设为首页收藏本站

科技网

[信息] 奥地利的载人航天活动

[复制链接]
发表于 2008-12-7 15:51:14 | 显示全部楼层

奥地利的载人航天活动

  奥地利是中欧的一个发达资本主义国家, 工业和科学技术有相当高的水平和较好的基础。但在资本主义世界,它不是一个大国和强国,面积仅8.4万平方公里,人口不足800万,资源贫乏,国家的综合实力有限。 这就决定了奥地利不可能自行建立起完整的航天科技工业体系, 也不能独立地制定自己的载人航天计划。然而, 它却凭借自己发达的工业和科学技术水平及一定的经济力量,积极参与国际载人航天计划;在政府的指导下, 积极发挥有关科研机构和工业部门相结合的优势,以民间运营为主要方式, 以有限的目标, 在载人航天高技术和空间科学等领域的某些方面开展较有特色的工作,尽快取得一些成就,以提高奥地利在世界载人航天界的地位。 奥地利政府在发展它的载人航天活动中正是采取了这样的策略。  
  一、以与俄罗斯合作为主,积极参与国际载人航天活动
  奥地利作为一个欧洲国家,是欧空局的成员国之一, 一向参与欧空局的活动。但是,由于欧空局构成庞杂,成员国各有盘算,经费筹措困难, 因此行动很难协调,计划进展迟缓,奥地利在其中也难有作为。 美国是当今世界第一航天大国,但与美国合作耗资巨大,同时美国以老大自居, 对与奥地利这样的二流国家的合作兴趣不大。前苏联也是一个航天大国, 它在载人航天领域曾有过辉煌的成就。但是进入80年代后期,由于国内政治动乱, 经济濒临崩溃的边缘,载人航天计划也步履十分艰难。然而, 前苏联在载人航天方面不仅有丰富的经验,而且产品质量可靠、价格不高, 是奥地利的理想合作伙伴。于是,双方签订了“奥地利”和平号(AustroMir)联合空间飞行实验计划”, 由奥地利提供2名航天员(其中1名上天)和14项空间实验项目及其飞行硬件与相关软件, 在和平号空间站上进行联合空间飞行实验。前苏联解体后,俄罗斯继承了前苏联的各项国际航天合作协定, 使该计划得以继续执行。1989年, 奥地利在国内选出了它的首批2名预备航天员弗朗兹·维博克和克里门斯·洛塔勒, 并于1990年送至俄罗斯星城加加林航天员训练中心进行训练,同时对装船实验设备进行研制和测试, 并调整到与和平号空间站接口适配。1991年, 俄方确定维博克为执行飞行任务的第一当选者,洛塔勒为预备者,同时将装船实验设备的飞行试验件运抵莫斯科, 进行验收和交付,最后运到拜科努尔航天发射场, 由进步号货运飞船运往和平号空间站。1991年10月2日,维博克和俄罗斯航天员沃尔科夫、 哈萨克斯坦的首飞航天员阿乌巴基洛夫一起乘坐联盟TM13飞船升空, 进行了为期8天的飞行。其中6天在和平号空间站工作,圆满完成了奥地利和平号计划的全部飞行实验任务, 然后于10月10日乘坐联盟TM12飞船与另两名俄罗斯航天员安全返回地面。
  为了实施这一空间飞行计划,奥地利支付给前苏联4000万法郎, 自行研制了价值7500万法郎、总重量为170千克的有效载荷。 虽然奥地利为此付出了巨大代价,但取得的成效也是明显的。通过实施这一计划, 奥地利不仅充分利用了前苏联的航天员选拔与训练技术、 联盟TM飞船的技术和和平号空间站技术,取得了大批的空间实验数据和资料, 而且锻炼了该国的科技和工程人员。因此,奥地利对奥俄联合飞行十分满意。 特别是奥地利的首名航天员从和平号空间站返回地面的当天, 正值国际宇航联(IAF)和国际宇航科学院(IAA)共同举办的国际宇航联第42届会议的闭幕式。奥地利利用这一“效应”,在激烈的竞争中战胜了意大利、 澳大利亚和保加利亚等对手, 取代了战乱中的前南斯拉夫成为国际宇航联第44届会议(1993年)的举办国,大大提高了奥地利在世界航天界的地位。
  二、以民间运营为主要方式,积极发挥学术机构和企业相结合的优势
