中国空间站进入长期有人驻留模式

2023-01-30 06:54本刊综合报道
人民画报 2022年12期
关键词:乘组实验舱组合体

本刊综合报道

浩瀚的太空,再度迎来中国人逐梦苍穹的身影。在习近平总书记提出中国梦十周年之际,中国载人航天用这场壮阔的远征、浪漫的抵达,在中华民族铿锵行进的复兴之路上标记下新的坐标—中国空间站从此开启长期有人驻留时代。

2022年11月29日晚,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将航天员费俊龙、邓清明、张陆送入太空。这是中国载人航天工程今年的第6次飞行任务,也是空间站建造阶段最后一次飞行任务,打响了中国空间站建造阶段的收官之战。飞船成功对接空间站天和核心舱后,3名航天员进入空间站,与等候在此的神舟十四号航天员乘组实现了中国载人航天史上首次“太空会师”。

11月30日7时33分,在“T”字基本构型的中国空间站里,神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十五号航天员乘组入驻“天宫”。随后,两个航天员乘组一起在空间站里合影留念。后续,两个航天员乘组将在空间站进行首次在轨轮换。其间,6名航天员将共同在空间站工作生活约5天时间,完成各项既定任务和交接任务。

1992年,中国载人航天工程正式立项。30年来,工程从无到有,结下累累硕果,空间站即将完成建设,还具备了开展载人月球探测工程实施条件。但中国载人航天探索的脚步不会只停留在近地轨道,一定会飞得更稳更远。

作为中国空间站从建设到应用发展的关键一役,空间站进入长期有人驻留模式。

最大构型“三舱三船”组合体首次建成

神舟十五号飞船与空间站组合体交会对接后,中国空间站首次形成了由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱以及两艘載人飞船和一艘货运飞船组成“三大舱段”+“三艘飞船”的最大构型组合体,总质量近百吨。

天和核心舱是空间站实现组合体控制和管理的主要舱段,其具备开展交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验等能力,舱内配置有工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区以及锻炼区,能够为航天员工作和生活提供舒适良好的保障条件。同时,天和核心舱还具有一定的实验能力,内部配备有高微重力实验柜和无容器材料实验柜。

问天实验舱主要面向空间生命科学研究,舱内搭载了生命生态实验柜、生物技术实验柜等科学实验柜,在空间生命科学与生物技术、微重力流体物理、空间材料科学等领域探索人类长期太空生存所面临的一系列科学问题。除了用于科学实验,问天实验舱还要“兼职”天和核心舱的功能备份,它的气闸舱也是航天员执行出舱任务的主出舱口,其内部还配置了3个睡眠区、1个卫生间和厨房等设施,为6名航天员在轨轮换提供条件。

梦天实验舱是专注于做实验的舱段,不再配备再生生保以及睡眠区、卫生区。其内部配置了13个科学实验机柜,舱外布置有37个载荷暴露平台及工位。作为三舱中支持载荷能力最强的舱段,梦天实验舱可以完成对微重力科学的研究,可支持流体物理、材料科学、超冷原子物理等前沿试验项目。

三船中的天舟五号飞船是货运飞船,承载了为空间站运送货物的任务。神舟十四号、十五号飞船是载人飞船,负责执行航天员乘组抵达空间站、返回地面的飞行任务。

两乘组首次实施在轨轮换

神舟十五号航天员乘组进入空间站后,与神舟十四号乘组共同驻留空间站组合体5天左右,首次实施乘组在轨轮换,这会是未来中国空间站运营期间主要的任务交接模式。这是中国空间站建造阶段的最后一棒,也是空间站应用与发展阶段的第一棒,具有承前启后的重要作用。

两个乘组按照各自任务和计划开展在轨工作,避免工作项目时间、空间和设备使用上产生冲突。在此期间,神舟十四号乘组重点开展返回前准备工作,神舟十五号乘组重点进行状态设置和在轨环境适应,在轮换期结束前完成工作交接。这需要加强每日工作计划管理,确保乘组间工作有序交接。

