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中國空間站建造階段首次載人飛行任務(wù)開(kāi)啟神舟再飛天 太空筑家園(科技自立自強·逐夢(mèng)深空)

2022-06-06 11:36:07來(lái)源:人民日報  

中國空間站示意圖。

資料來(lái)源:中國航天科技集團五院

神舟十四號載人飛船發(fā)射升空。

新華社記者 才 揚攝

6月5日10時(shí)44分,我國在酒泉衛星發(fā)射中心使用長(cháng)征二號F遙十四運載火箭,將神舟十四號載人飛船和3名中國航天員送入太空。這標志著(zhù)中國空間站任務(wù)轉入建造階段后的首次載人飛行任務(wù)正式開(kāi)啟。在神舟十四號載人飛船與空間站組合體成功實(shí)現自主快速交會(huì )對接后,6月5日20時(shí)50分,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次全部進(jìn)入天和核心艙。

此次神舟十四號載人飛行任務(wù)將創(chuàng )下多個(gè)“首次”,包括將在太空迎來(lái)神舟十五號飛船對接空間站,首次實(shí)現兩艘載人飛船同時(shí)在軌;神舟十四號與神舟十五號航天員乘組將同時(shí)在軌駐留,首次實(shí)現航天員乘組在軌輪換等。

看點(diǎn) 1

空間站將迎來(lái)哪些變化?

完成三艙建造,建成國家太空實(shí)驗室

神舟十四號載人飛船順利入軌后,采用自主快速交會(huì )對接模式,經(jīng)過(guò)6次自主變軌,于6月5日17時(shí)42分,成功對接于天和核心艙徑向端口,整個(gè)對接過(guò)程歷時(shí)約7小時(shí)。3名航天員隨后從神舟十四號載人飛船進(jìn)入天和核心艙,從而開(kāi)啟6個(gè)月的太空之旅。神舟十四號也是神舟系列飛船第九次執行載人航天任務(wù)。

作為空間站建造階段的首次載人飛行任務(wù),神舟十四號任務(wù)意義重大。2022年是空間站全面建成投入運營(yíng)之年。按照我國載人航天工程規劃,以神舟十三號載人飛船成功返回為標志,中國空間站已通過(guò)神舟十二號、神舟十三號兩次載人飛行等任務(wù)圓滿(mǎn)完成關(guān)鍵技術(shù)驗證階段任務(wù),轉入全面建造階段,并計劃2022年全面建成。

服務(wù)神舟十四號任務(wù)的天舟四號貨運飛船已于5月10日發(fā)射成功。接下來(lái)的半年里,神舟十四號航天員乘組將在軌迎來(lái)問(wèn)天實(shí)驗艙、夢(mèng)天實(shí)驗艙、天舟五號貨運飛船、神舟十五號載人飛船,進(jìn)行小機械臂在軌驗證、大小機械臂在軌驗證、利用問(wèn)天實(shí)驗艙氣閘艙進(jìn)行出艙活動(dòng)驗證和艙外載荷安裝等建造工作。神舟十四號任務(wù)期間將全面完成以天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗艙和夢(mèng)天實(shí)驗艙為基本構型的天宮空間站建造,建成國家太空實(shí)驗室。

神舟十四號航天員乘組也將在太空“出差”近6個(gè)月后,迎來(lái)神舟十五號航天員乘組訪(fǎng)問(wèn)并完成輪換。神舟十四號、十五號將共同遨游太空,首次實(shí)現兩艘載人飛船同時(shí)在軌。屆時(shí),6名中國航天員將首次實(shí)現共同在軌駐留,在遙遠的太空中,他們將一起把中國人自己的太空家園建設得“更溫馨、更舒適”。

看點(diǎn) 2

航天員要完成什么任務(wù)?

經(jīng)歷9種組合體構型,計劃做2至3次出艙活動(dòng)

神舟十四號航天員陳冬表示,神舟十二號和神舟十三號完成了空間站關(guān)鍵技術(shù)在軌驗證,神舟十四號任務(wù)期間要完成空間站在軌組裝和建造,包括將完成問(wèn)天實(shí)驗艙和夢(mèng)天實(shí)驗艙這兩個(gè)艙段的載人環(huán)境建立和十幾個(gè)科學(xué)實(shí)驗機柜的解鎖、安裝,計劃做2至3次的出艙活動(dòng),包括首次利用氣閘艙和小機械臂進(jìn)行出艙?!翱梢哉f(shuō),長(cháng)達6個(gè)月的飛行,任務(wù)更重、難題更多、挑戰更大,為此我們準備了兩年半的時(shí)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(xué)扎實(shí)的訓練準備,我們乘組一定會(huì )以滿(mǎn)格的信心、滿(mǎn)血的狀態(tài)、滿(mǎn)分的表現,堅決完成任務(wù)?!标惗f(shuō)。

“這次任務(wù)期間,空間站由單艙組建成三艙三船構型,其間要經(jīng)歷9種組合體構型,實(shí)施5次交會(huì )對接、3次分離撤離和2次轉位任務(wù),同時(shí)還要完成3個(gè)實(shí)驗艙大量的科學(xué)實(shí)驗,開(kāi)展科普和公益活動(dòng)等等?!鄙裰凼奶柡教靻T劉洋介紹,艙段、實(shí)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、更舒適,但需要照料、管理的東西也更多?!笔状物w天的神舟十四號航天員蔡旭哲說(shuō),三艙結構的空間組合體,系統更加復雜,出現故障的概率也會(huì )增加,所以航天員需要具備強大的維修能力?!拔覀円蚕蛏裰凼?、神舟十三號航天員們取經(jīng)。比如,他們建議,入軌初期,由于人體要適應失重環(huán)境,工作就不能安排太多,不能安排太精細的操作?!辈绦裾苷f(shuō)。

根據任務(wù)要求和三人特點(diǎn),航天員乘組進(jìn)行了分工。陳冬是指令長(cháng),主要負責抓總和出艙活動(dòng),劉洋負責物資管理和機械臂操作,蔡旭哲主要負責環(huán)控設備運行與維修。

看點(diǎn) 3

“神十四”面臨多少挑戰?