  奥地利载人航天活动的领导机构是奥地利联邦科学与研究部和奥地利国家航天局(ASA)。 前者是奥地利主管全国科学技术发展计划与经费的政府部门,也是奥地利航天事业的决策者; 后者是航天领域的行政管理机构,是奥地利航天发展计划的执行者。但是与西方一些国家相类似的是, 奥地利的载人航天活动主要是以民间形式运营的, 并主要依靠有关学术研究机构和民营企业。其中最为活跃, 同时也是最具备技术优势的是奥地利航天医学与空间生命科学协会(ASM)和诺瓦(NOVA)宇航公司。航天医学与空间生命科学协会由奥地利联邦科学与研究部发起, 于1991年成立。它的任务是, 实施国内与国际载人航天医学与空间生命科学计划,促进学科间的发展与配合,开发空间实验设备的地面应用, 开展同行间的国际与国内合作,为奥地利的航天医学与空间生命〖KG(*9] 科学活动提供工作平台。协会的主要经费来源为奥地利联邦科学与研究部提供的项目拨款。它的主要成员单位为全国著名的高等院校、 公立的研究机构和从事航天产品研制和技术研究的民间企业,例如维也纳大学、奥地利大学、 航天神经学研究所、空间运动与生理研究所、奥地利军械研究中心、 FDP数据公司和邦姆巴公司等。航天医学与空间生命科学协会的最主要活动是参与奥俄奥地利和平号联合空间飞行计划, 负责奥方航天员的选拔与训练和空间实验项目的技术管理与组织实施。在此期间, 该协会与俄罗斯生物医学问题研究所和加加林航天员训练中心建立了密切的合作关系。在奥地利和平号计划完成后, 协会又积极参与了俄罗斯的长期空间飞行计划。 协会还定期和不定期地组织有关航天医学与空间生物科学的讨论会, 向国内外提供空间飞行实验的研究成果及其地面应用的有关信息。
  诺瓦宇航公司是奥地利航天界一家有代表性的私营公司, 成立于1992年。它同航天医学与空间生命科学协会的关系十分密切。 公司成立伊始,就在奥地利和平号奥俄联合空间飞行实验计划中负责两大实验项目。 这两个项目是MOTOMIR和MONIMIR。 前者是进行近于微重力受控运动模式下的生理和代谢分析;后者是开展微重力下眼、 头和手臂的协调与脊反射的实验观察。在这两项实验设备的研制中, 诺瓦公司显示了它较强的技术和管理能力,并得到了俄罗斯同行的重视, 被授权承担俄罗斯生物医学问题研究所在奥地利、德国、沙特阿拉伯和伊朗等国的总代理。此外, 它还与加加林航天员训练中心签定了合作协定。按照协定, 诺瓦公司可与加加林航天训练中心一起承担航天员选拔与训练、飞机抛物线飞行、 航天环境医学与飞行中人的因素等领域的工作。诺瓦公司的主要业务是进行微重力与生命保障系统、实验载荷、 卫星机构与部件及地面支援与试验设备等航天硬件的研制; 开展不利环境对人体的影响、航天员训练心理工效学、运动医学、航天员康复与再适应、 预防医学与医学保障等航天医学研究。 诺瓦公司还通过与欧洲空间局和相关高技术产业的合作形成了一个较完善的体系,进行包括可靠性、有效性、 可维护性与安全性的定性和定量的风险评估与管理, 并按ISO 9000系列建立了质量管理体系和结构管理体系。
  三、以奥地利和平号计划为主要手段, 积极发展航天医学与空间生命科学研究
  奥地利科学家利用奥地利和平号计划在俄罗斯和平号空间站上开展了一系列以航天医学与空间生命科学为主的实验研究。在此之前, 奥地利早已开展了该领域的研究工作,由于不具备空间实验条件, 只能在地面模拟环境下进行,因而得到的实验数据缺少真实空间环境条件下的验证, 许多研究结论也是停留在“假说”或“臆测”的水平上。在奥地利和平号计划中, 奥地利安排了有关空间定位与运动协调、空间体液分布与心血管功能、 空间认知、空间遗传和免疫等方面的11个实验项目。 各实验项目的主要任务和结果如下:
  1.AUDIMIR是首次在空间进行的听觉定位功能实验。它利用双耳技术,通过头颅相关传递函数引起的声信号频谱改变来确定声源方位。 实验结果表明,微重力下的横向定位与地面基本相同, 而纵向定位则有约10°的明显下偏;当使用转动声源时, 动态定位受到了听觉的动力刺激的影响。这些现象都是首次观察到的。
  2.BODYFLUIDS是研究微重力下体液分布的情况。 它利用声脉冲测速技术自动测量血或血浆中的蛋白质浓度, 进而推测下体负压试验中血流的变化,以分析航天员体液分布情况。实验结果表明, 飞行中下体负压引起的血液向腿部的转移低于地面条件;飞行后血和血浆中的声速增加, 表明下体负压中血液到腿部的转移增大, 这说明体液分布的改变在失重适应和回到重力场的再适应是不同的。
  3.COGMIR旨在研究空间高级认知的功能。它包括两组共6项心理测试,整个实验由计算机控制,并自动记录测试结果。结果表明, 飞行前、中、后的所有测试数据均无明显的波动;飞行中直至着陆后第2天, 较长时间周期(6~10秒)有被过短估计的趋势, 但也未达到统计学上的显著水平。这说明航天员的认知功能在短期空间飞行中不会受到明显的影响。
