本刊綜合報(bào)道
浩瀚的太空,再度迎來中國人逐夢蒼穹的身影。在習(xí)近平總書記提出中國夢十周年之際,中國載人航天用這場壯闊的遠(yuǎn)征、浪漫的抵達(dá),在中華民族鏗鏘行進(jìn)的復(fù)興之路上標(biāo)記下新的坐標(biāo)—中國空間站從此開啟長期有人駐留時(shí)代。
2022年11月29日晚,搭載神舟十五號(hào)載人飛船的長征二號(hào)F遙十五運(yùn)載火箭,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空,成功將航天員費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸送入太空。這是中國載人航天工程今年的第6次飛行任務(wù),也是空間站建造階段最后一次飛行任務(wù),打響了中國空間站建造階段的收官之戰(zhàn)。飛船成功對(duì)接空間站天和核心艙后,3名航天員進(jìn)入空間站,與等候在此的神舟十四號(hào)航天員乘組實(shí)現(xiàn)了中國載人航天史上首次“太空會(huì)師”。
11月30日7時(shí)33分,在“T”字基本構(gòu)型的中國空間站里,神舟十四號(hào)航天員乘組順利打開“家門”,歡迎遠(yuǎn)道而來的神舟十五號(hào)航天員乘組入駐“天宮”。隨后,兩個(gè)航天員乘組一起在空間站里合影留念。后續(xù),兩個(gè)航天員乘組將在空間站進(jìn)行首次在軌輪換。其間,6名航天員將共同在空間站工作生活約5天時(shí)間,完成各項(xiàng)既定任務(wù)和交接任務(wù)。
1992年,中國載人航天工程正式立項(xiàng)。30年來,工程從無到有,結(jié)下累累碩果,空間站即將完成建設(shè),還具備了開展載人月球探測工程實(shí)施條件。但中國載人航天探索的腳步不會(huì)只停留在近地軌道,一定會(huì)飛得更穩(wěn)更遠(yuǎn)。
作為中國空間站從建設(shè)到應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵一役,空間站進(jìn)入長期有人駐留模式。
神舟十五號(hào)飛船與空間站組合體交會(huì)對(duì)接后,中國空間站首次形成了由天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙以及兩艘載人飛船和一艘貨運(yùn)飛船組成“三大艙段”+“三艘飛船”的最大構(gòu)型組合體,總質(zhì)量近百噸。
天和核心艙是空間站實(shí)現(xiàn)組合體控制和管理的主要艙段,其具備開展交會(huì)對(duì)接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)等能力,艙內(nèi)配置有工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、就餐區(qū)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保區(qū)以及鍛煉區(qū),能夠?yàn)楹教靻T工作和生活提供舒適良好的保障條件。同時(shí),天和核心艙還具有一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,?nèi)部配備有高微重力實(shí)驗(yàn)柜和無容器材料實(shí)驗(yàn)柜。
問天實(shí)驗(yàn)艙主要面向空間生命科學(xué)研究,艙內(nèi)搭載了生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜等科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜,在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理、空間材料科學(xué)等領(lǐng)域探索人類長期太空生存所面臨的一系列科學(xué)問題。除了用于科學(xué)實(shí)驗(yàn),問天實(shí)驗(yàn)艙還要“兼職”天和核心艙的功能備份,它的氣閘艙也是航天員執(zhí)行出艙任務(wù)的主出艙口,其內(nèi)部還配置了3個(gè)睡眠區(qū)、1個(gè)衛(wèi)生間和廚房等設(shè)施,為6名航天員在軌輪換提供條件。
