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空間站時代,船、箭、人有啥不同?
發布時間:2021-06-21     作者:樊巍 劉揚   來源:環球時報   分享到:

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  編者按:2021年6月17日9時22分,我國在酒泉衛星發射中心,運用長征二號F運載火箭,將搭乘神舟十二號載人飛船的聶海勝、劉伯明、湯洪波三名航天員順利送入太空。2021年6月17日18時48分,三名航天員先后進入天和核心艙。這是中國在時隔五年之后,再度將航天員送入太空,也是中國邁進空間站在軌建造時代以來,首度將航天員送入中國人自己的空間站。作為中國空間站時代首次載人飛行任務,神舟十二號任務的運載火箭、載人飛船以及航天員有哪些新的變化呢?

  “神箭”力保航天員安全奔赴空間站

  載人航天,人命關天,不容有失。為了確保中國航天員能夠平安順利地進入中國空間站,此次發射任務中,中國迄今為止可靠性和安全性最高的運載火箭、有著“神箭”之稱的長征二號F運載火箭,和我國目前研制標準最高、各方面指標要求最嚴格的航天器——神舟載人飛船,都較之前的同型號產品,針對確保航天員安全方面進行了特殊的改進和優化。

  其中,作為中國航天員“專屬座駕”的長征二號F運載火箭,經過70余項與可靠性相關的技術改進,可靠性提升到了0.9894,而通常發射衛星的運載火箭,可靠性要求大約為0.9,發射載人飛船的運載火箭可靠性要求為0.97,此次長征二號F火箭這一指標的提升不僅再次刷新了自身的紀錄,也使得長征二號F火箭的可靠性處于世界前列。

  據專家介紹,通過對火箭逃逸系統的改進,長征二號F火箭的安全性評估值從此前的0.99提升到0.99996這一國際先進水平。

  航天科技集團下屬中國運載火箭技術研究院長征二號F火箭總體主任設計師常武權向記者通俗地解釋了小數點后這一串數字的意義:“就目前的技術狀態,長征二號F火箭需要發射十萬次,才會有4次逃逸失敗,平均一萬次發射,也遇不到一次逃逸失敗的情況?!?/p>

  神舟十二號任務是中國空間站時代首次載人發射任務,隨著空間站在軌建造、運營,長征二號F火箭將迎來高密度發射年,今明兩年計劃執行4次發射任務,發射密度前所未有。未來幾年,長征二號F火箭還將繼續以每年2發的高頻率執行發射任務,在我國空間站在軌建造、運營過程中擔綱重任。

  神舟十二號飛船:實現五個首次

  時隔五年,當神舟十二號載人飛船再次搭載中國航天員進入太空,它將神舟載人飛船的綜合能力提升到新階段的同時,本次任務還實現了中國航天領域的五個首次。

  首次實施載人飛船自主快速交會對接。神舟十二號載人飛船首次成功實施載人自主快速對接。這項原本應用于天舟貨運飛船的技術,能夠確保神舟十二號載人飛船在空間站不斷調整姿態的配合下,由飛船控制計算機自主計算和執行軌道控制,最快能實現神舟十二號載人飛船在發射后6.5小時即與空間站實現對接。神舟十二號載人飛船系統總體副主任設計師高旭介紹稱,相較于神舟十一號載人飛船及其前面的飛船,神舟十二號就像是有著全自動駕駛功能的“超跑”,能夠通過自主計算,自主判斷從而到達目的地。

  首次實施繞飛空間站并與空間站徑向交會。在此次任務中,神舟十二號載人飛船的交會能力得到加強,具有更復雜的交會對接飛行模式,具備與空間站進行前向、后向、徑向對接口對接和分離的功能,并將在本次任務中首次開展繞飛和徑向交會對接試驗。

  首次實現長期在軌???。神舟十二號載人飛船將實現在軌???個月,為適應空間站復雜構型和姿態帶來的復雜外熱流條件,神舟團隊對返回艙、推進發動機和貯箱等熱控方案,船站并網供電方案進行了專項設計。使飛船具備了供電、熱環境保障的適應性配套條件,高旭用游戲技能形象地打了比方,“我們現在首次將技能點數全部點滿,飛船???個月是沒有問題的?!?/p>

