每一次神舟飞船的发射，都标志着中国载人航天工程一次重大的跨越。从神舟一号到神舟七号，中国正以世界上少有的高速度，走向载人航天事业的深邃空间。在神舟七号即将升空之前，《环球》杂志记者深入发射基地，并独家专访了中国载人航天工程副总指挥张建启、载人航天工程总设计师周建平，通过他们为广大读者解读“神七”的秘密。

　　“神七”任务的五大难点

　　——专访载人航天工程副总指挥张建启

　　尽管已经成功组织实施了6次神舟飞船的发射，但每次进入90多米高的垂直总装测试厂房，62岁的张建启从不坐电梯，而是一层层地爬，一层层地认真检查，发现问题及时指出纠正。

　　张建启，载人航天工程副总指挥，曾担任发射场系统总指挥、酒泉卫星发射中心主任，毕业于哈尔滨军事工程学院核物理系，曾参与组织指挥“亚洲一号”、“风云一号”、“澳星”、神舟系列飞船等大型航天发射试验100多次，获得“中国载人航天工程突出贡献奖”。

　　神舟七号载人飞船发射前夕，张建启在酒泉卫星发射中心接受了《环球》杂志记者的专访。

　　成败关键在于航天员的心理加智慧

　　《环球》：神舟七号飞船发射在即，请问各系统的准备情况怎样？您有信心完成这次中国载人航天史上新的跨越吗？

　　张建启：我们已经正式决定9月25日至30日择机发射。

　　航天员选拔训练圆满完成。我们选拔确定了3名航天员组成的飞行乘组，并首次确定了指令长岗位，还选拔了3名预备航天员。他们的训练都非常好。这次训练任务和神五、神六都不同，任务很重，难度很大。出舱活动成败的关键之一，就是航天员的心理加智慧。他们的心理素质要强、身体要好、技术水平要高，也就是综合能力要强，这是和神五、神六不同的地方。他们已经具备了这个条件。同时，这次任务的另一个焦点——舱外航天服，曾是我们认为最难、最担心拿不出来的，现在也制作完成并装上飞船，经过各项测试实验一切合格。

　　应用系统的伴飞小卫星也经过了各种测试，装上了飞船，并经过了联合测试。飞船各项工作已经准备就绪，飞船、火箭、伴星、航天员的联合检查也已完成。人、船、箭、地、星的合练已经完成。测控通信系统准备就绪，这次共投入5艘测量船、5个国内测控站、4个国外测控站。

　　着陆回收系统做好了充分准备。这次我们确定的原则是，空中搜救航天员、地面搜救返回舱。这是和神五、神六不同的地方，主要是为了减少地面车辆的行驶，保护生态、保护内蒙古大草原。可以说，实质性的、技术方面的工作基本结束，各项航天产品状态良好、质量良好。

　　9月底发射最适合航天员出舱活动

　　《环球》：我们知道，从气象条件上看，10月份是酒泉卫星发射中心最适合发射的季节，神五、神六也选择在10 月份发射，为什么神七选择在9月底发射，有什么特别的考虑吗？

　　张建启：确定发射时间，我们主要是从技术角度考虑，是为了确保航天员出舱活动成功。对于神七航天员出舱，我们设想的首先是航天员在阳照面出舱，保证出舱安全，同时下传的图像也会更加清晰。我们还希望航天员返回时，也尽可能是在白天。要满足这两个要求，完全兼顾很困难。

　　经过大量计算，在9月底之前发射的话，能够保证阳面出舱，返回的时候天还不太黑。按照9月25日至30日这个计划的窗口，如果发射时间选择在晚上9点10分左右，可以保证航天员出舱活动在阳照面，返回大概是下午5点40分，天还不太黑。这样能够保证航天员返回更加安全，这也是以人为本的体现。进入10月份，特别是10月中旬以后，在这样的时间天就很黑了，发射窗口很窄，不利于发射和回收。此外，秋分前后，太阳活动比较剧烈，对飞船的测控通信也有不利影响。

　　神七任务有5大难点

　　《环球》：从神一到神六，每次任务都有各自的特点和难点。那么，这次任务区别以往任务的特点和难点是什么？

　　张建启：这次任务的特点和难点，可以归纳为五个方面：

　　第一，技术跨越大。这次任务的技术跨越，主要是突破航天的出舱技术，研制中国的舱外航天；突破目前只有美国等少数国家掌握的天基测控系统；突破飞船的气闸舱复卸压技术。

　　第二，风险比较高。3名航天员上天，不仅是数量的增加，更是质的飞跃。从神五到神六，我们的飞船从搭载一个人增加到两个人，搭载3名航天员，是对飞船所有能力的考核。环境控制、生命保障、电源等各个系统能否满足满负荷的考核？这是一个风险。

　　第二个风险是航天员的出舱。因为空间病、空间适应的问题，国际上一般安排航天员发射后72小时出舱，但神七这次一共就准备飞行3天，所以第二天就出舱，这个风险很大。我们航天员采取了加强训练、服用药物等措施。