夢天實(shí)驗(yàn)艙是專注于做實(shí)驗(yàn)的艙段,不再配備再生生保以及睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)。其內(nèi)部配置了13個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜,艙外布置有37個(gè)載荷暴露平臺(tái)及工位。作為三艙中支持載荷能力最強(qiáng)的艙段,夢天實(shí)驗(yàn)艙可以完成對(duì)微重力科學(xué)的研究,可支持流體物理、材料科學(xué)、超冷原子物理等前沿試驗(yàn)項(xiàng)目。
三船中的天舟五號(hào)飛船是貨運(yùn)飛船,承載了為空間站運(yùn)送貨物的任務(wù)。神舟十四號(hào)、十五號(hào)飛船是載人飛船,負(fù)責(zé)執(zhí)行航天員乘組抵達(dá)空間站、返回地面的飛行任務(wù)。
神舟十五號(hào)航天員乘組進(jìn)入空間站后,與神舟十四號(hào)乘組共同駐留空間站組合體5天左右,首次實(shí)施乘組在軌輪換,這會(huì)是未來中國空間站運(yùn)營期間主要的任務(wù)交接模式。這是中國空間站建造階段的最后一棒,也是空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的第一棒,具有承前啟后的重要作用。
兩個(gè)乘組按照各自任務(wù)和計(jì)劃開展在軌工作,避免工作項(xiàng)目時(shí)間、空間和設(shè)備使用上產(chǎn)生沖突。在此期間,神舟十四號(hào)乘組重點(diǎn)開展返回前準(zhǔn)備工作,神舟十五號(hào)乘組重點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)設(shè)置和在軌環(huán)境適應(yīng),在輪換期結(jié)束前完成工作交接。這需要加強(qiáng)每日工作計(jì)劃管理,確保乘組間工作有序交接。
除了航天員的交接與共同工作生活之外,兩艘載人飛船的“互動(dòng)”也很重要。神舟十五號(hào)??坑谔旌秃诵呐撉跋蚨丝冢裰凼奶?hào)??坑谔旌秃诵呐搹较蚨丝冢瑑伤绎w船同時(shí)與空間站進(jìn)行信息代傳、通風(fēng)換熱、并網(wǎng)供電等。
兩個(gè)乘組輪換期間,空間站將通過不同的對(duì)接總線代傳兩船遙測,確保兩艘載人飛船信息傳輸?shù)奈ㄒ恍院驼_性??臻g站系統(tǒng)將同時(shí)向兩艘載人飛船通風(fēng)熱支持,送風(fēng)量根據(jù)兩船不同熱環(huán)境進(jìn)行合理分配,且可根據(jù)需求進(jìn)行分檔調(diào)節(jié)。同時(shí),科學(xué)家針對(duì)兩船同時(shí)??康那闆r,制定了協(xié)調(diào)匹配的緊急撤離策略,全力確保航天員生命安全。
神舟十五號(hào)任務(wù)期間,航天員乘組將重點(diǎn)開展6個(gè)方面工作:一是開展空間站三艙狀態(tài)長期駐留驗(yàn)證工作;二是完成15個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜解鎖、安裝與測試,開展涵蓋空間科學(xué)研究與應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)、航天技術(shù)等領(lǐng)域的40余項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn);三是實(shí)施3-4次出艙活動(dòng),完成夢天艙擴(kuò)展泵組和載荷暴露平臺(tái)設(shè)備安裝等工作;四是驗(yàn)證貨物氣閘艙出艙工作模式,與地面協(xié)同完成6次貨物出艙任務(wù);五是開展常態(tài)化的平臺(tái)測試、維護(hù)及站務(wù)管理工作;六是開展在軌健康防護(hù)鍛煉、在軌訓(xùn)練與演練等工作。
在軌駐留期間,神舟十五號(hào)航天員乘組還將迎來天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船、神舟十六號(hào)載人飛船的來訪對(duì)接。完成6個(gè)月的太空“出差”任務(wù)后,計(jì)劃于2023年5月返回東風(fēng)著陸場。
