中國空間站示意圖。 資料來源:中國航天科技集團五院
神舟十四号載人飛船發射升空。 新華社記者 才 揚攝
6月5日10時44分,我國在酒泉衛星發射中心使用長征二号F遙十四運載火箭,将神舟十四号載人飛船和3名中國航天員送入太空。這标志着中國空間站任務轉入建造階段後的首次載人飛行任務正式開啟。在神舟十四号載人飛船與空間站組合體成功實現自主快速交會對接後,6月5日20時50分,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次全部進入天和核心艙。
此次神舟十四号載人飛行任務将創下多個“首次”,包括将在太空迎來神舟十五号飛船對接空間站,首次實現兩艘載人飛船同時在軌;神舟十四号與神舟十五号航天員乘組将同時在軌駐留,首次實現航天員乘組在軌輪換等。
看點 1
空間站将迎來哪些變化?
完成三艙建造,建成國家太空實驗室
神舟十四号載人飛船順利入軌後,采用自主快速交會對接模式,經過6次自主變軌,于6月5日17時42分,成功對接于天和核心艙徑向端口,整個對接過程曆時約7小時。3名航天員随後從神舟十四号載人飛船進入天和核心艙,從而開啟6個月的太空之旅。神舟十四号也是神舟系列飛船第九次執行載人航天任務。
作為空間站建造階段的首次載人飛行任務,神舟十四号任務意義重大。2022年是空間站全面建成投入運營之年。按照我國載人航天工程規劃,以神舟十三号載人飛船成功返回為标志,中國空間站已通過神舟十二号、神舟十三号兩次載人飛行等任務圓滿完成關鍵技術驗證階段任務,轉入全面建造階段,并計劃2022年全面建成。
服務神舟十四号任務的天舟四号貨運飛船已于5月10日發射成功。接下來的半年裡,神舟十四号航天員乘組将在軌迎來問天實驗艙、夢天實驗艙、天舟五号貨運飛船、神舟十五号載人飛船,進行小機械臂在軌驗證、大小機械臂在軌驗證、利用問天實驗艙氣閘艙進行出艙活動驗證和艙外載荷安裝等建造工作。神舟十四号任務期間将全面完成以天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙為基本構型的天宮空間站建造,建成國家太空實驗室。
神舟十四号航天員乘組也将在太空“出差”近6個月後,迎來神舟十五号航天員乘組訪問并完成輪換。神舟十四号、十五号将共同遨遊太空,首次實現兩艘載人飛船同時在軌。屆時,6名中國航天員将首次實現共同在軌駐留,在遙遠的太空中,他們将一起把中國人自己的太空家園建設得“更溫馨、更舒适”。
看點 2
航天員要完成什麼任務?
經曆9種組合體構型,計劃做2至3次出艙活動
神舟十四号航天員陳冬表示,神舟十二号和神舟十三号完成了空間站關鍵技術在軌驗證,神舟十四号任務期間要完成空間站在軌組裝和建造,包括将完成問天實驗艙和夢天實驗艙這兩個艙段的載人環境建立和十幾個科學實驗機櫃的解鎖、安裝,計劃做2至3次的出艙活動,包括首次利用氣閘艙和小機械臂進行出艙。“可以說,長達6個月的飛行,任務更重、難題更多、挑戰更大,為此我們準備了兩年半的時間,做了大量的工作。我堅信,有全國人民的大力支持,有全體科研人員的保駕護航,有科學紮實的訓練準備,我們乘組一定會以滿格的信心、滿血的狀态、滿分的表現,堅決完成任務。”陳冬說。
“這次任務期間,空間站由單艙組建成三艙三船構型,其間要經曆9種組合體構型,實施5次交會對接、3次分離撤離和2次轉位任務,同時還要完成3個實驗艙大量的科學實驗,開展科普和公益活動等等。”神舟十四号航天員劉洋介紹,艙段、實驗、設備更多,對航天員的身體、心理、知識、儲備、技能方方面面都提出更高要求。
“三艙結構的空間站更寬敞、更舒适,但需要照料、管理的東西也更多。”首次飛天的神舟十四号航天員蔡旭哲說,三艙結構的空間組合體,系統更加複雜,出現故障的概率也會增加,所以航天員需要具備強大的維修能力。“我們也向神舟十二号、神舟十三号航天員們取經。比如,他們建議,入軌初期,由于人體要适應失重環境,工作就不能安排太多,不能安排太精細的操作。”蔡旭哲說。
根據任務要求和三人特點,航天員乘組進行了分工。陳冬是指令長,主要負責抓總和出艙活動,劉洋負責物資管理和機械臂操作,蔡旭哲主要負責環控設備運行與維修。
看點 3
“神十四”面臨多少挑戰?