　　第三个风险是出舱本身。除了像神五、神六上升段、返回段两个时段风险比较大以外，出舱又增加了一个大的风险。

　　第三，任务难度大。一是技术上的难度。二是航天训练的难度。神五、神六要求航天员身体可以就行，他们主要进行体能的训练。这次强化了技术和心理的训练。神七的航天员要在失重水槽中进行出舱训练，需要穿着120公斤重的航天服，再加上铁块配平后在水里浮起来，加起来就是240公斤。航天员还进行低压舱训练——把低压舱卸压到跟太空一样，这个风险很大，难度很大。

　　第四，航天员自主性强。神五航天员只是跟地面通话，神六也只是穿舱，都没有太复杂的操作。而这次航天员要进行航天服的拆包、组装、测试、穿脱、出舱、取实验材料等操作，可以说这次无论是地面的各级指挥人员还是航天员，基本上没有休息时间。神六任务中，主要指挥员可以倒班，这次没有倒班，从火箭加注起就休息不了。从准备出舱到返回，工作的时效性和连续性都很强，工作强度很大。

　　第五，队伍规模大。要保证航天员出舱安全，地面必须提供测控支持。如果出舱时间预定是30分钟，那么测控就必须留有余量，所以地面要做到40多分钟的测控覆盖。神五、神六飞行中，我们只能达到12~14%的测控覆盖，这次在智利增加了一个国外站，增加了两艘测量船。一共动用了9艘舰船、30多架飞机，加上国内站、国外站，构成了陆海空天立体测试体系。

　　航天员优中选优，选拔过程坚持“三公”

　　《环球》：承担艰巨飞行任务的航天员无疑是我们的民族英雄，受到全社会的广泛关注。我们想知道的是，执行这次任务的航天员乘组是如何选拔出来的？

　　张建启：我们这次航天员的选拔，坚持三个原则：公平公正公开，优中选优，强强联合。航天员大队的14名航天员全部参加了基础训练，教练员对他们每一天、每一个科目、每一个动作都要打分。每次扣分情况都要记录下来，并让航天员自己查看。

　　在此基础上，严格按照选拔方案和标准，对航天员的思想状况、身体、训练状况进行排序。评审委员会一人一票，对航天员进行投票打分。然后根据分数高低，将前3名航天员编成一组，后3名航天员编成一组。这6名航天员紧紧围绕神七任务参加后期训练。选练结束后，再进行第二轮投票。6名航天员在两轮投票中没有发生名次上的变化。尽管岗位不同，他们的训练内容是相同的，岗位也可以互换。

　　“神七”，不一样的神气

　　汽车在一望无际的戈壁大漠中奔驰，窗外看不到一点生命的迹象。忽然，遥远的天际线处浮现一线绿色——酒泉卫星发射中心到了。酒泉卫星发射中心位于甘肃内蒙两省区交界处，中国第二大、世界第三大沙漠巴丹吉林沙漠边缘。

　　近距离观察中国航天人三次“蜕变”

　　2008年9月，《环球》杂志记者第9次来到这座中国航天第一港。农场、湖泊、胡杨林、公园、超级市场、餐馆、酒楼、宾馆、体育馆、图书馆……走在这座现代化的航天城里，似乎迷失在一个繁华城市，常常忘记这是在荒无人烟的大漠深处。要知道，距离这里最近的酒泉市，直线距离有近300公里。

　　航天城的现代化进程，完全是载人航天工程带动的。成为神舟飞船起飞港之前，这里几乎与世隔绝，科研人员多年持续着“两弹一星”时期战风斗沙、默默无闻的奋斗岁月。

　　20世纪90年代，中国航天正处于调整期，几次发射失利，像一团巨大的阴云笼罩在整个行业的上空。很多外资企业将车停在航天院所的大门口挖人，而运载火箭技术研究院、空间技术研究院等单位都出现了大规模的人才流失。载人航天工程启动时，一些人看到，“几个老头带着一群毛头小伙子，这事看来不靠谱。”杨利伟上天前，不论是白发苍苍的老专家，还是初出茅庐的年轻人，每个人的身体和神经都像拉满了弦的弓，紧得随时有可能绷断。“神五”一举成功，使一大批中青年专家迅速成熟。

　　2004年1月，当年的“毛头小伙子”尚志和张柏楠分别成为飞船系统总指挥、总设计师。载人航天各大系统主任设计师以上关键岗位人员，平均年龄仅为35岁。杨利伟虽然平安返回，神舟五号的飞行却并非没有瑕疵。杨利伟向科技人员描述，火箭上升时有一个阶段，颠簸得太厉害，感觉内脏都快颠出来了。针对航天员的意见和进一步试验测试，神舟六号时各大系统做了重大多项改进，产品质量得到了质的跃升。

　　2005年中秋，神舟六号发射前夕，大漠月圆之夜，当《环球》杂志记者与航天人再度相聚在发射场，看着他们在围着篝火烤全羊、放焰火，不禁为他们的快速成长感到惊叹。事实证明，他们的自信并不是没有道理的，神舟六号成功返回后，尚志总结这次飞行时只用了一个词：“完美”——飞船上设计的所有备份设备都没有启动，大大小小数百个应急预案一直躺在抽屉里，飞行的每一个细节和步骤都与理论设计数值高度吻合……