自主快速交會(huì )對接、復雜在軌環(huán)境等都是考驗

執行發(fā)射任務(wù)前,除了作為執行空間站建造任務(wù)的關(guān)鍵飛船,神舟十四號載人飛船還有一個(gè)身份——神舟十三號載人飛船的應急救援飛船。

空間站任務(wù)實(shí)施以來(lái),為了確保任務(wù)順利展開(kāi)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(dòng)待命”策略,在前一艘載人飛船發(fā)射時(shí),后一艘載人飛船在發(fā)射場(chǎng)待命,并具備8.5天應急發(fā)射能力的太空救援能力。因此,從進(jìn)入發(fā)射場(chǎng)并完成待命狀態(tài)設置以來(lái),神舟十四號飛船在發(fā)射場(chǎng)待命已達7個(gè)月,創(chuàng )下了最長(cháng)待命時(shí)間紀錄。

為確保飛船狀態(tài)滿(mǎn)足條件,神舟十四號待命期間,中國航天科技集團五院科技人員首次開(kāi)展“北京—酒泉”遠程發(fā)射場(chǎng)巡檢工作,確認了飛船狀態(tài)滿(mǎn)足應急發(fā)射條件,驗證了“一船發(fā)射、一船待命”的滾動(dòng)備份模式有效,有力支撐神舟飛船“一年兩艘”常態(tài)化發(fā)射的需要,為后續該模式的持續應用奠定了基礎。

為完成神舟十四號任務(wù),科技人員采用了多項技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)保駕護航。為順利實(shí)現空間交會(huì )對接任務(wù),中國航天科工集團二院25所研制的交會(huì )對接微波雷達作為關(guān)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(dòng)參數的精確測量任務(wù),助力自主快速交會(huì )對接。

與神舟十二號、神舟十三號不同,神舟十四號飛船在軌期間,飛船將經(jīng)歷復雜而嚴酷的在軌環(huán)境考驗。尤其是在空間站組裝和建造過(guò)程中,由于飛船在徑向對接口???,將會(huì )被3個(gè)巨型艙體及其超大柔性太陽(yáng)電池翼遮擋,給飛船的發(fā)電能力、艙外設備熱控能力、通信保障能力帶來(lái)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,最復雜的時(shí)候,??吭趶较驅涌诘纳裰凼奶枌⒁来伪?個(gè)飛行器遮擋,太陽(yáng)能帆板發(fā)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別了空間站建造階段各種飛行工況可能帶來(lái)的技術(shù)風(fēng)險,通過(guò)地面和太空的測試驗證,解決了由于遮擋造成的神舟十四號飛船能源供需平衡難題。

看點(diǎn) 4

“神箭”何以護神舟?

長(cháng)二F火箭可靠性和安全性再上新臺階

今年計劃實(shí)施6次飛行任務(wù),長(cháng)二F火箭執行兩次載人飛行任務(wù),即神舟十四號和神舟十五號發(fā)射任務(wù)。自執行神舟十二號任務(wù)起,長(cháng)二F火箭采取“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”及“滾動(dòng)備份”的發(fā)射模式,為航天員的生命安全加上“雙保險”。此次發(fā)射的長(cháng)二F遙十四火箭,就是神舟十三號任務(wù)的應急救援火箭。與應急值班“站崗”3個(gè)月的長(cháng)二F遙十三火箭相比,長(cháng)二F遙十四火箭“站崗”時(shí)長(cháng)翻倍。如果從2021年8月17日“吊裝起豎”算起,再加上發(fā)射準備時(shí)間,其豎立時(shí)間長(cháng)達近10個(gè)月,這也刷新了此前長(cháng)二F遙十三火箭創(chuàng )下的站立6個(gè)多月的紀錄,是迄今長(cháng)征系列運載火箭豎立時(shí)間最長(cháng)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、高適應性是長(cháng)二F火箭始終不變、擺在首位的目標,研制團隊持續進(jìn)行了多項技術(shù)改進(jìn),使火箭的可靠性和安全性再上新臺階。中國航天科技集團一院長(cháng)二F火箭總體主任設計師常武權介紹,目前,長(cháng)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(jìn)水平。

30年間,長(cháng)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(fā)射14艘神舟飛船和2個(gè)空間實(shí)驗室,其中包括9次載人發(fā)射任務(wù),成功率100%??臻g站完成在軌建造以后,將轉入為期10年以上的應用與發(fā)展階段,未來(lái)幾年,長(cháng)二F火箭還將繼續以每年2發(fā)的高頻率執行發(fā)射任務(wù),在我國空間站運營(yíng)過(guò)程中擔綱重任。

版式設計:張芳曼

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