劉偉波解讀天宮一號成功發射_中國訪談

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劉偉波解讀天宮一號成功發射

活動描述

時間：2011年9月30日 13:30 嘉賓：中國航太員科研訓練中心一室主任、研究員劉偉波簡介：9月29日，天宮一號目標飛行器發射成功，我國在航太領域又邁出了一大步。針對天宮一號的成功發射我們邀請到中國航太員科研訓練中心一室主任、研究員劉偉波，請他對天宮一號發射作一個回顧和解讀。文字實錄圖片實錄返回訪談頁

文字內容：

中國網:
“中國訪談世界對話”，歡迎您收看本期節目。9月29日天宮一號發射成功了，這標誌著我國的航太事業又向前邁進了一大步。今天我們演播室非常榮幸地邀請到了中國航太員科研訓練中心一室主任劉偉波，請他對天宮一號這次的發射進行一個回顧和解讀，劉老師您好，歡迎您做客中國訪談。

2011-09-30 14:05:43
劉偉波:
主持人好。

2011-09-30 14:41:20
中國網:
我想問您的是，在昨天天宮一號發射那一刻您的心情是怎樣的？

2011-09-30 14:41:41
劉偉波:
我們特別激動，這是中國航太又向前邁進了一步，我們在持續地往前走，進一步在追趕世界的潮流。

2011-09-30 14:42:23
中國網:
確實，我相信，在昨天發佈員在倒數10秒的時候，可以説很多觀眾也是在電視機前關注著天宮一號的發射，對於整個發射，很多網友給我們提來了這樣的疑問，天宮一號這麼龐大的一個飛行體，這樣一個發射體是怎樣由製造工廠運到酒泉衛星發射中心，又立到了發射架上，這是怎樣的一個過程？

2011-09-30 14:42:49
劉偉波:
這個簡單來説是分段運輸過去的。各個助推器還有兩級火箭分段運到發射場之後，在組裝廠組裝起來，在垂直狀態下做系統的測試，用一個專門的轉運車在垂直狀態下把它轉運到發射工位上去，是這麼樣一個過程。

2011-09-30 14:43:34
中國網:
接下來咱們就按照天宮一號從地面到太空的過程來回顧一下。我們知道天宮一號在發射的時候是由火箭推進器點火升空的，在酒泉衛星發射中心我們有現場的記者，當時在發射的時候感覺衝擊力很大，當時房子的玻璃也在震動，當時在發射的點上，助推器噴射出的火焰對地面的衝擊力有多大？

2011-09-30 14:44:30
劉偉波:
要把一個幾百噸的火箭推動起來的話這個力量是很大的，至少在起飛的時候必須大於火箭加燃料載入荷的自重才行，但是這個推力是不會影響到人或者設備的安全的。因為這個塔架下面專門有一個導流槽，導流槽裏面灌的水是做緩衝用的，所有的氣體都要在導流槽裏面稀釋掉。

2011-09-30 14:45:22
中國網:
這是一個轉化，我們也看到在發射架上有擺桿，在燃料加注的時候都是不可逆的狀態，對於發射來説必須要懷著一顆必勝的信心，當時您的感覺是怎樣的？

2011-09-30 14:46:12
劉偉波:
我們都很坦然，因為中國的火箭已經經歷了一百多次大型火箭的發射了。這個技術都是很成熟的，它的穩定性和控制的精度都是沒有問題的。

2011-09-30 14:46:49
中國網:
當天宮一號發射升空以後，我們要看到它的幾個節點，第一個就是在155秒左右的時候，助推器首先脫離了飛行體，這意味著什麼呢？

2011-09-30 14:47:31
劉偉波:
火箭點火的時候是一級主發動機和推進器來共同推進的，當助推器的燃料消耗光之後，就把這個助推器拋掉，然後繼續向前飛。這個過程實際上是火箭推進在不停地加速度，不停地加。但是火箭本身的品質是在不停地減，推進器佔了火箭重量的一大部分，包括主體結構，用掉了之後就拋掉，這樣效率最高。大家看到這個發射，從點火到入軌5秒的時間，等發動機的燃料消耗掉了之後，達到一定速度的時候會把一級分離掉。然後二級再點火，二級達到一定速度之後，二級的主機關機，達到規定的低於宇宙速度的時候，二級也會關機，器箭分離，這個時候就已經進入了太空。這個過程大家可能看電視上有一個曲線，這個曲線瞄準的是一個高度和時間曲線以及速度和時間曲線。這幾個發動機點火和一、二級分離的過程，對應的速度點都是有一個轉折然後再上去的拋物線，這就是一個加速的過程。