　　2008年的又一个中秋，发射场甚至见不到丝毫大战在即的气氛。体育馆里，健身、游泳的人络绎不绝，晚霞满天的时候，航天城内绿树成荫的小路上，三五成群的科技人员悠闲地散着步……神舟六号飞船的研制，曾获得项目管理的国际金奖。

　　神舟七号研制时，他们将飞船研制生产计划精确到每一天干什么。两年半之后的今天，连他们自己也惊叹，竟然策划得一天都不差，到飞船发射时，每一天都是严格按计划书走的。神舟七号飞船发射前进行了超过1200小时的测试，是历史上最长的一次，测试过程中出现的问题也是历史上最少的。

　　三上太空的中国人，经历了三次历史性的蜕变。火箭、飞船等产品走向成熟，航天员走向成熟，所有的科技人员都体现出前所未有的从容。

　　空间站建设三部曲的第一乐章

　　中国载人航天工程从1992年立项以来，一直是七大系统，到了神舟七号发射的时候，增加到了八大系统，新增的是空间实验室系统。空间实验室系统的主要任务是研制空间实验室，包括具有交会对接功能的8吨级目标飞行器，并在后续任务中研制空间站。实际上，早在神舟六号飞行期间，空间实验室和空间站的研制工作就已经展开了。空间实验室系统总指挥由飞船系统总指挥尚志兼任，总设计师由神舟六号飞船的副总设计师杨宏担任。神舟七号飞行时，这个第八大系统并没有参与，而是仍在实验室里紧张研制，按计划将在10年内进入太空。

　　太空行走和飞行器空间交会对接，是空间站建设的两大基础性关键技术。美俄等国都是先解决交会对接，再进行太空行走。而在中国，这一顺序恰恰相反。这是因为，突破空间交会对接技术需要更长时间。飞船系统总设计张柏楠告诉记者，1 987年他刚参加工作时就知道欧洲人在搞交会对接，直到今年才搞成，耗时超过21年。全国有110多个科研院所，30 00多家单位和数十万人直接参与载人航天工程，协作配套单位更是不计其数。如果发射间隔时间超过5年，就会造成大量资源装置浪费，也会使人才流失。相比而言，有神舟五号和六号的基础，突破太空行走技术需时较短。于是，中国选择先太空行走再交会对接的发展路径。

　　在历史坐标系中，神舟七号飞行定位在载人航天三步走战略“第二步”的首次飞行。在战略“第二步”里，各大系统老总们的时间表上，交会对接的突破定在2009年至2012年，接下来就是发射空间实验室。人类目前载人航天活动的终极目的，是将实验室搬上太空，利用太空微重力高真空的独特环境，开展地面无法进行的生命科学、材料科学等实验，从而为人类造福。中国载人航天的各大系统中，排在第二位的就是空间应用系统，也就是专门负责空间科学实验的系统。

　　然而，由于中国尚处于技术试验和突破期，每次飞行的首要任务仍是力保飞行成功，提供给科学实验的平台和空间既不稳定，又十分有限。神舟七号8吨重的有效载荷，提供给空间科学实验的重量也仅仅在60公斤以内。从神一到神七，利用有限的资源，中国科学家实现了蛋白质结晶、太阳常数监测等多项国际性的突破，但与美欧俄大规模成系统的空间科学实验相比，显得零散和孤单。

　　太空中的实验室究竟能带来多少好处？中国的生物制药业远远落后于西方发达国家就是一个典型例证，太空生命科学试验可以发明和制造出改变人类健康的药物。而在半导体、特种材料、天文学、对地观测等方面的好处更是不一而足。因此，以“神七”为起点的空间站建设，让那些从事空间科学的科学家们对未来充满期盼。将来，太空会是他们的舞台。

　　中国载人航天的思路转变

　　尽管是世界上第三个有能力独自开展载人航天活动的国家，但中国与前两个国家美、俄相比，差距巨大。俄罗斯早在 1965年就实现了人类的第一次太空行走，美国人则在约40年前登上过月球。

　　翟志刚说，这么多年他很少在晚上12点以前休息过；尚志记得，一年365天只在大年初一放半天假的情况已经持续了好多年；一位科技人员告诉记者，所有同学都习惯了每次同学聚会时他都在加班……搞载人航天的人，也许是中国工作强度最大的一群人。有人算过一笔账，他们一年的工作时间相当于普通人3年以上。16年来，正是以这样1：3的比例，中国航天人奋力追赶世界先进水平。

　　神舟一号到神舟五号，中国实现载人航天器零的突破；神舟六号飞船三舱一段式的结构和载3人7天的飞行能力，一步跨越40年差距，与俄罗斯正在服役的联盟-TM飞船达到同等能力。而航天飞机是当今世界技术最复杂、功能最先进的载人航天器，至今已经飞行近130次，能够载7人在太空飞行10余天，能将20吨货物送上太空，还能重复使用。与此相比，仅有8吨有效载荷一次使用的神舟飞船显然差距不少。美国的土星-V火箭能把139吨的货物送上太空，而中国目前推力最大的火箭长征2F最大运载能力仅为8吨。

