三艙就位 筑夢蒼穹(科技自立自強(qiáng)·逐夢深空)
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11月3日9時(shí)32分,夢天實(shí)驗(yàn)艙順利完成轉(zhuǎn)位,標(biāo)志著中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成,向著建成空間站的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步。
空間站的一步步搭建,反映了我國航天技術(shù)跨越發(fā)展的成就。中國空間站將在今年完成建造,建成國家級的太空實(shí)驗(yàn)室,為中國乃至全世界的科學(xué)探索提供重要平臺。
11月3日9時(shí)32分,空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙順利完成轉(zhuǎn)位,使得三艙組合而成的空間站形成“T”字構(gòu)型,這標(biāo)志著中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成,從而向著建成空間站的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步。按計(jì)劃,后續(xù)將開展空間站組合體基本功能測試和評估。15時(shí)12分,神舟十四號航天員乘組順利進(jìn)入夢天實(shí)驗(yàn)艙。
建造中國空間站、建成國家太空實(shí)驗(yàn)室,是實(shí)現(xiàn)載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的重要目標(biāo),中國空間站將在今年完成建造,成為建設(shè)航天強(qiáng)國、科技強(qiáng)國的重要標(biāo)志。
“T”字構(gòu)型,中國空間站更加舒適高效
距地球400公里高度的太空軌道,每一個(gè)半小時(shí)繞地球一圈的中國空間站三艙組合體,已呈“T”字構(gòu)型:天和核心艙是“T”字的一豎,在核心艙兩側(cè)對稱分布的問天實(shí)驗(yàn)艙與夢天實(shí)驗(yàn)艙形成“T字”的一橫?!耙粰M”的兩端,則是兩對“大風(fēng)車”一般的大型太陽翼。這樣,無論空間站以何種姿勢飛行,都能照上太陽從而獲得高效的發(fā)電功效。中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平介紹,分別設(shè)計(jì)在夢天實(shí)驗(yàn)艙和問天實(shí)驗(yàn)艙艙體尾部的巨型柔性太陽能帆板,可以提高發(fā)電效率,這是中國空間站達(dá)到人類第四代空間站水平的重要舉措之一。
在這個(gè)構(gòu)型中,天和核心艙仍然保持著前向、后向、徑向三向?qū)拥哪芰?,可對接貨運(yùn)飛船和載人飛船。
為什么是“T”字構(gòu)型?中國航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總指揮王翔說:“為了使航天器易于運(yùn)動(dòng)控制,構(gòu)型要保證主結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分布盡量對稱、緊湊,以獲得好的質(zhì)量特性?!?/p>
空間站基本構(gòu)型的3個(gè)艙段,每個(gè)艙都是20噸級,三艙組合體質(zhì)量約68噸。核心艙用來控制整個(gè)空間站組合體,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙分別用于生物、材料、微重力流體、基礎(chǔ)物理等方面的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
在未來較長一段時(shí)間內(nèi),中國空間站都將以此構(gòu)型遨游太空,“T”字構(gòu)型充滿奇思妙想的同時(shí),令中國空間站更加舒適高效。王翔說,穩(wěn)定的構(gòu)型有利于組合體的飛行,而且由于其受到的地心引力、大氣擾動(dòng)等影響較為均衡,空間站姿態(tài)控制消耗的推進(jìn)劑和其他資源較少。
輪番接力,浩瀚太空留下更多中國印記
截至中國空間站基本構(gòu)型最后一個(gè)艙段——夢天實(shí)驗(yàn)艙進(jìn)入太空,不到兩年的時(shí)間內(nèi),中國空間站三大艙段從文昌航天發(fā)射場陸續(xù)成功飛向太空。與此同時(shí),多個(gè)中國航天員乘組從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場出發(fā)前往太空,以及多艘貨運(yùn)飛船從文昌航天發(fā)射場發(fā)射,這些空間站任務(wù)輪番接力,將中國人的“太空之家”藍(lán)圖一步步化為現(xiàn)實(shí)。
據(jù)中國載人航天工程辦公室主任郝淳介紹,中國空間站建造分為關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證和建造兩個(gè)階段實(shí)施,共規(guī)劃了12次飛行任務(wù)。
2020年5月5日,長征五號B運(yùn)載火箭首飛成功,實(shí)現(xiàn)空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷。2021年4月29日,天和核心艙發(fā)射成功,標(biāo)志著我國空間站建造進(jìn)入全面實(shí)施階段。
2021年6月17日,聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員乘坐神舟十二號載人飛船,成為首批進(jìn)入天和核心艙的航天員,并在軌駐留3個(gè)月,開展了一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。
2021年10月16日,翟志剛、王亞平和葉光富3名航天員“太空出差”6個(gè)月,創(chuàng)造了中國航天員連續(xù)在軌飛行時(shí)長新紀(jì)錄。
2022年6月5日,神舟十四號航天員乘組接過接力棒,開啟空間站在軌建造階段的首次載人飛行。7月24日,中國空間站第二個(gè)艙段也是首個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射成功,神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲進(jìn)入這個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙。10月31日,夢天實(shí)驗(yàn)艙成功飛入空間站。
據(jù)介紹,在三艙就位之后,天舟五號貨運(yùn)飛船和神舟十五號載人飛船發(fā)射任務(wù)也將按計(jì)劃進(jìn)行。神舟十五號飛行乘組3名航天員和神舟十四號航天員完成輪換,將在軌工作和生活6個(gè)月。值得一提的是,輪換期間,6名中國航天員將首次實(shí)現(xiàn)共同在軌駐留和在軌輪換,讓空間站有機(jī)會測試滿員運(yùn)行的承載能力。