自主快速交會對接、複雜在軌環境等都是考驗
執行發射任務前,除了作為執行空間站建造任務的關鍵飛船,神舟十四号載人飛船還有一個身份——神舟十三号載人飛船的應急救援飛船。
空間站任務實施以來,為了确保任務順利展開與航天員絕對安全,神舟飛船要具備天地結合、多重保證的應急救援能力。為此,研制人員采用“滾動待命”策略,在前一艘載人飛船發射時,後一艘載人飛船在發射場待命,并具備8.5天應急發射能力的太空救援能力。因此,從進入發射場并完成待命狀态設置以來,神舟十四号飛船在發射場待命已達7個月,創下了最長待命時間紀錄。
為确保飛船狀态滿足條件,神舟十四号待命期間,中國航天科技集團五院科技人員首次開展“北京—酒泉”遠程發射場巡檢工作,确認了飛船狀态滿足應急發射條件,驗證了“一船發射、一船待命”的滾動備份模式有效,有力支撐神舟飛船“一年兩艘”常态化發射的需要,為後續該模式的持續應用奠定了基礎。
為完成神舟十四号任務,科技人員采用了多項技術和産品來保駕護航。為順利實現空間交會對接任務,中國航天科工集團二院25所研制的交會對接微波雷達作為關鍵測量敏感器,繼續承擔中遠距離空間飛行器間距離、速度、角度等相對運動參數的精确測量任務,助力自主快速交會對接。
與神舟十二号、神舟十三号不同,神舟十四号飛船在軌期間,飛船将經曆複雜而嚴酷的在軌環境考驗。尤其是在空間站組裝和建造過程中,由于飛船在徑向對接口停靠,将會被3個巨型艙體及其超大柔性太陽電池翼遮擋,給飛船的發電能力、艙外設備熱控能力、通信保障能力帶來前所未有的挑戰。中國航天科技集團八院811所神舟飛船電源分系統主任設計師鐘丹華介紹,在軌運行期間,最複雜的時候,停靠在徑向對接口的神舟十四号将依次被5個飛行器遮擋,太陽能帆闆發電因組合體遮擋受到較大影響。為此,中國航天科技集團八院設計師提前識别了空間站建造階段各種飛行工況可能帶來的技術風險,通過地面和太空的測試驗證,解決了由于遮擋造成的神舟十四号飛船能源供需平衡難題。
看點 4
“神箭”何以護神舟?
長二F火箭可靠性和安全性再上新台階
今年計劃實施6次飛行任務,長二F火箭執行兩次載人飛行任務,即神舟十四号和神舟十五号發射任務。自執行神舟十二号任務起,長二F火箭采取“發射1發、備份1發”及“滾動備份”的發射模式,為航天員的生命安全加上“雙保險”。此次發射的長二F遙十四火箭,就是神舟十三号任務的應急救援火箭。與應急值班“站崗”3個月的長二F遙十三火箭相比,長二F遙十四火箭“站崗”時長翻倍。如果從2021年8月17日“吊裝起豎”算起,再加上發射準備時間,其豎立時間長達近10個月,這也刷新了此前長二F遙十三火箭創下的站立6個多月的紀錄,是迄今長征系列運載火箭豎立時間最長的一枚。
作為目前我國唯一一型載人運載火箭,高可靠、高安全、高适應性是長二F火箭始終不變、擺在首位的目标,研制團隊持續進行了多項技術改進,使火箭的可靠性和安全性再上新台階。中國航天科技集團一院長二F火箭總體主任設計師常武權介紹,目前,長二F火箭的可靠性評估值達到0.9894,安全性評估值達到0.99996這一國際先進水平。
30年間,長二F火箭全程參與了中國載人航天工程“三步走”戰略的每一步,自1999年首飛迄今,已成功發射14艘神舟飛船和2個空間實驗室,其中包括9次載人發射任務,成功率100%。空間站完成在軌建造以後,将轉入為期10年以上的應用與發展階段,未來幾年,長二F火箭還将繼續以每年2發的高頻率執行發射任務,在我國空間站運營過程中擔綱重任。
原标題:神舟再飛天 太空築家園(科技自立自強·逐夢深空)
欄目主編:張武 文字編輯:李林蔚 題圖來源:新華社 圖片編輯:雍凱
來源:作者:人民日報 餘建斌
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