2011-09-30 14:47:54
中國網:
有很多網友通過轉播的工業攝像頭看到，四個助推器分離的時候很壯觀，他們也在猜測，是不是助推器對於火箭的方向有一個把控作用呢？還是一個加速度的作用？

2011-09-30 14:50:04
劉偉波:
主要是提供加速的作用，火箭的發動機的角度是可以控制的。

2011-09-30 14:50:38
中國網:
我們還看到一個詞是整流罩，這個詞觀眾不是太熟悉，您給我們解釋一下吧。

2011-09-30 14:50:53
劉偉波:
火箭是一個高速穿越大氣層的過程，有一個高速的摩擦，要保護火箭上的載荷，比如説衛星、飛船這樣的大型載荷，要保護它穿過大氣層才能讓它順利進入太空，對於這個過程來説，整流罩起到的就是保護載荷的作用，另外就是減少阻力。

2011-09-30 14:51:38
中國網:
整流罩分離以後，標誌著火箭已經出了大氣層了，這個時候發動機還在工作。經過多少秒之後，發動機將會停止呢？

2011-09-30 14:52:18
劉偉波:
應該是靠速度關機的，就是達到額定的速度之後，發動機就關掉了。

2011-09-30 14:52:45
中國網:
這也是我們要追尋的一個數據，要達到一定的速度，主發動機要關閉，要用剩下的一個小的發動機來繼續推入軌道。您看到整個的發射過程，從地面到太空，雖然短短的幾十秒鐘，但是也有很多的技術環節。您覺得這裡面最關鍵的是哪個環節？

2011-09-30 14:53:00
劉偉波:
這個裏面火箭的品質要非常的可靠，還有就是我們的測控，準確的測控和指令都是保證成功的關鍵。

2011-09-30 14:53:36
中國網:
剛才您説到火箭的品質，這次的火箭也有一個小小的改進，具體的情況您能給大家介紹一下嗎？

2011-09-30 14:53:56
劉偉波:
這個改進是對一個從其他火箭發生的品質問題的一個完善過程，本身這個火箭並沒有問題，這是一個預防性的措施。

2011-09-30 14:54:31
中國網:
火箭在進入太空以後，我們看到它的太陽板已經展開了，這個太陽帆板主要是給天宮一號供電的，它是將給未來的神八、神九和神十供電嗎？還是主要給天宮一號供電？

2011-09-30 14:56:11
劉偉波:
主要是給天宮一號供電的，目標飛行器進入太空以後，它自己的電能要靠太陽能帆板來産生，所以入軌最主要的事情就是太陽能帆板展開，還有就是對著定向，這兩項工作完成之後，自身的能源系統就有保證了，這是成功的一個非常重要的方面。

2011-09-30 14:57:26
中國網:
天宮一號我們這次稱為“目標飛行器”，這個詞也是航太領域的新詞，具體應該怎麼理解“目標飛行器”？

2011-09-30 14:58:18
劉偉波:
我們有兩個術語，一個叫做“追蹤飛行器”，一個叫做“目標飛行器”，這個是在空間交會對接兩個主體的航太器，這次我們天宮一號率先發射的叫做“目標飛行器”，首先是作為我們對接的一個目標，所以叫“目標飛行器”。

2011-09-30 14:58:44
中國網:
它跟未來的空間站相比，算是一個小巫見大巫的飛行器嗎？

2011-09-30 15:00:01
劉偉波:
這次主要是解決空間對接的技術問題，目標飛行器承擔了對接目標的責任，同時又是一個實驗型的空間實驗室，未來我們會把它發展成一個空間實驗室來做許多的實驗和技術的驗證，這是未來的發展方向。但是這次天宮一號是一個實驗型的空間實驗室，與未來的空間站相比，它的噸位、時間和壽命都是一個比較初步的東西。這是我們未來發展空間站的一個基礎性的東西。

