中國空間站建造階段開啟
記者 王碩
2022年5月10日,長征七號遙五運載火箭搭載著天舟四號貨運飛船成功發(fā)射。隨后,天舟四號貨運飛船與在軌運行的空間站組合體實現(xiàn)快速交會對接。這意味著我國空間站建造階段大幕開啟。
“天舟四號”為空間站送去支持3名航天員6個月的在軌駐留物資、空間站備份設(shè)備、空間科學載荷、推進劑等貨物。之后將變身天宮“加油站”,不僅為其在軌運行提供燃料補充,還將在停靠期間,按計劃開展多項在軌試驗。
據(jù)了解,2022年,是我國空間站建造的決戰(zhàn)決勝之年,又恰逢中國載人航天工程立項實施30周年。載人航天空間站工程今年將完成“問天”實驗艙、“夢天”實驗艙、“神舟”載人飛船和“天舟”貨運飛船等6次重大任務,全面建成空間站,實現(xiàn)首次6個航天器組合體飛行,首次航天員駐留達到6個月,首次2個乘組6名航天員同時在軌等目標。
技術(shù)優(yōu)化壘實基礎(chǔ)
每次任務的完成對于中國航天技術(shù)來說都是一次發(fā)展和考驗。
以交會對接技術(shù)為例。我國空間站的建造猶如“搭積木”,而連接起各個艙段的“關(guān)節(jié)”正是對接機構(gòu)。蒼茫太空、萬里穿針,對接機構(gòu)精準、安全、可靠才能再現(xiàn)“太空之吻”。
“從直播視頻里看,大家會感覺對接過程是瞬間完成的,就像兩塊樂高積木‘咔嗒’組合到一起,但實際過程包含了接觸、捕獲、鎖緊、密封等一系列動作。”中國航天科技集團八院控制所載人航天型號技術(shù)負責人王有波解釋說。
比如,未來空間站建造需要適應8-180噸各種噸位、各種方式的對接,為了讓重量級的航天器在對接時可以“輕盈優(yōu)雅”,設(shè)計師們通過大量的技術(shù)攻關(guān)和方案論證系統(tǒng)性提出了可控阻尼的控制思路,既不影響原捕獲性能,又可以消耗巨大的撞擊能量,突破了空間站建造的關(guān)鍵技術(shù)。
再比如,實驗艙發(fā)射成功后,將長期“停泊”于空間站,此時的對接機構(gòu)就是航天員往返于工作生活區(qū)的重要通道。研究人員進行了一系列設(shè)計,防止外力作用下非正常解鎖以及完成密封等,為航天員在空間站的工作生活提供一個安全環(huán)境。
首次開啟高清時代
如今,我們對于與太空的唯美、天宮課堂的直播、航天員出艙等已不陌生。但它們的實現(xiàn)其實都離不開艙內(nèi)外高清攝像機的實時監(jiān)控。而貨運飛船是真正意義上首次艙內(nèi)使用商用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機和艙外高清攝像機的航天飛行器。
太空中的產(chǎn)品從來都不是簡單的拿來主義。由于空間環(huán)境的特殊性,力學振動和沖擊導致結(jié)構(gòu)散架、鏡頭離焦以及空間輻射導致電子固件失效等問題都困擾著商用攝像機上天。
而天舟四號首次使用了兩臺艙外高清攝像機:太陽翼攝像機和交會對接攝像機。太陽翼攝像機主要用于觀察太陽翼帆板的展開和在軌運行情況,新聞直播中太陽翼帆板在美麗的藍色星球背景下,大鵬展翅的壯麗景觀,就是這個小小的高清攝像機呈現(xiàn)的絕美大片。交會對接攝像機安裝在貨運飛船交會對接面,可實時監(jiān)測飛船和空間站交會對接過程。
2022年全面建成空間站
我國空間站任務規(guī)劃包括關(guān)鍵技術(shù)驗證、建造和運營三個階段。根據(jù)任務安排,發(fā)射天舟四號貨運飛船后,6月將發(fā)射神舟十四號載人飛船,7月發(fā)射空間站問天實驗艙,10月發(fā)射空間站夢天實驗艙,空間站的三個艙段將形成“T”字基本構(gòu)型,完成中國空間站的在軌建造。
“今年完成空間站在軌建造以后,工程將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應用與發(fā)展階段。初步計劃是每年發(fā)射兩艘載人飛船和兩艘貨運飛船。航天員要長期在軌駐留,開展空間科學實驗和技術(shù)試驗,并對空間站進行照料和維護。”中國載人航天工程辦公室主任郝淳說。
此外,為進一步提升工程的綜合能力和技術(shù)水平,我國還將研制新一代載人運載火箭和新一代載人飛船。其中,新一代載人運載火箭和新一代載人飛船的返回艙都可以實現(xiàn)重復使用;新一代載人飛船綜合能力也將得到大幅提升,可以搭載7名航天員。另外,還將開展空間生命科學、空間材料科學、航天醫(yī)學等一大批科學實驗和新技術(shù)驗證。這些技術(shù)會更多地進行轉(zhuǎn)化,服務于經(jīng)濟社會發(fā)展和國計民生。
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2017年,天舟一號飛行任務取得圓滿成功,標志著中國載人航天邁進“空間站時代”。
隨后天和核心艙成功發(fā)射,空間站在軌組裝建造全面開展。再通過天舟二號貨運飛船、神舟十二號、神舟十三號等任務的不斷推進,我國掌握了載人天地往返、空間出艙、空間交會對接、航天員中期駐留和空間貨物運輸與補給等關(guān)鍵技術(shù)。
2022年4月16日,出差半年的神舟十三號乘組順利返回,標志著我國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段圓滿收官。本次天舟四號的成功發(fā)射與交會對接成功跑出了我國空間站建造接力賽的“第一棒”。
(責任編輯:支艷蓉)