神七太空艙
 
　　與「神六」相比，「神七」除多了一名航天員外，還有許多之前神舟系列飛船從未有過的新改進和新功能，例如氣閘艙、小伴星等。「神七」究竟做了哪些優化和改進？飛船總裝主管設計師劉曉震、飛船副總設計師潘騰等接受本報記者採訪，揭開了這些秘密。

為確保航天員順利完成太空行走及釋放小衛星等活動，「神七」在「神六」基礎上進行了數十項優化和改進。神七的種種改動不但提高了飛船安全係數，還讓很多操控設施更加人性化。

軌道艙變身

增添功能兼作氣閘艙

「神六」上的軌道艙僅是航天員在太空中的生活艙，航天員的吃喝拉撒睡全在這個艙段進行。「神七」航天員要出艙進行太空行走。為此，軌道艙增添了許多新的功能，且對艙內設備進行「瘦身」騰出了更多的空間，航天員出艙時，軌道艙將作為氣閘艙使用。

據介紹，兩名航天員要在這個艙換上出艙服，一人出艙進行太空行走。為此，該艙增添了艙內氣壓洩除和恢復系統，艙內有線和艙外無線的出艙活動通信系統，出艙活動操作顯示界面、照明和攝像裝置，艙外航天服接口支持系統等。

艙門增肥

750毫米加大到850毫米

飛船結構與機構分系統副主任設計師遊巍說，考慮到航天員身著出艙航天服，充壓後服裝體積會增大，因此把「神七」的艙門通徑變大了，由「神六」時的750毫米加大到850毫米。

另外，由於氣閘艙需要洩壓和復壓，艙外前端專門裝了5個圓圓的復壓氣瓶。氣瓶上方，是一個將被釋放的小伴星。出艙航天員太空行走的同時，這顆小伴星將被飛船放飛太空。

翅膀變少

4塊太陽能帆板變為兩塊

根據此次的任務要求，設計師們對飛船外觀做了不少新的改進。取消了以往飛船上的留軌功能和附加段，還取消了飛船上的一對太陽能帆板等。通俗地說，過去看到飛船上的四隻翅膀，在「神七」上只有兩隻了。

同時，為了記錄太空行走的畫面，「神七」還增加了艙外攝像機、照明燈、艙外扶手，還有各種閥門和管路系統等。

坐椅更安全

壓力燃氣換成空氣

除了軌道艙的改進，返回艙內的坐椅也進一步優化設計。「神五」、「神六」返回艙坐椅都採用火工品爆燃提升的設計，有害氣體萬一洩漏，後果不堪設想。

「神七」返回艙坐椅下的壓力燃氣包被「壓縮空氣」取代，並相應增加了一套「氣源組件系統」作為動力源。這意味著即便發生洩漏，也不會對航天員產生任何不利影響。

「神七」檔案

身高：9.19米

體重：7890公斤

組成：軌道艙、返回艙和推進艙

能力：在軌正常飛行3天並具備

最長5天飛行能力

1　氣閘艙

由「神六」軌道艙變身而來，該艙兼具氣閘艙和軌道艙。增加了艙內卸壓和復壓系統、出艙活動通信系統、艙外航天服接口支持系統、航天服穿脫架等。

2　艙門（「生死門」）

航天員身著出艙航天服，充壓後服裝體積會增大，艙門通徑比「神六」的750毫米增加了100毫米，以便於身穿航天服的航天員進出。

3　內飾

艙內扶手增加，有軟有硬，以方便航天員活動。艙體地面用褐色的阻燃裝飾層覆蓋，而其餘各處則用乳白色裝飾層包裹，可使航天員增強上下空間感。

4　艙外照明設備

航天員艙外活動時，若光線不足，可提供照明。

5　坐椅下燃氣換空氣

返回艙內坐椅下壓縮空氣取代壓力燃氣，更加安全。

6　艙外扶手

新增艙外扶手，供航天員太空行走時扶持。

7　艙外攝像機

艙體前後端各有一台，可拍航天員艙外活動過程。

8　復壓氣瓶

航天員太空行走返回艙內後，給艙內復壓。

9　小伴星

重40公斤，將被放飛，可拍照並傳回飛船畫面。

■ 四大優化

褐色「地板」讓飛船有家的感覺

據飛船總裝主管設計師劉曉震介紹，「神七」內部設施在「神六」基礎上的優化，可歸納為四大類，有的優化舉措是根據航天員空間返回後的反饋信息進行的。

瘦身運動

「神七」的設計在飛船內部的空間保障上做足了文章。由於此次太空之旅要完成出艙活動任務，而艙外航天服的體積較大，兩名航天員要進行穿脫動作，此外還要攜帶3人5天的生活物品，這勢必要佔據艙內的有限空間。

為此，「神七」飛船內，各種儀器被裝載在類似貨架的格框上，提高了空間使用率。

視覺引導

為了讓航天員更好地「捕捉」方向感，在內部裝飾上，把艙體地面用褐色的阻燃裝飾層覆蓋，而其餘各處則用乳白色裝飾層包裹。

塗褐色的地面是地球所在的方位，因為褐色代表土壤，可使航天員找到「家」的感覺。這就改變了傳統上以單一淺色調為主的構圖，形成一定的色彩反差，從而使身在太空的航天員有立體的視覺歸屬感。