2011-09-30 15:00:39
中國網:
是未來空間站的基礎。講到這裡我想問問，如果要達成一個空間站的規模，將來要做哪幾個方面的工作？

2011-09-30 15:01:54
劉偉波:
空間站是一個規模很龐大的空間基礎設施，大家可能在網上看到，當前的國際空間站以及10年前的和平號空間站規模都相當大，都是由好幾個艙段在天上，在空間拼接組合成的空間體，這個組合體本身可以供多名航太員長期飛行駐留，也可以接受地面上物資的補給，比如為航太員補劑的水、食物，一些空間站用品，以及為了飛行所補給的推進劑，還有空間站長期運作必須要更換的部件，包括太陽帆板和這些大的部件都可以用貨運飛船，比如説美國用太空梭，俄羅斯用進步號貨運飛船，把這些物資運上去用空間進行對接來補給，是這樣的情況。

2011-09-30 15:02:24
中國網:
接下來天宮一號也要實現與神八的對接，未來神九和神十的對接，會採取什麼樣的形式？

2011-09-30 15:03:47
劉偉波:
因為神舟八號也是無人飛船，首先驗證的就是自動交會對接技術，飛船為了保證未來我們交會對接技術的可靠性，有兩種對接手段，除了自動對接之外，還有一個人控對接，也叫手控對接，航太員受控交會對接，這個是要充分發揮人的作用，萬一天上這個自控系統有問題，不能説我們這個飛船直接毀了，就完不成了，人開著飛船也要對上去，這是兩項技術，我們都要掌握。

2011-09-30 15:04:12
中國網:
未來的空間實驗室有四個技術，包括：一是出艙技術，二是形成一個交會對接技術，三是補加技術，四是再生式生命保障系統，對於觀眾來説很陌生，我們知道神七已經實現了出艙技術，對於這四項技術給大家做一個全面的解讀吧。

2011-09-30 15:05:12
劉偉波:
這四項技術都是空間站建設和運營空間站必備的關鍵技術，像出艙活動是為了空間站的建造，航太員出艙參與建設空間站，以及航太員出艙活動來搞維護、維修空間站所必須的技術，這一項我們想在08年大家已經看過了，我們的出艙活動技術的展示和實驗應用了。交會對接技術，這次天宮一號作為交會有阻力，是對接技術的前奏，我們要重點解決和驗證空間交會對接技術，交會對接也是在軌建造的一項關鍵。不同的艙段都要通過火箭打到天上去，讓他在天上對起來，這就是交會對接過程，空間站建設之後，航太員要上天，也是交會對接過程，貨物飛船把貨物運到天上去也是交會對接的過程，所以交會對接的過程是空間站建造的一項關鍵技術。

2011-09-30 15:05:57
中國網:
其實我們馬上要面臨的就是天宮一號和神舟八號的對接，兩個太空體都是高速運作的，這兩個飛行體如果要實現對接的話，最關鍵的要求和技術是什麼？

2011-09-30 15:08:18
劉偉波:
首先就是控制技術，在天上控制技術是非常關鍵的，就像我們在高速運動的，無論是車還是飛機，它的控制能力和控制精度是最主要的，這一塊來説，就要靠航太器本身的導航控制技術作為基礎，同時我們的地面測控也是基本的保障。通過這兩項，能夠讓兩個高速運動的物體，能夠在同一個軌道平面內，讓它的位置在逐步接近，儘管速度很高，但是我們可以讓它的相對速度和相對的位置偏差逐步減小，到最後以一定的速度能夠很安全可靠地對接在一起。

