本报记者 王硕
6月17日9时22分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘坐神舟十二号载人飞船飞往太空;15时54分,飞船与天和核心舱成功实现自主快速交会对接;18时48分,3位航天员先后进入天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。
按计划,他们将在太空驻留约3个月。这意味着中国人正式开启在自己建造的“太空家园”中开展重大科学实验的征程。
五项首次刷新载人航天新高度
在这项举世瞩目的任务中,神舟十二号不断刷新着中国载人航天技术的新高度,完成了多项国内首次:
首次实现与天和核心舱的载人自主快速对接——就像是有着全自动驾驶功能的“超跑”,神舟十二号自主计算和执行轨道控制,发射后约6.5小时完成与核心舱的对接。
首次实施绕飞空间站并与空间站进行径向交会——具备与空间站进行前向、后向、径向对接口对接和分离的功能,并在本次任务中首次开展了绕飞和径向交会对接试验。
首次具备从不同高度轨道返回东风着陆场的能力——过去载人飞船都从固定的轨道返回地球。本次空间站任务中,为了节省推进剂消耗,满足长期停靠要求,神舟团队将载人飞船返回高度从固定值调整为相对范围,并改进返回算法,提高了载人飞船返回适应性和可靠性。
首次实现载人飞船长期在轨停靠——为适应空间站复杂构型和姿态带来的复杂外热流条件,神舟团队对返回舱、推进发动机和贮箱等热控方案,船站并网供电方案进行了专项设计。
首次具备天地结合多重保证的应急救援能力——即携带两艘飞船进场,由一艘船作为发射船的备份,将作为遇到突发情况时航天员的生命救援之舟,具备8.5天应急发射能力以实现太空救援。
神舟十二号飞船系统总体副主任设计师高旭表示,“神舟十二号是迄今为止我国研制的标准最高、各方面指标要求最严格的载人航天器,它已经完全实现载人航天工程立项之初载人飞船研制目标。”
一窥空间站的“全屋定制”
随着3名航天员入住,在未来3个月,“天和”核心舱将成为他们的家。
据中国载人航天工程办公室介绍,3名航天员在轨期间将完成多方面工作,并计划开展两次出舱活动及舱外作业。
其中包括开展核心舱组合体的日常管理,如核心舱在轨测试、再生生保系统验证、机械臂测试与操作训练等。
两次出舱活动则包括舱外服在轨转移、组装、测试,舱外工具箱的组装、全景摄像机抬升和扩展泵组的安装等。
同时,在空间科学实验和技术试验方面,航天员要进行空间应用任务实验设备的组装和测试,按程序开展空间应用、航天医学领域等实(试)验以及有关科普教育活动。此外,航天员还需要关注自己的身体健康,按计划开展日常的生活照料、身体锻炼,定期监测、维持与评估自身健康状态。
据悉,航天员在空间站将执行天地同步作息制度进行工作生活。
核心舱配备了3个独立卧室和1个卫生间,保证航天员日常生活起居;食品方面,配置了120余种营养均衡、品种丰富、口感良好、长保质期的航天食品;还有配有太空跑台、太空自行车用于航天员日常锻炼。
为保证航天员在太空生活的健康与舒适,神舟团队在设计中设置了5000余台套定制“家居”产品。
比如,航天员在舱内生活,仅靠地面上的氧气供给是远远不够的,成本也非常高。为此,在核心舱内特别定制了一套制氧家居,通过电解舱内的水生成氢气和氧气,满足航天员在舱内的氧气需求。
再比如“水处理”家居:将核心舱内产生的污水收集后过滤,并通过多层净化方式,实现污水变净水,为航天员提供能够长期灭菌的高品质饮用水。
此外,设计团队还为空间站全屋的通风系统、温湿度调节、尿处理等多个子系统打造了300余种、4000余套“流路”,实现了核心舱全屋的气、液及多项流体工质的密封与传输,保证了核心舱内多种介质传输的安全性和可靠性。
飞船进入批量化生产时代
2021年,可谓是载人航天的“超级年”。
4月29日,我国空间站的“第一块积木”天和核心舱顺利就位;
5月29日,天舟二号货运飞船发射成功并实现与核心舱的满分对接;
6月17日,神舟十二号载人飞船发射成功……
也就是在不到两个月的时间内,我国载人航天领域实施了3次重大发射任务,达到了前5年的发射任务量总和。
据中国载人航天办公室介绍,我国将在2022年前后建成属于自己的空间站。
建造期间,将陆续发射4艘载人飞船往返天地,执行空间站关键技术验证与建造任务;后续空间站建成后,每年将会有多艘飞船往返运送航天员进入空间站,进行长期有人照料运营。
这意味着飞船研制、发射、飞控任务接续实施,交叉并行,实施密度之高前所未有,以往“多年造一船”将变成“一年多船”;也意味着航天人需要探索产品交付模式从“定制单件产品”交付向“批量化生产”交付转型,打造“标准化飞船”。
据了解,目前航天集团研制团队已在天舟货运飞船在轨飞行验证成果的基础上,设计了载人飞船与货运飞船对接机构产品通用的方案,将部组件产品化、通用化;通过一批投产、多船使用的方式,节省研制成本,完善部组件组批投产。
如今,征程再起,奋进者自有远方!让我们期待更加光辉的未来……