中國空間站第二次「太空會師」 神十五神十六乘組拍下全家福

南方都市報 發佈 2023-06-01T08:42:50.796113+00:00

神舟十五號航天員乘組與神舟十六號航天員乘組拍下「全家福」。5月30日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十六號載人飛船與天和核心艙自主快速交會對接的模擬圖像。

神舟十五號航天員乘組與神舟十六號航天員乘組拍下「全家福」。

5月30日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十六號載人飛船與天和核心艙自主快速交會對接的模擬圖像。

5月30日9時31分,搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在點火發射,約10分鐘後,神舟十六號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,航天員乘組狀態良好,發射取得圓滿成功。3名航天員順利進駐中國空間站。隨後,神舟十六號與神舟十五號兩個航天員乘組拍下「全家福」。這次任務是我國載人航天工程進入空間站應用與發展階段的首次載人飛行任務,是工程立項實施以來的第29次發射任務,也是長征系列運載火箭的第475次飛行。

整個對接過程歷時約6.5小時

神舟十六號載人飛船入軌後,於5月30日16時29分,成功對接於空間站天和核心艙徑向埠,整個對接過程歷時約6.5小時。

在載人飛船與空間站組合體成功實現自主快速交會對接後,神舟十六號航天員乘組從飛船返回艙進入軌道艙。

5月30日18時22分,翹盼已久的神舟十五號航天員乘組順利打開「家門」,歡迎遠道而來的神舟十六號航天員乘組入駐「天宮」。隨後,兩個航天員乘組拍下「全家福」,共同向牽掛他們的全國人民報平安。這是繼神十五乘組與神十四乘組首次在軌交接後,中國空間站的第二次會師。

後續,兩個航天員乘組將在空間站進行在軌輪換。其間,6名航天員將共同在空間站工作生活約5天時間,完成各項既定工作。

一批作物種子搭乘飛船上天

神舟十六號飛船上搭載了實驗用的種子。航天育種是讓農作物種子搭乘著返回式太空飛行器,利用宇宙射線、微重力、高真空等特殊環境作用,使種子產生變化。回到陸地上,再經過多代篩選培育,最終形成特性穩定的新品種。比如玉米種子「瑞普909」是由山西農業大學玉米研究所自主研發的糧食品種。農業專家希望進一步增加種子的抗病性和產量,因此這次也一同送上太空。除了玉米種子,這次還有藜麥、葡萄、高粱、穀子等作物的種子。

據了解,中國載人航天工程辦公室於2023年3月23日發布《關於徵集通過神舟系列載人飛船搭載航天育種實驗項目的機會公告》,面向社會公開徵集航天育種搭載實驗項目。搭載的實驗項目經過載人航天工程辦公室組織專家評審、遴選,由載人航天工程辦公室審核批准實施。

技術攻堅

火箭飛船再升級,為何交會對接難度加大了?

執行本次發射的長征二號F運載火箭,是我國現役唯一一型載人運載火箭,發射成功率達100%。航天科技集團一院長征二號F運載火箭主任設計師常武權介紹,本發火箭相比上一發火箭,共有20項技術狀態變化。研製團隊重點圍繞冗餘度提升和工藝改進,持續提升火箭的可靠性。

此外,研製團隊在確保發射可靠性的前提下,通過調整測試順序、並行工作、整合測試項目等措施,不斷優化發射場流程。目前,長征二號F運載火箭「發一備一」發射場流程已從空間站建造初期的49天壓縮至35天。

神舟十六號載人飛船由航天科技集團五院抓總研製。作為航天員實現天地往返的「生命之舟」,神舟系列載人飛船由軌道艙、返回艙和推進艙構成,共有14個分系統,是我國可靠性、安全性要求最嚴苛的太空飛行器。

發射入軌後,神舟十六號載人飛船將採取徑向對接的方式與空間站進行交會對接,停靠於空間站核心艙的徑向埠。這是中國空間站應用與發展階段在空間站三艙「T」字構型下實施的首次徑向交會對接任務,相較於以往中國空間站建造階段的交會對接,有著不一樣的難度。

此前神舟十四號載人飛船徑向停靠空間站,飛船的對接目標為47噸級,而本次神舟十六號載人飛船將與90噸級的空間站組合體進行徑向交會對接。作為載人天地往返的關鍵核心產品,對接機構將再次面臨與多構型、大噸位、大偏心對接目標的捕獲、緩衝、剛性連接等全新挑戰。

空間站組合體尺寸的增大使得飛船和空間站組合體的發動機工作時,羽流間的相互影響相比以往發射和對接任務的情況變得更加複雜。對於這一問題,由航天科技集團五院502所自主研發的神舟飛船GNC系統在發動機分組使用和控制方法上進行優化,並通過地面的仿真計算加以驗證,確保任務成功。

神舟十六號載人飛船對接機構分系統及推進分系統控制單機的研製工作由航天科技集團八院控制所承擔。八院控制所載人航天型號技術負責人王有波介紹,組批投產模式讓生產、測試過程更為標準化、規範化,更有利於人員掌握產品狀態、保證產品質量。

會師過程

交會對接完成後,航天員如何進入空間站?