2011-09-30 15:09:13
中國網:
也有很多的網友在關注對接以後密封的情況，我們現在在這方面的設計是一個什麼樣狀況？是全部密封的狀態嗎？

2011-09-30 15:10:29
劉偉波:
是的，對接機構對接起來之後，能夠形成很好的密封。

2011-09-30 15:11:28
中國網:
還有就是補加技術，請您給大家解讀一下。

2011-09-30 15:11:50
劉偉波:
補加技術是維持空間站長期、長時間運作的一個關鍵，我們知道在太空近地軌道這幾百公里的範圍內是有大氣的，它對整個航太器飛行中的動力有一定的衰減，儘管衰減的速度很慢，但是長時間來講肯定要衰減的。要維持它在規定的軌道上，就必須經常的抬高軌道，大家可以看到，國外每次進步飛船發射的時候都要對到這個空間站上，然後把推進劑打到空間站裏面，然後在進步號飛船和空間站分離之前，要利用它最後做一點貢獻，把空間軌道抬高多少公里再回來，就是這樣一個目的。就像汽車需要加油一樣，空間站也需要加油，加推進劑，推進劑將來要靠貨運飛船運上去，在太空中兩個航太器連結在一起，而且管道要連在一起，把推進劑轉到空間站裏面去。這項技術也是為了空間站長期在軌運作，保持軌道的一個關鍵。

2011-09-30 15:12:03
中國網:
剛才您説到非常有意思的一點，就是太空梭在跟國際空間站對接的時候，臨要返回地球的時候還要帶一下空間站，把它帶高，它的使命真的是非常多，非常複雜。您剛才也拿加油來作比喻，其實就是相當於不斷地給空間站加油。咱們來看第四個技術，就是建立再生式生命保障系統，跟生命有關了，是不是很關鍵，也很重要？

2011-09-30 15:14:47
劉偉波:
這是我們載人航太最直接要解決的問題，我們無論是短期的飛行還是長期的飛行，人要在天上生存、生活、工作，必須要有基本的保障條件，這些保障條件就是要讓人在空中跟在地上生活有類似的環境，這是必須的。比如説天上在密封艙裏面要有大氣，要有氧，人要飲水，要排汗，要吃東西，要排出二氧化碳，要排尿，排濕，這些在地面上我們覺得很自然，因為有社會保障系統保障了，但是在天上是孤立的環境，像孤島一樣，必須靠地面補給把它運上去，這是最基本的一條。所以説在短期的飛行器裏面，一般用的是非再生式生命保障系統，所有的消耗品都是靠地上攜帶的。大家可以想一下，如果飛行時間長的話，一人基本上一天就要消耗0.8至0.9公斤的氧氣，産生一公斤的二氧化碳，要飲水2公斤至2.5公斤，吃飯吃進去的能量要達到2800至2900大卡。這樣物資迴圈來説，全靠地上帶這個成本太高，為了解決長期在軌飛行的問題，就要搞一個再生式生命保障系統，可以把這個廢物變成有用的物資迴圈，讓物資迴圈起來。比如説人呼吸氧氣産生了二氧化碳，二氧化碳是廢棄物，沒有用，我們再生式系統就可以把這個二氧化碳轉換成氧氣，讓人再繼續用。飲水這個消耗量是非常大的，平時還要洗澡，還要刷牙、洗臉，在太空中也需要這些東西。這些廢水怎麼辦？不能再喝了，就需要有一套凈化系統，把它轉換成可以再次使用的水。這樣的話，讓物資能夠迴圈起來，它的地面的補給量就會小得多，這樣的話，補給成本就降下來了，這是長期在軌飛行以及更遠的未來星際探索的關鍵，因為人是要靠物資才能生活，既然脫離了地球家園，我們讓它自己迴圈起來也可以活著，這也是非常難解決的，也是非常關鍵的東西。

2011-09-30 15:17:04
劉偉波:
對於難的問題，我們要在有限的時間裏面不靠大氣迴圈解決。要在微重力下把這些問題解決也很難，因為大家知道，地面上水和氣，比如説最典型的例子是分開的，有一個分離面，可是上天以後就沒有了，水有可能都會混在一起，或者是水裏面含著氣，氣裏面含著水在飄著，這種情況下就很難在再生和進化，這是跟我們地面上不同的，也是技術攻關很關鍵的部分。

2011-09-30 15:21:34
中國網:
其實從神六和神七我們已經把人送到了太空上，宇航員們在太空的工作和生活的環境正在不斷的發生改善。這些是否也為天宮一號的人性化設計環節提供了經驗？

2011-09-30 15:22:37
劉偉波:
是這樣的。我們在前七次的發射，包括前面有四次無人飛行以及三次載人飛行，我們的技術都在不斷地進步，每一次都會把以前發現的問題改掉，而且隨著時間的延長，飛行任務的要求就會疊加一些新的技術進去，不停的提高這個環境，讓它搞得更好。