　　作为后来者，中国载人航天更多的时候只能把跟踪国际前沿作为一种重要的发展方式，这种借鉴前人成果，不重复别人老路的做法，也是能够实现跨越发展的重要因素。当神舟七号发射的时候，《环球》杂志记者在采访中发现，专家们不再强调跟踪前沿，而是将思维方式转变到寻求突破上来。空间应用系统副总设计师赵光恒说，“神七”之后安排的空间科学试验项目，将立足创新式突破，从跟踪变成引领，例如量子光学方面的试验等。中国航天员科研训练中心主任陈善广说，下一步研制新的舱外航天服时，将在可靠性、寿命和功能方面形成自己的独特优势。中国航天科技集团总经理马兴瑞说，新一代大推力火箭的研制进展顺利，有望在2013年左右实现首飞。

　　3年前的2005年11月，长征2F火箭总设计师刘竹生首次透露了中国从神舟七号到神舟十号的载人航天计划：神舟七号实现宇航员出舱，神舟八号发射目标飞行器，神舟九号实现无人对接，神舟十号则实现载人对接。

　　总设计师周建平详解神七四大任务

　　“神舟七号飞行最主要的任务就是完成中国载人航天工程中第一次出舱活动。”中国载人航天工程总设计师周建平近日在酒泉卫星发射中心接受《环球》杂志记者采访时说，“此外，还承担着其他三项任务。”

　　周建平说，人在太空可以发挥自动化机器无法替代的作用，出舱活动技术是载人航天的三大基本技术之一。这三大基本技术是载人航天器的成功发射和航天员安全返回地面、航天员出舱活动技术、航天器在轨交会对接技术。如果能够突破出舱的技术，航天员就能在飞行器外从事组装、维修等科学实验工作。

　　“出舱活动，是中国载人航天工程三步走战略中第二步的一项重要内容，”周建平表示，“再进一步，我们的目标是完成交会对接任务。”掌握了发射入轨、安全返回、在轨工作、出舱活动、交会对接等这些技术，中国就具备了可以从事更大规模的、持续的载人航天活动的能力。

　　周建平说，神七飞行任务还将进行科学实验，包括在太空中进行固体润滑材料和太阳能电池极板舱外暴露试验，将由航天员把材料取回轨道舱。科学家将研究太空环境对这些样品的影响，通过研究寻找进一步提高材料性能和寿命的方法。

　　神舟七号飞船还将释放小卫星，小卫星将围绕轨道舱进行伴随飞行。通过这项实验，检验对两个卫星进行相对运动控制的能力，同时检验地面测控网对两个目标相对运动的测控能力。

　　此外，这次任务还将进行太空中继终端的试验。这项任务的完成，将为中国建立天地测控网奠定良好的基础，大大提高测控网的覆盖率和效率，为载人航天今后从事交会对接等对测控覆盖要求更高的活动奠定更好的基础。

　　解密“太空行走”

　　2008年9月下旬，随着“神七”发射日期的临近，世界各国对中国太空计划的关注再度升温。除了飞船本身，完成中国航天首次太空漫步的航天员身份揭晓及相关活动，也成为公众热议的焦点话题。

　　太空行走是载人航天的一项关键技术，是载人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航天器的重要手段。太空行走包括三种情况：一是在载人航天器密封中的行走；二是在舱外宇宙空间的行走；三是在其他天体如月球上的行走。而一般说的太空行走，专指宇航员在舱外浩瀚宇宙中的行走。

　　跨出舱门的意义

　　太空行走是载人航天的三大基本技术之一，第一项是将航天员送上太空，并且安全地返回；第二项是太空行走；第三项即空间对接。太空行走也是中国“载人航天三步走”中第二步的重要内容，如果太空行走成功，那么就有了进行飞船与空间舱交会对接试验的可能，为载人航天第三步——建立永久性的空间实验室打下技术基础。

　　实现太空行走就可以让航天员发挥更大的作用，比如：可以组装空间站等大的航天器；进行一些维修工作；实现对卫星的发射、维护和回收等。

　　从美国和苏联航天员多次出舱和登月的活动看来，太空行走的意义是巨大的，其近期的意义主要是完成太空作业，包括维修、装卸、更换和回收航天器及航天器的外部设备等。美国人曾通过太空行走修复了“天空实验室”、“太阳峰年卫星” 和“哈勃”空间望远镜；苏联航天员则通过太空行走修复过“礼炮号”空间站及组装、维修“和平号”空间站。当前正在建造的国际空间站，更是需要航天员进行多次出舱活动，才能在轨道上组装建成。

　　两大关键技术

　　据载人航天火箭系统顾问组组长、神舟五号火箭总指挥黄春平介绍，神舟七号在研制上的关键点是宇航服和气闸舱。因为神舟七号将实现太空行走，航天员能否从舱内气压骤然适应真空环境，气闸舱和宇航服扮演了重要角色。