交會對接完成時,航天員是坐在這個鐘形的神舟飛船返回艙里的,他們首先要打開頭頂上的返回艙艙門,進入上方的飛船軌道艙。

此時軌道艙的前端和空間站核心艙前端圓形的節點艙之間的對接機構,形成了一個直徑80厘米、長約一米的通道。航天員就是通過這個通道,進入到空間站里。

在軌道艙,航天員就可以脫下艙內壓力服,換上艙內工作服了,這樣行動更加輕便自如。

再往上,在軌道艙的頂部有一個軌道艙前艙門,打開這道門之前,需要有一個給對接通道復壓的過程。因為飛船軌道艙前艙門與核心艙的節點艙徑向對接口艙門挨得非常近,神舟十六號載人飛船和空間站組合體的交會對接,其實就是這兩個艙門外的對接機構連接在一起,所以這兩個門之間形成一個對接通道。因為對接通道里是真空環境,所以航天員需要給對接通道復壓,確保兩邊壓力平衡了才可以開門。

之後,航天員就可以通過這兩道門,進入空間站核心艙球形的節點艙,神舟十五號乘組等在這裡迎接神十六乘組。上次神十五乘組進入空間站時,神十四的指令長陳冬就是在節點艙迎接戰友到來的。那麼神十六航天員進入空間站後,會與神十五乘組在核心艙、問天艙、夢天艙的哪個艙段見面呢?

半年前,神十四、神十五兩個乘組在軌見面時是在問天實驗艙,而這次,神十五、神十六兩個乘組穿過節點艙雙向承壓艙門,進入核心艙的大小柱段並在此會師。

保障生活

三人變成六人,如何保障航天員在軌需求?

神舟十五號、十六號兩個乘組在空間站會師,兩個乘組六名航天員將共同在軌工作、生活五天的時間,那麼空間站如何保障六名航天員在軌的生活需求呢?

六人乘組在軌生活與三人相比,首先對空間站內氧氣的需求大大提升,同時排出二氧化碳量也增大,對於空間站內部的制氧能力和空氣循環能力也提出了更高的要求。

航天科技集團五院空間站系統副主任設計師夏僑麗表示:「針對這個情況,空間站的生保系統設計之初就考慮了在軌的一個運營輪換模式,設計了三人模式和六人模式。主要體現為,例如電解制氧子系統,產氧的擋位上有做一個設置,三人就用低擋位,六人可以調到高擋位,提高產氧速率,滿足六人乘組的氧氣供應的需求。」

據了解,空間站里的生命保障系統,還能夠實現水等消耗性資源的循環利用,保障航天員在軌長期駐留。這個系統可以收集航天員揮發的水分、排放的尿液,還有呼出的二氧化碳,然後把這些收集到的水汽、水和二氧化碳還原成航天員可在軌利用的氧氣和水。

「我們在做整個系統的設計時考慮了符合六人的使用需求,所以不會出現超負荷運行的情況,這是整個生命保障系統,保證航天員六人乘組在天上可以很舒適地工作和生活。」夏僑麗說。

徑向交會對接:

飛船6次變軌→俯仰調姿→滾動調姿

●神舟十六號載人飛船進行6次變軌,不斷抬升軌道高度,縮小與空間站的距離。

●來到空間站後下方時,飛船進行俯仰調姿,把自己調整為與空間站核心艙垂直的姿態。

●飛船逐漸來到核心艙徑向,即下方200米位置,再進行滾動調姿,即逆時針轉體180度。

●飛船繼續向核心艙節點艙下方19米處靠近並抵達位置,繼續靠近核心艙節點艙徑向對接口。

●對接機構捕獲、鎖緊,至此飛船與空間站組合體最終完成對接,形成三艙三船新的組合體。

整合:史明磊 文字:新華社 央視新聞 中新網 圖片:新華社

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