2011-09-30 15:24:50
中國網:
劉老師，您作為中國航太員科研訓練中心的主任，我想問一下，包括從神六的楊利偉開始，一直到未來的天宮一號上面進駐的宇航員來説，請您給我們大概的描繪一下他們在太空將會有怎樣的生活，尤其是將要進入天宮一號的航太員。

2011-09-30 15:25:35
劉偉波:
進入天宮一號的航太員，他的生活條件要比前面在飛船上的飛行要好得多。有一個簡單的比方，這個飛船有兩個艙，我們天宮一號目標飛行器有一個密封艙，這一個密封艙的容積要比飛船的兩個艙加起來還要大，空間已經有了，這是所有活動的基礎。

2011-09-30 15:26:34
中國網:
活動空間大了。

2011-09-30 15:27:11
劉偉波:
活動空間大了，很多事就好辦了。將來這兩個航太器對接在一起的話，形象的來説就是兩室一廳，有兩個小房間，加上一個客廳，上去之後就比以往有了更大的進步，有了活動的空間，在軌的一些科學實驗的安排，還有工作和飛行驗證技術就可以做得很充分，因為有了空間，可以裝東西，人也可以活動得開，而不像在飛船上的時候相對空間很小，有一個基本的限制。但是飛船這種特點也是正常的，不要以為飛船也搞一個大空間，飛船就是一個車，它把人運上去之後，將來天宮一號要發展成空間實驗室，未來可能是空間站的一個方向，這個將來是一個實驗室，是一個賓館，車把人運上去之後，人主要的工作、生活和實驗以及所有主要的活動都是在對接的這個大的空間裏面進行。所以説因為這個空間大了之後，在載人飛行的時候就可以看到，我們為了載人飛行所準備的一些有特色的東西，比如將來航太器在天上會有一些主動的斷裂，還有一些在天上開展的一些失重和微重力相關的項目，在天宮一號上這種大的空間，比較好的條件下能夠開展的一些項目。

2011-09-30 15:27:19
中國網:
您剛才説的非常形象，兩室一廳，從神六其實是從大的開間到一居到現在的兩室一廳，發展也是非常快。您剛才説到了住的情況，我們不妨從衣食住行上來説一説，在食方面，天宮一號的航太員們會享受怎樣的待遇？

2011-09-30 15:29:25
劉偉波:
有了天宮一號，未來載人飛行的時候，飛行的時間就要比單純的飛船要長不少，有可能要飛十幾天。在這個過程當中，他們休息有兩個臥鋪，吃飯的空間也會比以前好得多，專門還給他們配了娛樂和心理調節用的筆記型電腦，在天上的一些運動，這些都是又能夠鍛鍊身體，又能夠放鬆心情的一些活動。

2011-09-30 15:29:58
中國網:
從楊利偉那個時候，我們看到楊利偉在吃的飄在空中的一個方塊形的食物，在天宮一號上會不會實現類似于地面上這種菜肴的模式？

2011-09-30 15:30:46
劉偉波:
航太食品是我們中心為航太員直接配備的，它的食譜隨著飛行時間的延長，還有我們已經做過三次飛行的積累，食譜會比以前豐富，逐步在完善，逐步在豐富，花樣也會多。現在的航太員吃的東西不像楊利偉那個時候的小點心，將來會有一些脫水的蔬菜、米飯等等具有中國特色的食品都會上去。但是在天上的飲食就餐到目前為止還達不到地面上的保障水準，我們不可能搞得這麼豐富，主要就是受制于航太特殊的環境，你不能在那裏炒菜，目前也沒有冰箱這些東西，這種條件總是受限制的，但是食物的口味還是相當不錯的。

2011-09-30 15:31:08
中國網:
我們住和食都説完了，在衣方面，在天宮一號內部的空間裏面，他們要穿怎樣的衣服？

2011-09-30 15:32:23
劉偉波:
是這樣的，因為將來航太員進駐天宮一號的時候，他會有很多的活動，有體育鍛鍊，有日常的工作，不會像以往那樣僅僅是一套服裝，我們會有鍛鍊用的運動服、有工作服。