　　由于太空环境的截然不同，航天员出舱必须穿着特制的舱外活动航天服，携带生命保障系统等。然而，要进行太空行走首先要使用的一个重要设备是气闸舱，它是航天员出舱活动的门户，有两个作用：一是在打开舱门时防止舱内的气体泄露，二是在航天员出舱前对大气压力进行调节。

　　载人航天器的气闸舱一般有2个闸门，一个是与座舱连接的内闸门，另一个是可通向太空的外闸门。航天员出舱时先走出内闸门，然后关闭内闸门，把气闸舱内的空气抽入座舱内，当气闸舱内和外空压力相等时才能打开外闸门进入太空。航天员返回气闸舱时则要按相反的顺序操作，这与船通过水闸的过程十分类似。内外闸门的气密性绝对可靠是气闸舱工作的基本条件，闸门的启闭须十分小心和熟练，避免漏气极其重要，否则十分危险。

　　宇航服则在保障宇航员安全的前提下，向航天员提供一个相当于地面的工作环境，同时提供氧气、正常气压、排放二氧化碳、维持舒适的温度和抵御宇宙辐射等维持生命所需的各种条件。

　　宇航服由服装、头盔、手套和航天靴等组成，其中结构最复杂的是服装，由多层组成：最里层是液冷通风服的衬里；衬里外是液冷通风服，这种服装由尼龙弹性纤维和穿在上面的许多输送冷却液的塑料细管制成；液冷通风服外是加压气密层；然后是限制加压气密层向外膨胀的限制层；最外面的防护层除要有防高热、防磨损和保护内部各层的功能外，还要有防太阳辐射的功能和连接其他装具的接口，例如与航天员舱外活动时的脐带连接的接口，与身背携带式生保环境装备、载人机动装置连接的接口等。

　　关乎生命的注意事项

　　首先，宇航员必须穿着价值连城的航天服。太空中温度变化很大，太阳照射时温度可高于100℃，无阳光时温度可低于-200℃，同时存在各种可能伤害人体的辐射。舱外航天服是出舱活动中最重要的装备，相当于一个微型载人航天器。它将航天员的身体与太空的恶劣环境隔开，并向航天员提供大气压力和氧气等维持生命所需的各种条件。

　　其次，宇航员出舱前必须吸一段时间的氧气。由于载人航天器密闭舱内的人造气压、空气组成基本与地面相同，因此人体内吸有一定量的氮气，而航天服内的气压较低，仅为大气压的27.5%，如果航天员猛然出舱，遇到低气压后血液供应不上，溶解在脂肪组织中的氮气游离出来形成气泡，可能造成气栓堵塞血管，引发严重疾病。所以航天员出舱前需要吸取纯氧将体内氮气排出，以排除隐患。

　　另外，宇航员还必须携带喷气背包、通信设备和“安全带”。人在太空中要想向前后移动或者向左右旋转，得依靠航天服上的动力装置，这种动力是利用火箭发动机的反推力来实现的。另外，在太空行走的航天员由于没有参照物，无法分清物体的远近大小，并判断其速度快慢，如无保险措施，就可能丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。

　　出舱方式的选择

　　到目前为止，宇航员在舱外行走主要有两种出舱方式可供选择。

　　一种是早期研制的脐带式的生命保障系统。即航天员身系安全带走出载人航天器到舱外。此带类似小孩出生时的脐带，主要有两个作用：一是提供生命保障功能，航天员在舱外所需要的氧气、压力、冷却物质、电源和通讯等都是通过脐带由“ 母”载人航天器提供；二是起保险绳的作用，以免航天员飘走。

　　此法简单，但存在明显的缺陷。例如，“脐带”不能过长，活动范围小，航天员只能在离“母”航天器几米范围内活动，如果航天器走远了则容易使“脐带”缠绕，像婴儿那样“窒息”而死。在早期出舱活动中常采用这种方式。

　　另一种是后期发明的装在航天服背后的便携式环控生保系统。即不系安全带，而采用载人机动装置，它又称太空摩托艇。航天员出舱后与“母”航天器分离，由于身穿舱外用的航天服，背着便携式环控生保装置，以及太空机动装置，航天员可到离“母”载人航天器100米远处活动。简单的说，就是航天员身背一个可以控制的小火箭在太空自由飞行。这是较先进的一种方式，目前的太空行走大多采用这种方式。

　　空间实验ABC

　　中国载人航天发射密度较低，能够为空间科学实验提供的平台资源有限，因此神舟飞船每次飞行，对研究空间科学的科学家都弥足珍贵。最让科学家们挠头的是，想上天的项目太多，究竟上哪个，实在难以取舍。最后，只能是让那些国家急需又是国际前沿的项目入选。