  首次具備從不同高度軌道返回東風著陸場的能力。在神舟十二號之前,載人飛船都從固定的軌道返回地球,空間站任務中空間站為了節省推進劑的消耗,軌道位置會隨著不同時間節點而進行相應的調整,為滿足長期??康囊?。神舟團隊為此對返回軌道重新進行了適應性的設計,使載人飛船返回高度從固定值調整為相對范圍,并改進返回的算法,提高載人飛船返回適應性和可靠性。

  首次具備天地結合多重保證的應急救援能力?!拜d人航天,人命關天”始終是神舟團隊心中至高無上的信條,為了保證天上、地上都具有保護航天員生命、在緊急條件下接回航天員的能力,神舟團隊開創了天地結合的應急救援任務模式,即攜帶兩艘飛船進場,由一艘船作為發射船的備份,作為遇到突發情況時航天員的生命救援之舟。神舟團隊采用“滾動待命”策略,在前一發載人飛船發射時,后一發載人飛船在發射場待命,并具備8.5天應急發射能力以實現太空救援的能力。

  神舟載人飛船的跨越式發展并非一步達成,自1992年9月21日載人航天工程“三步走”發展戰略立項以來,神舟載人飛船通過一次又一次驗證,一發又一發的成功不斷積累經驗和技術:神舟一號到神舟四號實現了天地往返的無人驗證,神舟五號搭載楊利偉實現了載人天地往返,神舟六號實現多人多天天地往返活動,神舟七號實現航天員出艙活動,神舟八號到神舟十號突破了無人交會對接和有人交會對接,神舟十一號實現了航天員的中期駐留,神舟十二號集齊了全任務全模式天地往返所需要的全部技能,具備了解決突發問題,完成各項發射任務的能力。

  三名航天員開啟三個月在軌駐留

  要想最大程度發揮空間站的國家太空實驗室作用,航天員的作用不可或缺。神舟十二號任務乘組的三名航天員以“兩老帶一新”的方式組成。在央視的畫面中,就可以看到三位航天員分工協作、密切配合的畫面。

  《環球時報》記者從中國載人航天工程辦公室獲悉,在神舟十二號載人飛船與核心艙成功實現自主快速交會對接后,航天員乘組從返回艙進入軌道艙。按程序完成各項準備后,先后開啟節點艙艙門、核心艙艙門,2021年6月17日18時48分,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進入天和核心艙,標志著中國人首次進入自己的空間站。

  據了解,航天員在進駐核心艙后,將按照天地同步作息制度進行工作生活。未來還將身著新款航天服開展兩次出艙活動及艙外作業,并完成包括天和核心艙在軌測試、再生生保系統驗證、機械臂測試與操作訓練,以及物資與廢棄物管理等多項空間站上的日常管理工作。

  神舟七號時翟志剛進行了我國首次出艙活動,那次相對來說時間較短,因為載人飛船當時支撐出艙的能力有限??臻g站階段,航天員出艙活動是一個常態化的工作,為了滿足更多出艙活動,我國以當年的艙外服為基礎進行了改進,以便適應空間站階段更長時間、更復雜操作的需求。

  載人航天工程辦公室相關負責人在接受媒體采訪時介紹,空間站建造階段航天員乘組的任務很繁重,對他們的要求還很高。對應之前的飛行任務來說,對航天員乘組的要求是有質的變化。前期中國已經有11名航天員進行了14人次在軌飛行,已經積累很多的經驗,但空間站階段對航天員及其乘組的要求會有一些新變化。航天系統針對空間站建設階段對飛行乘組的要求,制訂了詳細的計劃,也研制了一大批地面的訓練設施和設備,特別是針對航天員的出艙活動、艙外維修維護、對設備的更換、各型應用載荷的操作開展了一系列針對性的訓練。

  對于第三批航天員的選拔標準,這位負責人表示,以前中國選拔了兩批航天員都是從空軍飛行員中選出,主要角色還是駕駛員。為了滿足空間站階段對航天員操作的各項要求,第三批航天員選拔中豐富了航天員乘組的類型,增加了工程師和載荷專家這兩類航天員。目前第三批18名航天員,有一名女航天員,他們已經正式進入航天員隊伍,開始訓練。航天員隊伍更加豐富,就可以滿足后續空間站平臺的在軌維護更換以及開展更高水平的空間科學實驗和技術試驗的要求。后續還將根據任務需要,適時開展后續批次航天員的選拔,今后選拔將會擴大候選航天員的選拔范圍,更多高等院校、科研院所乃至有志于航天事業的科技人員都有可能加入載人航天的隊伍。

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