空，然而NASA发现他们没有足够的宇航服。NASA目前的宇航服的学名是“外舱移动单元（EMU）”，可以让宇航员在国际空间站外漂浮。但是这些宇航服并不适合宇航员在月球或火星走动。它们太重，也不能在臀部和膝盖上提供足够的灵活性。

美国国家航空航天局26日公布的审计报告说：“尽管在下一代宇航服技术上斥资近2亿美元，可投入飞行的宇航服的问世还需要很多年。”不仅如此，保障宇航员生命的舱外机动套装（EMU）原本有18套，目前只有11套能用。报告指出，国际空间站到2024年才结束使用，“存货恐怕不够用”。根据机构官员，订购更多的宇航服将是“非常昂贵的”。

报告说，这些宇航服诞生于40多年前，“已经远远超过15年的原始设计寿命”。每件太空服历经修缮，添加诸多新设备，如手套温热器、优化版头盔式照相机和照明灯。然而，宇航服暴露出的问题越来越多，比如漏水。法新社报道，2013年，意大利宇航员卢卡斯·帕尔米塔诺在太空行走时头盔进水，差点被“淹死”。所幸的是他迅速结束任务，返回空间站摘掉头盔，才保住性命。

水星，阿波罗和航天飞机宇航服是针对特定任务设计的，但美国航空航天局还没有确定将来的航天员将要去哪里，或者他们需要做什么。他们会回到月球吗？还是直奔火星表面？所有这些选项都需要不同的宇航服设计，因为每个目的地具有不同的温度，辐射水平，压力和移动性要求。因此，宇航服的发展方案非常复杂。公平地说，美国宇航局很难制定详细的长期计划。没有足够的资金。这是一个常年问题，美国太空总署实际上因为其他项目而减少了宇航服发展的资金，如国会要求NASA开展的深空栖息地等等。

自2007年以来，美国宇航局人类探索与行动（HEO）任务总局已经投入了三个不同的宇航服发展计划。它向“星座宇航服系统”（CSSS）筹集了1.35亿美元，向高级太空西装项目提供了5200万美元，为猎户座航天器开发了一套1200万美元的宇航服。尽管许多CSSS计划的系统与先进太空服项目的系统相比是多余的，并不太先进。2011年至2016年1月期间，当CSSS合同结束时，NASA花费了8100万美元。

第一个原型在2024年之前有可能来不及在国际空间站上进行测试。这意味着美国航空航天局将不得不提出一个在太空中测试他们的新计划，或者只是不太严格地测试它们。NASA希望将国际空间站的寿命延长到2028年，这将适应较慢的新一代宇航服的测试计划。不管怎样，目前的航天服短缺已经成为NASA需要重视的一个大问题。（科技新发现 康斯坦丁/文）

星座计划是美国的一项太空计划，也是NASA重返月球计划的最新名称，4年前美国总统布什要求美国人重返月球进而飞向火星，NASA因此花费数亿美元设计、建造和试验能使这一计划成为可能的太空飞船。但是，这一努力尚未像阿波罗计划在上世纪60年代那样激起公众的兴趣。NASA于是2009年年初请纽约一家广告公司为这项计划“正式命名”，称为“星座计划”。 这项计划承担着建造航天器，发射航天器的任务。它也是这期间的地面支持系统，没有它，美国将无法实现建立月球前哨站的计划。该计划将采用新型的载人飞船、新型运载火箭和登陆舱等新一代航天工具，包括制造战神1号火箭与猎户座宇宙飞船。

在最近举行的一次新闻发布会上，NASA负责星座计划的官员对航空安全咨询小组的上述指责予以了否认，认为NASA并不存在安全设计方面的问题，而且也不愿透露宇航员是否存在焦虑情绪。 按照计划，猎户座飞船要取代预计将于2010年退役的航天飞机。该飞船的首次发射时间大约是2015年。根据星座计划，猎户座飞船将把宇航员和货物送往空间站，并在低地球轨道与登月舱和地球出发站会合，把宇航员送往月球；它还将为火星探险发挥作用。同时，它也是从月球和火星返回地球的飞行器，将成为日后NASA向国际太空站和月球运送宇航员的主要载体。 NASA航空安全咨询小组在报告中强调，过去NASA在建造太空飞船时，从计划初始就会注意构建足够的备份安全系统，“以确保飞船有足够的安全和可靠性”。但是，由于猎户座飞船的设计存在重量问题，NASA采取了一种不同的方法，这种方法从一开始就没有包括所有的安全措施。

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