　　在这次神舟七号的太空飞行中，将主要进行两项空间科学实验：一是释放伴飞小卫星，二是固体润滑材料外太空暴露试验。

　　伴飞小卫星实验

　　A.什么是伴飞小卫星？

　　小卫星伴随大型航天器飞行是一种具有创新意义的航天高技术，也是各航天大国争相发展的前沿技术，利用伴星的相对近距离绕飞能力，可以对空间站、飞船等大型主航天器工作状态进行监视，诊断主航天器外部故障；在航天器交会对接、航天员出舱活动时，可以提供舱外现场监视、航天员安全监视、空间环境突发事件监测；单颗或多颗组网的伴随卫星还可以对空间碎片、流星体等对主航天器构成威胁物体，进行长期观测、跟踪、预报、预警等，以保障主航天器安全。

　　神舟七号飞船是中国首次开展航天器平台在轨释放伴星，以及伴星的伴随飞行试验，其任务目标是：试验和验证伴星在轨释放技术；伴星释放后，对飞船进行照相和视频观测；在返回舱返回后，由地面测控系统控制，择机进行对轨道舱形成伴随飞行轨道的试验，为载人航天工程后续任务中拓展空间应用领域，奠定技术基础。

　　伴飞小卫星由中科院上海卫星工程中心研制，采用了两舱结构一体化设计，用轻型镁合金材料作为主结构框架，整星重量不超过40公斤，卫星具有光学成像、大容量压缩存储、机动变轨、伴随飞行、自主导航、多模式指向、测控数传等多种功能。

　　B.小卫星如何实现伴随飞行？

　　神舟七号飞船飞行至预定圈时实施伴星释放，小卫星释放后多天多次变轨，逐步逼近，最终形成围绕轨道舱的绕飞。当航天员结束太空行走回到舱内后，启动伴星释放装置，包带解锁，伴星由弹簧机构准确送入既定相对轨道，开始第一阶段定向观测任务。

　　然后，利用太阳方向和地磁信息，伴星实时解算目标方位，并控制相机对飞船定向，首先进行彩色视频观测。然后，伴星自主切换成像模式，40度宽视场相机每3秒获得一幅飞船静态图像，经高效压缩后存储。

　　随后，伴星逐渐远离飞船，切换到9度窄视场相机，继续从多角度多方位获取飞船在轨运行图像。当预定时间的观测任务完成后，伴星从对飞船定向转为对地定向，在测控站上空将存储图像下传地面。

　　航天员返回后，轨道舱仍然在轨飞行，此时，伴星飞行在其后方数百公里的共面轨道上。地面测控网通过测距测速确定伴星运行轨道，轨道舱与伴星的轨道数据统一汇集到北京航天飞行控制中心，经过运算分析，生成变轨参数，上传到伴星。

　　根据收到的参数，伴星自主调整变轨姿态，在预定时刻实施轨道机动，经过远距离接近，近距离逼近，兼顾控制飘移轨迹形状，伴星逐步接近轨道舱，达到对轨道舱的伴随飞行目标。

　　最终通过对轨道参数的精确调整，伴星形成并保持对轨道舱的同轨道面椭圆绕飞。站在地面上看，伴星和轨道舱各自沿着自己的轨道运行，由于轨道不同，所以站在轨道舱上看，伴星忽而在前，忽而在后，忽而在上，忽而在下，就像是绕着轨道舱飞行一样。

　　当伴星成功完成伴飞技术试验后，转入长期管理阶段。在3个月留轨寿命期内，由中国航天测控网国内陆上站和北京中心对伴星进行测轨跟踪、遥测、遥控、数据注入等工作，并根据轨道衰减和伴星剩余推进剂的情况合理考虑进行轨道维持。

　　C.伴飞小卫星有什么功能？

　　首先，小卫星可以成为为大型航天器保驾护航的重要工具。利用伴星的相对近距离绕飞能力，可以对空间站、飞船等大型主航天器工作状态进行监视，诊断主航天器外部故障；在航天器交会对接、航天员出舱活动时，可以提供舱外现场监视、航天员安全监视、空间环境突发事件监测；单颗或多颗组网的伴随卫星还可以对空间碎片、流星体等对主航天器构成威胁的物体，进行长期观测、跟踪、预报、预警等，以保障主航天器安全。

　　其次，由于伴随卫星结构小、总量轻、成本低、研制周期短，在轨二次释放，不需要花费发射成本，容易实现在运行的主航天器上发射，因此，伴星是一种经济实惠的试验手段，能探索新的航天器发射模式。

　　另外，微小卫星还可以组网运行，具有较强的机动、灵活性，在对地观测应用领域具有优势。如果释放多颗伴星组网，可以实现多星协同工作，完成一颗卫星单独无法实施的应用任务，提高卫星应用效率，例如长基线精确的对地观测，多星联合的三维立体测绘，空间环境参数的立体监测、地球环境的综合探测等。

　　此外，利用在轨释放技术来实现小卫星组网、编队飞行，可以实现全球无盲区的地面通讯、广播和导航定位等。最后，某些新的空间科学与技术实验，往往在一个平台上无法完成，提出了需要多实验平台支持的要求，采用二次释放伴随卫星可为这类研究方便地搭建实验条件。