2011-09-30 15:32:43
中國網:
因為已經有了鍛鍊的器材和設施了。

2011-09-30 15:33:09
劉偉波:
是這樣的，服裝也是多樣化，這方面也是在逐步的完善，也可以叫做功能服裝，天上穿服裝第一是功能需要，第二是美觀，第三就是心理調節，都會起到這些作用。

2011-09-30 15:33:19
中國網:
我們也從現在的國際空間站中經常看到美國的宇航員和俄羅斯的宇航員的著裝，非常有特色，我們也希望早點看到天宮一號的宇航員們穿的是怎樣的服飾。住、食和衣我們説完了，還有行，天宮一號宇航員將會有更多的天空活動。

2011-09-30 15:33:41
劉偉波:
天宮一號不會像神七那樣，不會再出艙了，都是在艙內工作和生活，但是空間大了之後，我們就會有這樣一個基本的調整，跟大家簡單説一下。就是將來在天上一日工作制度的安排跟地面上比較接近，比如説基本上是按照我們白天上班，晚上休息、值班，這樣一個工作節奏來安排。

2011-09-30 15:34:14
中國網:
休息也有時差可以倒，有了規律以後可以更好的去工作。

2011-09-30 15:35:01
劉偉波:
是這樣的。

2011-09-30 15:35:16
中國網:
這是衣食住行方面，最近我們還有一個很關注的新聞，就是未來馬上就要送培訓好的女航太員去天宮一號上執行任務，這個消息確實嗎？

2011-09-30 15:35:23
劉偉波:
這個還是按照國家宣佈的來執行，目前只是做了一些準備性的工作。

2011-09-30 15:35:49
中國網:
日常航太員在培訓的時候都要進行哪些培訓的項目？

2011-09-30 15:36:02
劉偉波:
航太員進入航太隊伍要經過許多艱苦嚴格的訓練之後才可以上天去執行任務，他的基礎性的訓練，包括體能、心理素質、專項的技術，專項理論的訓練，還有飛行技術的訓練，包括飛船的駕駛，航太器的管理，交會對接等等，這些都是他們飛行技術的訓練，最後還會有飛行任務的訓練，每次飛行都會有不同特定的任務，航太員的訓練會專門針對這次賦予他的任務來做充分的訓練。基本上就是把這三個類型的訓練都做好之後會才能天上完成任務。我們也看到了前面三次飛行，我們的英雄航太員都做得非常好。

2011-09-30 15:36:23
中國網:
其實自從航太英雄楊利偉返回地面之後，有很多的小朋友立志要當一個航太員。我們也知道，航太員在甄選的時候要求非常嚴格，尤其我知道在身高這一點就很嚴格，因為受空間的限制。我想知道，天宮一號這個空間變大了以後，設施更加人性化以後，在航太員甄選方面的標準有沒有變化？

2011-09-30 15:37:46
劉偉波:
目前還沒有變化，不單純是一個天空實驗室本身的問題，是要從整套來看的。比如説飛船的空間，比如説艙外航太服務的空間，都是配套考慮的。目前是這樣，但是未來肯定會增加，身高的約束上限會調整，主要就是中國人長高的趨勢是不可避免的，10年以後的人比現在的平均身高要高。我們的航太員選拔，將來也會適應這種趨勢。

2011-09-30 15:38:59
中國網:
最後請您再回顧一下，天宮一號的成功發射，對於中國航太事業的發展進程來説有哪些意義？

2011-09-30 15:39:48
劉偉波:
天宮一號目標飛行器作為交會對接的合作目標已經發射成功了，交會對接技術是我們空間載人航太的關鍵技術之一，這是我們解決交會對接技術的第一步，已經順利的邁出了。祝願我們國家在未來幾次航太飛行中能夠達到目標，能夠圓滿的完成任務。掌握交會對接技術，是我們向空間站更頂層技術邁進的關鍵步驟，我們有信心完成。

2011-09-30 15:40:08
中國網:
感謝劉老師做客《中國訪談》，也希望各位網友能夠在繼續關注天宮一號的同時，還要關注一下我們即將發射的神八、神九和神十的情況，本期節目就到這裡了，再會！

2011-09-30 15:41:10
中國網:
（主持人：齊凱責編：董安妮文字：宗超導播：周珊珊攝像：龐睿、高聰後期：周珊珊）

2011-09-30 15:42:07