空間站進(jìn)入到應(yīng)用與發(fā)展階段后,中國將繼續(xù)秉承開放共享的發(fā)展理念,與致力于和平利用外空的國家和地區(qū)一道,開展更多、更深入的務(wù)實(shí)合作,讓中國空間站的科學(xué)技術(shù)成果造福全人類。中國載人航天工程新聞發(fā)言人、中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明介紹,中國載人航天工程辦公室與聯(lián)合國外空司、歐洲空間局共同遴選的多個(gè)空間科學(xué)應(yīng)用項(xiàng)目正在按計(jì)劃實(shí)施,相關(guān)載荷將于明年開始陸續(xù)進(jìn)入中國空間站開展實(shí)驗(yàn)。
這是中國空間站“T”字構(gòu)型搭建完成以來,長征二號(hào)F運(yùn)載火箭(簡稱長二F)第一次將3名航天員送入太空。自1999年首飛以來,長二F已成功發(fā)射15艘神舟飛船和2個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室,其中包括10次載人發(fā)射任務(wù),成功率達(dá)100%。
執(zhí)行載人飛行任務(wù)的長二F全箭可靠性指標(biāo)達(dá)0.97,安全性指標(biāo)達(dá)0.997。此次任務(wù)是新批次長二F遙十五火箭和全新的地面設(shè)備首次應(yīng)用于載人發(fā)射任務(wù)。較上一發(fā)火箭,長二F遙十五火箭進(jìn)行了全面升級(jí)優(yōu)化,其中技術(shù)狀態(tài)改進(jìn)45項(xiàng)。同時(shí),測發(fā)控、供配氣等地面設(shè)備也進(jìn)行了11項(xiàng)改進(jìn)。經(jīng)過不斷的技術(shù)改進(jìn),執(zhí)行神舟十五號(hào)任務(wù)的長二F遙十五運(yùn)載火箭,其飛行可靠性評(píng)估結(jié)果達(dá)到0.9895。
此次任務(wù)發(fā)射窗口期正值寒冬,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心天氣寒冷,最低溫度突破零下20攝氏度。針對(duì)神舟十五號(hào)船箭組合體在低溫嚴(yán)酷環(huán)境下執(zhí)行載人飛行任務(wù)的情況,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心對(duì)發(fā)射場地面設(shè)備進(jìn)行了全面更新改造,科研人員對(duì)發(fā)射場配置的兩套整流罩內(nèi)送風(fēng)設(shè)備保障性進(jìn)行確認(rèn),并按照溫度上限進(jìn)行送風(fēng)。同時(shí),針對(duì)待發(fā)段可能出現(xiàn)的送風(fēng)溫度偏低的故障情況,制定了風(fēng)險(xiǎn)控制預(yù)案,根據(jù)情況開啟推進(jìn)貯箱地面電調(diào)溫等,保證飛船返回艙和推進(jìn)艙推進(jìn)劑溫度滿足發(fā)射要求。
自執(zhí)行神舟十二號(hào)發(fā)射任務(wù)起,長二F火箭采取“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”“滾動(dòng)備份”的發(fā)射模式,為航天員安全加上“雙保險(xiǎn)”。本次任務(wù)中神舟十四號(hào)與神舟十五號(hào)兩個(gè)航天員乘組要進(jìn)行在軌交接班,這意味著同一發(fā)長二F火箭在準(zhǔn)備發(fā)射神舟十五號(hào)的同時(shí),還承擔(dān)著對(duì)神舟十四號(hào)航天員乘組的應(yīng)急救援任務(wù)。
此次發(fā)射任務(wù)后,后一發(fā)火箭即長二F遙十六運(yùn)載火箭進(jìn)入應(yīng)急救援“值班”狀態(tài),執(zhí)行后續(xù)空間站運(yùn)營階段的載人發(fā)射任務(wù)。按照規(guī)劃,空間站在軌建造完成后,空間站工程將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段,初步計(jì)劃每年發(fā)射2艘載人飛船和2艘貨運(yùn)飛船。未來,長二F火箭將托舉更多航天員進(jìn)入太空。