　　固体润滑材料外太空暴露试验

　　A.首次太空行走为何定为取固体润滑材料？

　　神舟七号航天员能够出舱活动并开展工作，利用这一点可进行的科学项目着实不少，科学家们一口气提出了10多个设想。其中的一个就是固体润滑材料外太空暴露试验。

　　航天器的转动机构所使用的润滑材料，不同于地面上的任何一种润滑油。液体润滑材料在太空真空环境中会汽化得无影无踪，因此，航天润滑剂都是固体的，电镀和沉积到航天器转动机构表面，起到润滑作用，比较常用的有二硫化钼等。人们已经知道，固体润滑材料的性能，受太空原子氧和紫外辐射的影响较大，如果性能下降，就会引发航天器转动机构故障，进而引发航天器失效。固体润滑材料的性能已经成为影响航天器寿命的主要因素之一。

　　试验样品经航天员取回并带回地面，可以获得外太空环境对材料影响机理的原始数据。经过论证，这个项目的优势显现出来：国家建设确实急需，便于航天员操作，美欧也在开展这项研究，在国际上尚属前沿。

　　B.开展固体润滑材料试验有什么意义？

　　中国科学院兰州化学物理研究所承担了这一项目的研制工作。试验样品上共装了4大类11种材料，另外还装了4种太阳能电池机底薄膜材料，正反面共80片。这些材料有的已在航天器上使用，有的从未使用，性能尚不清楚。飞船发射前，样品装在飞船舱壁上，航天员出舱取回时，共在外太空暴露40小时以上。国外经验表明，暴露40小时以上即可获得试验效果。

　　这次试验还能起到另外一个作用，通过天上的试验，获得基准数字，对地面在什么模拟条件下能获得跟外太空一样的效果提供基准，从而指导地面模拟试验。如此一来，今后的固体润滑材料研究就会以前所未有的加速度发展。

　　C.如何防止意外情况发生？

　　飞船发射时固体润滑材料试验样品台会不会意外脱落？航天员太空行走时会不会取不下来？试验材料会不会对航天员安全造成威胁？

　　空间应用系统副总设计师赵光恒告诉记者，科研人员采取5大措施确保样品台安全可靠。

　　设计制造样品台，在地面这是一项简单的工作。但在太空特别是载人航天活动中，每一个环节都充满风险。中科院光电研究院和兰州化学物理研究所进行了一系列技术攻关，进行了数千次地面模拟试验，创新性地设计并研制了同时具备锁紧及解锁功能的装置，通过可靠性验证试验考核表明，可靠度达到99.65%以上。

　　首先，科学家对试验样品及其空间试验过程中可能形成的反应产物逐一进行了研究分析，确保不产生威胁航天员健康的任何物质。在样品台把手材料选取上，采用非金属材料，通过查阅大量文献和试验验证，掌握了舱外环境下非金属材料的挥发性、表面侵蚀、力学性能，最终选定空间性能稳定、无有害挥发物的尼龙材料。

　　其次，航天员在空间须用一只手固定身体，另一只手单手操作完成装置解锁，并且带着厚厚的充压手套。因此操作方式避免了复杂的手部动作，同时有效防止装置脱手。经过深入设计和综合比较，最终确定了由“拨”、“拉”、“压”、“提 ”四个动作组成的解锁操作。试验装置在空间只需进行一次解锁操作，但为了确保这一次的成功，设计人员在地面进行了20 00多次的解锁试验。

　　第三，操作力须限定在一个区间力，过大则航天员无法操作，过小则航天员没有手感，通过精确控制摩擦面的弹性变形量，最终将解锁操作力严格控制在所要求的范围内。

　　第四，装置外表没有棱边、无锐角，无过高的凸起物，避免了划伤舱外服或者拉挂舱外服表面线缆。

　　第五，通过结构自锁和机械锁紧集成的模式保证试验样品台可靠地被固定于飞船舱外，具备在解锁过程中机械锁紧装置被打开后样品台仍可固定于样品台底座的功能。

　　太空技术背后的人文思考

　　9月份有两件科技上的大事引起了世人的关注，一件是欧洲大型强子对撞机的启动，另一件是中国“神七”的发射。如果把世界分成两个方向的话，那么“神七”进入太空代表了宇宙的大尺度，而大型强子对撞机要探索的则是微观世界亚粒子的尺度。它们都关系到宇宙的起源和终结，以及人类的未来生存，所以9月是一个科技之月。

　　太空中的“社会”问题

　　在“神七”的新使命中，航天员的人数由“神六”的两名增加到了三名。这本身没有令人感到惊奇，因为39年前，美国的“阿波罗”飞船就把三个太空人送上月球了，而后来的航天飞机能同时把七人送入地球轨道，甚至平民也可以上太空。

　　然而三个人之所以比两个人更重要，是因为“三”这一数字所具备的社会涵义。中国首位太空人杨利伟在接受采访时曾说“将来要在太空中建立党支部”。他的意思是，人类是有信仰的。这一点意义很大。宇宙与信仰的关系问题，可能是神舟系列飞船今后始终要面对的。