  4.DOSIMIR是监测奥方航天员所受辐射剂量的实验。 它由200个各种类型的致热发光剂量计和23个核径迹检测器组成的剂量包来监视辐射吸收剂量和高能带电重粒子,其中一个剂量包随航天员飞行, 另一个由联盟TM12飞船于同年5月18日先行送上空间站以作较长时间的监测。结果表明,不同剂量计间有较好的一致性。飞行8天的吸收剂量为1.64±0.02毫戈,飞行145天的吸收剂量为34.2毫戈。经过标定对照, 高能带电粒子为7伏/微米,折算为品质因素1.9。 这些结果与以前的法苏联合空间飞行的结果一致。
  5.MIKPOVIB的目的是研究微重力条件下人体的微震。 它包括测量记录飞行中人体的静息震颤(臂下垂)、维姿震颤(臂平举)、 肌肉的等长震颤。实验结果表明,轨道飞行中奥航天员身上未发生静息震颤, 可见地面上的人体静息震颤不主要是由心跳所引起;维姿震颤也明显下降, 不及飞行前后的1/3, 仅略高于静息震颤。 同时频带也由地面上的8~12赫移到了5赫左右;而肌肉的等长震颤没有受到微重力因素的影响。
  6.MIRGEN是用来评价空间飞行因素对遗传信息可能产生的影响的实验。该项目无空间实验, 只是通过飞行后的测量结果来反映飞行因素的效应。它主要包括外周血淋巴细胞组成、DNA合成、 自发性与丝裂霉素引起的姐妹染色体交换和染色体核沉降等指标。结果表明, 飞行后外周血淋巴细胞组成,除自然杀死细胞有明显下降外,无明显改变; 在有丝分裂淋巴细胞中,白细胞介素2受体在飞行后有明显下降,但飞行前也有下降, 这一现象可能是由于训练和飞行中的应激所引起,而不是飞行环境因素所致。 飞行后的自发性或丝裂霉素致姐妹染色体交换无明显变化,但在超速离心沉降中,飞行后的核沉降系数下降, 反映淋巴细胞中染色体螺旋结构的破裂率上升。因此,虽然飞行因素的基因毒理效应不明显, 但对可能引起的DNA修复功能下降的后效应应引起重视。
  7.MONIMIR是一个用来研究失重条件下人体运动失调的实验项目,用光电运动摄像系统监测航天员的运动控制特性,发现瞄准中反应时间和离散度增加,瞄准的校正次数增多,且校正无效率增大; 短时运动记忆实验在飞行前相当稳定,但在飞行中减退,反映在重复范围扩大、位置下降。 实验还观察了颈椎在微重力下的生物力学特性, 发现飞行中颈椎的转动与弯曲合运动对称性改善,运动模式趋于平滑, 这些均为失重初期适应性运动功能的表现。
  8. MOTOMIR是为了解决空间站原有锻炼设备不能准确定量控制和重复的缺点而研制的一套实验与锻炼兼用的运动设备。利用这一设备, 航天员可以进行手或脚、周期或非周期、同轴或非同轴、伸展或屈曲、 等张或等长各种形式的运动,且运动的速度、角度、时间和负载大小均可调节。 在奥地利和平号任务中,由奥航天员实验取得的数据发现, 飞行中非周期同轴手运动,无论其伸展或屈曲,累积力都下降,下降程度随飞行过程而加大,飞行后得到恢复;力的产生速率也下降10%~50%, 但飞行后不能立即恢复。这些结果表明即使是数天的空间飞行, 肌肉的静态与动态特性都有所下降。实验表明MOTOMIR是一个有效的航天员空间锻炼设备。
  9.OPTOVERT是用垂直视动刺激检测中枢定向过程的实验。 它包括自发垂直眼震与视动后眼震、垂直视错觉、 校正垂直感能力和正弦模式运动刺激四种测试。在飞行前8个月进行了20次的训练和熟悉, 在飞行的第三、五日和返回后的第一、三天都分别进行了测试。 在进行多任务视错觉实验的同时,还通过检查眼与手的协调来反映中枢定向过程的变化。 实验结果支持了这样一个假说,即在微重力中感觉输入的作用有着新的分量。
  10.PULESTRAN和SLEEP是两项组合试验,研究空间呼吸过程中静息或握力负荷条件下的循环功能, 重点考察由微重力和植物神经诱导反应的心血管失调。结果表明,即使在短短几天的飞行中, 微重力也会引起循环系统的不良功能。心率在飞行中下降,返回后明显上升, 反映了循环系统对返回重力场的不适应。飞行前后心率变异分析中呈慢波优势, 而在飞行中出现较高频波,显示出微重力下的神经系统的副交感优势。  (来源:中国工程技术信息网)
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

辽公网安备 21100402204006号|科技网 ( 辽ICP备07501385号-1   

GMT+8, 2019-9-17 18:53

Powered by tech-domain X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表