除了航天员的交接与共同工作生活之外,两艘载人飞船的“互动”也很重要。神舟十五号停靠于天和核心舱前向端口,神舟十四号停靠于天和核心舱径向端口,两艘飞船同时与空间站进行信息代传、通风换热、并网供电等。

两个乘组轮换期间,空间站将通过不同的对接总线代传两船遥测,确保两艘载人飞船信息传输的唯一性和正确性。空间站系统将同时向两艘载人飞船通风热支持,送风量根据两船不同热环境进行合理分配,且可根据需求进行分档调节。同时,科学家针对两船同时停靠的情况,制定了协调匹配的紧急撤离策略,全力确保航天员生命安全。

全面启用三舱科学实验机柜,神舟十五号乘组任务多

神舟十五号任务期间,航天员乘组将重点开展6个方面工作:一是开展空间站三舱状态长期驻留验证工作;二是完成15个科学实验机柜解锁、安装与测试,开展涵盖空间科学研究与应用、航天医学、航天技术等领域的40余项空间科学实验和技术试验;三是实施3-4次出舱活动,完成梦天舱扩展泵组和载荷暴露平台设备安装等工作;四是验证货物气闸舱出舱工作模式,与地面协同完成6次货物出舱任务;五是开展常态化的平台测试、维护及站务管理工作;六是开展在轨健康防护锻炼、在轨训练与演练等工作。

在轨驻留期间,神舟十五号航天员乘组还将迎来天舟六号货运飞船、神舟十六号载人飞船的来访对接。完成6个月的太空“出差”任务后,计划于2023年5月返回东风着陆场。

空间站进入到应用与发展阶段后,中国将继续秉承开放共享的发展理念,与致力于和平利用外空的国家和地区一道,开展更多、更深入的务实合作,让中国空间站的科学技术成果造福全人类。中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室主任助理季启明介绍,中国载人航天工程办公室与联合国外空司、欧洲空间局共同遴选的多个空间科学应用项目正在按计划实施,相关载荷将于明年开始陆续进入中国空间站开展实验。

改进45项技术,“长征”火箭更可靠

这是中国空间站“T”字构型搭建完成以来,长征二号F运载火箭(简称长二F)第一次将3名航天员送入太空。自1999年首飞以来,长二F已成功发射15艘神舟飞船和2个空间实验室,其中包括10次载人发射任务,成功率达100%。

执行载人飞行任务的长二F全箭可靠性指标达0.97,安全性指标达0.997。此次任务是新批次长二F遥十五火箭和全新的地面设备首次应用于载人发射任务。较上一發火箭,长二F遥十五火箭进行了全面升级优化,其中技术状态改进45项。同时,测发控、供配气等地面设备也进行了11项改进。经过不断的技术改进,执行神舟十五号任务的长二F遥十五运载火箭,其飞行可靠性评估结果达到0.9895。

此次任务发射窗口期正值寒冬,酒泉卫星发射中心天气寒冷,最低温度突破零下20摄氏度。针对神舟十五号船箭组合体在低温严酷环境下执行载人飞行任务的情况,酒泉卫星发射中心对发射场地面设备进行了全面更新改造,科研人员对发射场配置的两套整流罩内送风设备保障性进行确认,并按照温度上限进行送风。同时,针对待发段可能出现的送风温度偏低的故障情况,制定了风险控制预案,根据情况开启推进贮箱地面电调温等,保证飞船返回舱和推进舱推进剂温度满足发射要求。

自执行神舟十二号发射任务起,长二F火箭采取“发射1发、备份1发”“滚动备份”的发射模式,为航天员安全加上“双保险”。本次任务中神舟十四号与神舟十五号两个航天员乘组要进行在轨交接班,这意味着同一发长二F火箭在准备发射神舟十五号的同时,还承担着对神舟十四号航天员乘组的应急救援任务。

此次发射任务后,后一发火箭即长二F遥十六运载火箭进入应急救援“值班”状态,执行后续空间站运营阶段的载人发射任务。按照规划,空间站在轨建造完成后,空间站工程将转入为期10年以上的应用与发展阶段,初步计划每年发射2艘载人飞船和2艘货运飞船。未来,长二F火箭将托举更多航天员进入太空。

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