　　“神七”的这次飞行中，有一名太空人出舱进行太空行走。这当然首先是个技术问题，而它更深远的意义则在于，中国人可以在宇宙中真正做一些大事情了。无论是登月，上火星，还是将来要移民外星，甚至与可能存在的外星智慧生物打交道，都需要人在太空环境下工作，需要人离开飞船。如果仅仅把几名航天员放进飞船送到天上去逛一圈，那只具象征性意义。

　　这两件事情放在一起，体现的不仅仅是技术问题，而是有着一个深远的主题——太空环境下人与人的关系问题。人是社会化的生物，是要群体生存的，无论在地球上，还是在宇宙中。所以“神七”的意义就在于，它意味着中国人要在这方面开展进一步的探索和完善。

　　对于中国人来说，这涉及很多问题，其中许多是别人无法解决的，是到哪里去受训也无法解决的，因为航天技术可以一样，但在人的关系的定义上，我们是与西方不同的。人在太空中并不是仅仅按照军队模式，用纪律化的方式执行严格操作就够了，也有人与人相处的微妙问题。今后太空人多起来，要建立空间站，建立基地，建立移民点，遇到的情况会更多。我们曾与国际宇航大学的外籍专家探讨，对方认为，可能对中国人太空探索产生很大影响的，还是伦理方面的问题。比如，遇到危险了，是不顾性命，把任务放在第一位，用牺牲精神去完成呢，还是先撤退保命再说，任务留待以后呢？

　　中国人与西方人的理解和反应可能不同。但现在都还没有完整的答案。“神六”上天时，多年参与航天员心理选拔科研工作的中国科学院心理所研究员时勘曾说，大量的国际比较研究结果表明，中国文化更加倡导集体主义，德行垂范。在心理品质方面，中国选拔出的航天员更会表现出高度的意志品质，责任心和献身精神。不过，中国文化中的“面子”、倡导宽容忍让，有时也可能会导致复杂情况下沟通效果的降低，不利于信息分享，需要在选拔和培训中予以关注。

　　人们将发现，不久之后的太空，既会是一个飞翔着各国航天器的太空，也会是一个充满不同信仰和价值观的太空。那么，它们能否很好地相处？这是“神七”的三人飞行组合需要回答的，也是其他文化背景的宇航员集体需要回答的。

　　以技术延续文明？

　　另一个人们谈得较多的话题是，“神七”上天，像北京奥运会开幕式一样，中国人又“炫”了世界一把。因为中国将成为第三个能独立把三个人同时送上天的国家，国际社会认为中国巩固了航天俱乐部成员的地位，进一步明确了大国身份。而对于中国人来说，“神七”可能是北京奥运会的延续，因为在奥运开幕式上，一条主线就是中国的辉煌文明和文化很清晰地是以技术来支撑的，比如活字印刷，纸张，火药，航海技术……

　　开幕式上的另一种形象就是太空人。有两种，一种是穿着宇航服的中国太空人，另一种是李宁展示的太空行走。而祥云的形象，星球的形象，星系的形象，也都暗示着中国要在宇宙的大舞台上表演。所以从这个角度去看待“神七”，会觉得它是五千年中华文明的一个独立的延续。

　　余下来的问题可能还是在技术层面，而不是奥运会展示的那种精神象征。比如，活字印刷，毕升据说要刻几千个活字，才能印出一本书，而西方只需要刻26个字母，所以当时印刷术对西方文明的推动更快。再比如航海，开幕式上展示了郑和率领着十五世纪世界上最大的舰队，但同样在那个世纪，西方用少得多的人、小得多的船，完成了环球航行，发现了新大陆，一个原因是西方人发明了快帆船这种小而灵的跨洋交通工具。

　　但这背后又是简单的技术问题吗？为什么有的文明只用26个字母和快帆船就能表达他们的思想，达到他们的意图呢？这种内容与形式的关系问题，在未来的宇宙探索中还会存在。实际上，除了自豪外，还可以把重大技术事件当作比照和研习的机会。

　　改变思维定势？

　　“神七”似乎留下了一个问题：太空活动能够改变地面上13亿中国人的思维定式吗？

　　很长一段时间以来，中国人往往习惯从历史和圣人那里寻找答案，而不太善于去探索未来，这或许是中国过去几百年来没有做出重大科技发明的原因之一。比如飞船并不是我们的发明，与神舟飞行任务相关的太阳能电池、温度计、拉链、电灯泡、塑料、雷达、晶体管、数字计算机、圆珠笔、集成电路、互联网等等，都不是中国人发明的。

　　这究竟是不是跟思维定式有关？我们可以作些思考。第一次神舟载人飞行是2003年，而中国人把人造地球卫星送上太空至今已有38年。太空活动会不会改变中国人的世界观？

　　不过这个问题也要从另一个角度来看，比如至少我们不希望我们的文字因此而改变。我们是中国人，不是外国人，更不是外星人。我们要用中国人的思维方式去改造宇宙，而不是让宇宙改造我们。