今年正值我國載人航天工程30年,空間站一步一步的搭建,反映了航天技術(shù)跨越發(fā)展的成就。特別是10年來,浩瀚太空留下越來越多的中國印記。從天宮一號目標(biāo)飛行器、天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室,到天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙,再到即將建造完成的空間站,中國人的“太空之家”發(fā)生了翻天覆地的變化,航天員們的工作和生活空間不僅更寬敞、更舒適,功能性能更全面、更有保障,還能利用艙內(nèi)各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜,開展更多的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)及技術(shù)試驗(yàn)。
持續(xù)攻關(guān),為空間站建造提供強(qiáng)大保障
2.8公里,是文昌航天發(fā)射場總裝測試廠房到發(fā)射塔架的距離。發(fā)射前,夢天實(shí)驗(yàn)艙與長征五號B遙四運(yùn)載火箭組合體沿著這條路“走到”發(fā)射塔架,也成為這條路所見證的第二十位“太空乘客”。
“中國空間站不是自己在飛行,它的背后有完備、強(qiáng)大的航天體系的保障?!蓖跸枵f。
中國航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊宏認(rèn)為:“要依靠自立自強(qiáng)打破封鎖,瞄準(zhǔn)前沿系統(tǒng)謀劃,提出適合我國國情的空間站組裝建造方案?!彼麕ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出“利用艙段交會對接和轉(zhuǎn)位機(jī)械臂進(jìn)行平面轉(zhuǎn)位、研制大型組合機(jī)械臂并與航天員協(xié)同進(jìn)行艙外大型設(shè)施構(gòu)建”方案。這一獨(dú)具中國特色的總體設(shè)計(jì)方案,可以使我國在沒有航天飛機(jī)等大型運(yùn)輸工具的情況下,完成積木加桁架混合構(gòu)型的大型空間站在軌組裝建造。未來,還能夠在機(jī)械臂的輔助下進(jìn)行擴(kuò)展艙段的組裝。同時(shí),早在空間站任務(wù)起步之初,他帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān),使空間站系統(tǒng)核心元器件實(shí)現(xiàn)全部國產(chǎn)化。
2020年5月5日,長征五號B運(yùn)載火箭成功首飛,我國空間站階段的首次飛行任務(wù)告捷,正式拉開我國載人航天工程“第三步”任務(wù)的序幕。這枚身高54米、起飛重量近850噸的大火箭,自此成為空間站在軌建造任務(wù)的指定“專車”。
中國航天科技集團(tuán)火箭研究院總體部某研究室副主任馮韶偉當(dāng)時(shí)作為發(fā)射場現(xiàn)場觀察組成員,既是火箭起飛時(shí)試驗(yàn)隊(duì)中距離現(xiàn)場最近的人,也是火箭起飛后第一個(gè)到達(dá)發(fā)射塔架的人。熟悉火箭每個(gè)部段的他說,為了滿足大噸位的有效載荷入軌需求,“長五B”攻克了低溫火箭零窗口發(fā)射、大推力直接入軌、大直徑艙箭分離,以及20.5米長整流罩等關(guān)鍵技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)了我國低軌運(yùn)載能力達(dá)到25噸的突破。
實(shí)際上,航天發(fā)射是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的科技活動(dòng)。2021年5月19日晚,距離天舟二號發(fā)射不到3個(gè)小時(shí),某個(gè)壓力值參數(shù)出現(xiàn)異常。兩度推遲意味著加注的推進(jìn)劑必須兩次泄回,這是中國航天史上最大規(guī)模低溫推進(jìn)劑泄回,零下183攝氏度的液氧加注是風(fēng)險(xiǎn),泄回是更大的風(fēng)險(xiǎn)。負(fù)責(zé)文昌航天發(fā)射場建設(shè)和運(yùn)營的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心科技人員,全力完成故障排除和長征七號火箭推進(jìn)劑“三加兩泄”工作。全體科技人員連續(xù)堅(jiān)守崗位長達(dá)70余小時(shí),終于讓液氧安靜地回到了貯存罐。隨后又爭分奪秒進(jìn)行故障歸零,終于在10天后奪取了來之不易的勝利。
“把中國空間站建成我們心中最理想狀態(tài)就是我們的理想。”在中國空間站基本構(gòu)型完成之時(shí),中國航天科技集團(tuán)八院空間站項(xiàng)目辦計(jì)劃經(jīng)理劉慧穎回想起,對于怎么提高空間站應(yīng)用支持的能力,怎么最大程度提高應(yīng)用試驗(yàn)開展的效率和效益,會議室常常燈火通明,研究討論徹夜不休。
據(jù)介紹,空間站完成在軌建造以后,將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段。初步計(jì)劃是每年發(fā)射兩艘載人飛船和兩艘貨運(yùn)飛船。航天員要長期在軌駐留,開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn),并對空間站進(jìn)行照料和維護(hù)。同時(shí),還考慮研發(fā)空間站的擴(kuò)展艙段,以進(jìn)一步支持在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及為航天員的工作和生活創(chuàng)造更好的條件。
30年前,中國載人航天工程就有了“造船為建站,建站為應(yīng)用”的發(fā)展理念,“應(yīng)用”就是基于空間站提供的艙內(nèi)外空間進(jìn)行大規(guī)模的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。中國空間站的建設(shè)目的正是建成國家級的太空實(shí)驗(yàn)室,為中國乃至全世界的科學(xué)探索提供重要平臺。目前,瑞士、波蘭、德國、意大利等17個(gè)國家的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目被確定入選中國空間站。未來,中國載人航天也將會從近地空間走向地月空間,進(jìn)而邁向深空。
《 人民日報(bào) 》( 2022年11月04日 08 版)
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