Aero 版 (精华区)

发信人: ersy (Green Mouse), 信区: Aero
标  题: 用计量的眼睛看“神舟”飞船的精密 
发信站: 哈工大紫丁香 (Sat Nov  1 08:46:29 2003), 站内信件


　　“神舟”五号载人飞船成功地飞向蓝天，准确入轨并顺利返回，实现了中华民族千年
遨游太空的梦想。我们为之激动、欢庆和自豪。从此中国成为继美国、前苏联之后第三个
拥有太空飞船的国家。这是我国实现航天现代化的辉煌成果。
 
　　随着现代化建设的不断发展，人类的活动范围已经从陆地、从海洋扩展到太空。20世
纪50年代，航天技术的出现开辟了人类探索太空的新时代。空间以其蕴藏着巨大的政治、
经济、军事、科技价值，世界各国不断加大空间技术开发和应用，对空间资源进行的竞争
越来越激烈。

　　计量科学技术在空间技术的研究、制造、发射、回收的各个环节中发挥着技术基础的
作用，长度、热学、力学、声学、光学、电磁、无线电、时间、频率、电离辐射等10大计
量无疑得到广泛的应用。

　　火箭系统是载人航天工程七大系统之一，火箭上大约有5万个零部件，“神舟”五号飞
船约由7万个零部件组成，火箭、飞船总共加起来一共大约是12万多个零部件，协作单位6
0多个。元器件是火箭的细胞，元器件的质量至关重要，有一个元器件老化了，制造过程不
符合标准，计量不准确，就会导致元器件质量老化和损坏速度加快。这样就可能造成整个
火箭系统的失败。因为是在几十家工厂生产，制造厂如果计量量值不一致，测量精密度不
准确就会造成元器件的不合格，或出现质量问题。计量科学技术在每一个元器件制造工艺
过程中都发挥着技术基础作用。在标准化的生产线上，计量技术作为“工业眼睛”的功能
，监测着每一个元器件的内在品质。这些元器件生产线的标准必须实现宇航级才能满足要
求，才能生产出质量好，失效率低的元器件。元器件质量过得硬，才能直接保证火箭、飞
船的质量。

　　“神舟”五号飞船火箭组合体高达58.3米，重量近500吨，这样一个庞然大物，要在一
个相当于38层楼高的“航天大厦”里进行飞船和火箭总装垂直测试。测发中心通过计算机
测发指挥监察系统，实行自动化检测和对关键部位的监测监控，通过严格精密的计量测试
，确保飞船、火箭发射的可靠性。由于是垂直组装、垂直测试、垂直整体运输，所以，测
试厂房的大门就高达74米，上宽14米，下宽25.6米，面积达1000多平方米，称为亚洲第一
大门。飞船、火箭组装测试完成后，要沿着20米宽、1500米长的铁路垂直驶入发射塔架。
在距发射场1500米外的技术区，进行远距离给火箭“点火”。计量技术自然应用在其中。


　　火箭在起动发射时，喷出的火焰，在100多秒的时间要燃烧掉2000万美元的燃料，可见
燃料是多么的昂贵。燃料的多少需要精确计量，装多了不但浪费能源、金钱，而且对火箭
的入轨产生影响，火箭载着飞船在飞向蓝天时，要经历助

　　推器分离，一级、二级火箭分离、整流罩分离、逃逸塔分离，最终实现“神舟”五号
飞船成功地与长征火箭分离。实现上述分离入轨后，绕地球14圈，每圈90分钟，经历21小
时。每一个环节都需要精密的时间频率计量，否则就无法实现自动控制，也就不能实现飞
船与火箭准时分离并入轨，更不能实现精密定轨，飞船的位置就不能准确定位。精密定轨
是为了配合微波遥感探测器中的高度计。比如，要通过高度计辐射回来的电磁波信号计算
海洋平面的高度，然后才能确定飞船自己的位置有多高。飞船的精密定轨采用的手段很多
，包括船载GPS、激光反射器、无线电应答机等。GPS定位，主要通过接收机，接收导航卫
星传来的信号。激光雷达测距是靠地面激光跟踪站发射激光，再根据从飞船上反射回来的
信号，进行数字计算，测定飞船的准确位置。这种计量、测量，计算越精确，飞船的定位
就越精确，我国飞船定位精度可以达到几米之内。

　　我国“神舟”五号载人飞船是在42.5度角的倾斜轨道上运行，近地点高度为200公里，
远地点高度350公里的椭圆形轨道上，实施变轨后，进入342公里的圆形轨道。飞船环绕地
球运行14圈后，将飞行高度降到约80公里时，进入大气层，与大气层产生摩擦，外表变成
一团火球，周围产生等离子体，形成电磁屏障。返回舱距地球约10公里后打开1000多平方
米面积的大伞，随后返回舱缓缓下降，抛掉防热底盖，在接近地面1公里时，点燃反推火箭
发动机，以不大于每秒35米的速度，在预定地区着陆。

　　在火箭、飞船的元器件筛选、组装运输等每一个环节中都运用了一系列控制中的计量
科学技术，只有通过精密的计量测试才能确保飞船、火箭万无一失。否则，后果是不可想
象的。

　　在火箭、飞船等航天技术中，对时间频率的计量的要求极高，当然，在目前使用的7个
基本计量单位中，时间频率计量是宇宙间测量精度最高的物理量。时间单位秒或频率单位
赫兹的测量不确定度已达到10-15至10-16量级(3000万年误差一秒)。目前，中国计量科学
研究院研制的原子喷泉钟最终可达到10-15至10-16量级，新一代具有国际先进水平的时间
频率基准装置，将为满足我国航天事业的发展做出贡献。
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  老鼠怕猫？
    那是谣传！^-^ 




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