这原本是物理的寒假作业，因为在班级里过于落后，允许展示。

应物理老师要求，笔者上网略微查找了一些资料，观看了航天员训练的纪录片，去科技馆了解火箭发射的步骤。在收集资料的过程中发现了一些在收集前没有发现的问题（比如火箭的组装方式、航天员的心理疾病风险等）。最终在物理老师提示相关问题的情况下完成了本文的论述。

中国载人航天起步较晚，面临着较多的困难与问题。在此刻总结此前问题的解决方案，为未来解决困难提供提示，显得尤为必要。笔者以高中在校学生的视角对这一课题尝试展开论述。

航天员相关

在火箭发射的过程中，航天员需要做好应对火箭舱体剧烈震动、巨大噪音和超重的准备。在微重力环境会给航天员的饮食和排泄造成影响，在这种环境下，航天员骨骼中的钙会加速流失，患骨质疏松症的概率会增加。在太空中，绝对不能走出的狭小空间和漫长的独处会让航天员更容易患上心理疾病。宇宙射线可能轰击航天员的染色体，对航天员造成不可估计的影响。另外，太空中极低的大气压对于宇航服也提出了严苛的要求。（主要参考资料：https://www.bilibili.com/video/BV1Cd4y1c7GR/）

航天员在执行任务前需要进行数年，乃至数十年的严格训练，以确保在突发情况发生时能够沉着冷静正确地解决。除了学习空间环境、航天飞行基本原理、航天器结构特点与运行方式等基础理论课和进行基本的身体素质训练外，航天员还需要进行模拟航天器发射和返回时超重环境的离心机超重耐力训练、噪声和震动环境工作训练、模拟失重训练、压力试验舱缺氧耐力训练、锻炼抗晕眩能力的转椅360度快速旋转、应急能力锻炼、针对太空孤独环境的隔离训练、72小时睡眠剥夺训练。在离心机超重耐力训练的过程中，航天员在训练舱中水平旋转，受向外的惯性离心力和竖直向下的重力，两者会合成一个斜向下的表观重力，从而模拟超重环境。模拟失重训练则是通过使航天员所受浮力与重力大小相等实现的。（主要参考资料：https://www.bilibili.com/video/BV1LQ4y1Q7wL/）

航天服可以降低真空、极温交替、太阳辐射、空间碎片和微流尘（宇宙空间细小的岩石颗粒）等环境因素对航天员的危害。以飞天舱外航天服为例，它具有保护、执行任务、生命维持等功能。其中，镀金的滤光面窗用来过滤有害射线并阻挡红外波段达到隔热效果，由复合纤维制成的压力服外防护层可以抵挡微流尘和宇宙射线的攻击，由镀铝聚酯薄膜组成的隔热层利用热能反射可以起到隔热效果，由橡胶和涤纶组成的气密——限制层可以防止航天服因为内外巨大的气压差而过度膨胀。（主要参考资料：https://www.bilibili.com/video/BV1Uv4y1D7AJ/）

航天员需要在太空中进行体育锻炼防止骨质疏松。另外，为了防止幽闭症，航天员还需要接受心理训练。

运载火箭相关

运载火箭要想摆脱地球的引力进入预定轨道需要达到一定的速度，这对于火箭发动机的推力有很高的要求。火箭一旦起飞，就需要受到巨大重力和空气阻力的影响，这对火箭发动机的爆发力有要求。除此之外，火箭发动机的质量要轻，材料要强，强度要大，稳定性要高。目前，我国主要使用YF-100火箭发动机作为运载火箭的发动机，它采用富氧预燃分级燃烧循环技术，具有环保、经济、可靠、推力大、性能高、可复用等优良特点。（主要参考资料：百度百科）

由于低频振动会造成人体内脏晃动，干扰脑电波，使得航天员语言受阻、四肢运动困难、决策混乱，严重危害航天员的生命安全，因此载人航天对振动抑制提出了严格的要求。我国载人火箭发生的8Hz振动，曾给首位航天员杨利伟带来极大的痛苦，科研人员采用能够吸收燃料振动时产生的能量、改变燃料振动频率的变能量蓄压器抑制了8Hz的振动。（主要参考资料：https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab446/info65146.htm）

在火箭组装的过程中，为了避免麻烦和防止火箭在起竖时出现问题，火箭的组装与测试应采取“垂直总装、垂直测试、垂直运输”以及远距离测试发射的先进模式（“三垂模式”）。火箭燃料加注时，需要根据气象情况对需要加注燃料的多少（加注参数）进行计算，先加注常温燃料，再加注低温推进剂。以防止卫星受气动力、气动加热及声振等有害环境对卫星的影响，火箭需要有整流罩这一结构。（主要参考资料：泉州市科技馆太空探索场馆介绍与百度百科）

其他

空间交会对接可以分为前向、后向、径向对接三种。空间交会对接有四种控制类型：一是全部由地面通过遥测和遥控实现的遥控操作，二是航天员在地面指导下动手操作实现的手动操作，三是船载设备与地面相结合实现的自动控制，四是船载设备在不依靠航天员和地面的情况下实现的自主控制。为了利用径向端口，需要进行径向交会对接。径向交会对接控制姿态和轨道难、姿态和相对位置确定难、航天员手控交会模式难。2021年10月我国进行的首次径向交会对接整个过程都是在制导导航与控制系统的指挥下飞船自主完成的。（主要参考资料：https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_14932299 ）

飞船返回舱在返回地球时，由于空气动力加热，返回舱表面的气体和材料会被分解和电离，形成一层等离子层。由于等离子体具有吸收和反射电磁波的能力，因此覆盖在返回舱表面的等离子层就是一层电磁波屏蔽层。此时，舱外的无线电信号进不到舱内，舱内的无线电信号也传不到舱外，舱内外因此失去了联系。这种空间飞行器以很高的速度返回大气层时在一定高度区域与地面的通信联络会中断的现象称为黑障现象。例如，天问一号着陆巡视器在着陆火星时会经历长达9分钟的黑障期。目前还没有可以彻底解决黑障现象的方法，改进返回舱舱体可以缓解黑障现象。（主要参考资料：百度百科）