集中佈局

為了使處於失重狀態的航天員工作更為便捷，「神七」的設計者將艙內的設備進行了分區域規劃佈局，按設備的用途、性能等因素合理地放置。

例如，將操控設備進行了集中擺放。航天員將會面對多個顯示器來監控飛船的飛行狀態，包括艙壓、換熱、供氧以及調試艙外航天服時等各項數據指標，設備操作更加直觀、簡單、便捷。

軟硬兼施

根據以往的經驗，航天員在太空的活動對扶手的依賴程度很高。從航天員空間返回後的反饋得知，艙內部分扶手的「手感」不佳。為此，「神七」更加重視扶手的便捷性與實用性，在艙體內外安置了數量不等、共20餘個「軟」、「硬」扶手。

艙內以軟扶手為主，而「硬」扶手則被安置在艙門和軌道艙腳踏板上，及艙外行走路線上，用作著力點。

■ 揭秘

「生死門」關不緊人就回不來

不論是航天員出艙進行太空行走，還是返回軌道艙，關好艙門非常重要，因而飛船艙門被設計師們稱為「生死之門」。

「神七」的任務涉及航天員出艙行走，在執行任務過程中，需要開關好兩道艙門。

太空中開門關門均很難

親身經歷過太空飛行的航天員深有體會，開關好艙門，看似簡單，實際要完成多項步驟。

毫無疑問，「神七」上的航天員開關艙門時，要完成開保險鎖、開關轉動手柄、拉開艙門、給艙門套上保護罩等一套規定動作。

飛船結構與機構分系統副主任設計師遊巍說，為方便航天員進出，「神七」不僅增大了艙門通徑，還在沿用了「神六」艙門的工作原理和設計形式等成熟技術的基礎上，進行了十多個項目的改進設計，為此曾設計出了80多張圖。

艙門打得開、關得上、密封可靠成為三個非常重要的環節。太空環境又直接影響到開關艙門，特別是在真空、高低溫、失重等太空環境下，將艙門打開，並不是像地面開關門那麼輕而易舉。而且艙門若不能保證密封，軌道艙內就無法復壓，意味著2名航天員將無法脫掉艙外航天服，不能回到返回艙。

真空環境中錘煉「生死門」

要百分之百地保證艙門打得開、關得上、密封可靠，必須在地面做真空和高低溫環境下的試驗驗證。2004年，設計人員特意研製了真空熱環境艙門開關裝置。

遊巍描述說：艙門專用的「真空罐」裡，設置了開關艙門的機構，像個機械手在模擬航天員的操作。設計人員為了獲得艙門在更為惡劣的太空環境中的數據，在真空環境中，還把溫度拉偏到零下45攝氏度和零上45攝氏度。科研人員通過計算機操作，獲得了試驗驗證數據。

自2005年起，對生產出的艙門和開關機構進行了大大小小的各種試驗達數十次。低溫環境對艙門開關影響最大，設計人員進一步對艙門進行可靠性試驗，在零下20攝氏度的低溫環境下打開艙門的動作反覆做了數百次，獲得了可靠的數據。

■ 程序變化

與「神六」相比，「神七」除了硬體上的優化和改進，飛行程序也做了改變。由於「神七」此次主要任務是航天員太空行走，飛行程序的改變也多是為太空行走服務。包括發射返回時間調整、返回時放棄軌道艙等以下五種變化。

Ⅰ夜發晝返

方便陽照時太空行走

「神五」「神六」的發射時間都是在上午八九點，返回的時間都是在凌晨。而「神七」的發射時間調整為晚上，返回的時間是下午6點左右。

時間調整，主要是考慮到航天員出艙時間是在陽照區，便於圖像傳輸。航天員出艙進行太空行走的活動將會被觀測得「一清二楚」。飛船返回時是白天，不僅便於對航天員的搜救，也便於對返回艙進行快速處置。

Ⅱ 出艙活動

關鍵點均可地面測控

由於艙外的環境比艙內環境要複雜的多，按照滿足艙外服約束條件，同時保證航天員能夠順利完成出艙程序的原則，神舟七號飛船總體系統設計了分為四個階段的正常出艙程序。並設計了七個關鍵事件點，同時保證這些事件點全部都在地面測控範圍以內。

除此之外，飛船總體系統還設計了四個應急處理程序和30個出艙故障預案設計。

Ⅲ 三人多天

神舟飛船首次滿負荷

神舟系列飛船的初始設計承載量為三人，神舟一號到四號飛船為非載人狀態，「神五」載一人，「神六」載兩人。「神七」將首次實現滿負荷狀態下的考核，實現三人多天的在軌飛行。

與神舟六號飛船相比，在多增加一人的情況下，神舟七號飛船要提供滿足多增加一人的坐椅、食品、飲用水、環境控制功能等多種資源支持。

Ⅳ 在軌試驗

太空行走回收試驗品

「神七」將搭載我國第一個上天的中繼衛星用戶終端，這個用戶終端能夠大大提高我國中低軌道航天器的測控覆蓋能力，實現測控覆蓋率由原來的13％提高到45％左右。

「神七」還將進行固體潤滑材料的在軌試驗，將中科院提供的固體潤滑材料在外太空暴露後，由航天員在出艙行走時進行回收。

「神七」還將完成伴隨衛星的在軌試驗。

Ⅴ 棄艙返回

軌道艙將會燃燒消失

「神七」減少了軌道艙的16台發動機，僅保留了推進艙和返回艙的動力設備，其原因是航天員完成任務準備返回地球時，軌道艙將不再像「神六」那樣保留，而是與飛船分離，燃燒並消失。