其他

“太空之吻”上演,从天宫二号看中国航空梦

2016-10-19 宣传中心 四川大学团委纵坐标zzb
10月18日夜,北京航空指挥控制中心大厅的巨大屏幕上,标示神舟十一号和天宫二号实时距离的黄色数字在不断下降。
“天神”距离不足5000米了。
从神舟八号到神舟十号,天宫二号的“前任”天宫一号曾3次成功“牵手”神舟飞船,已经算是“老司机”了。但对于进入太空不过一个多月的天宫二号来说,这还是首次尝试“牵手”神舟。
两天内,“天神”的距离迅速拉近。在不到48小时的时间里,神舟十一号经历了5次轨道调整,“天神”的距离从初始的一万多公里缩减为52公里左右。至52公里左右时,神舟十一号的远距离导引便宣告结束。此后,神舟十一号飞船和天宫二号空间实验室之间建立了闭环的自主控制系统,进入自主导航状态,然后进行近距离对接。
距离不到100米了。
神舟十一号身上一双双锐利的“眼睛”正一眨不眨地注视着天宫二号。随着“天神”距离从远到近,交会对接微波雷达、激光雷达系统等不同的“眼睛”接力工作。
到30米停泊点了。距离越近,风险越大。从距离150米到最终完成对接的阶段,称为“平移靠拢段”,这是交会对接最关键的阶段。
距离预计交会对接的时间越来越近,北京指控中心大厅参观席的人也越来越多。
5000米,400米,120米,30米。经历了4个停泊点的减速调整后,在祖国上空,绕地飞行了30圈的神舟十一号终于靠近了天宫二号。
北京航天指控大厅里突然爆发了一阵短促的掌声。正前方的大屏幕上,一行小字显示:飞船转组合体飞行。地图上一闪一闪的标记为“天宫二号”“神舟十一号”的两个亮点,变成了显示为“组合体”字样的一个亮点——凌晨3时31分,神舟十一号和天宫二号成功实现自动交会对接。
约凌晨5点半,景海鹏用一个形状奇特的“钥匙”打开了第一道舱门。透过黑漆漆的对接通道,可以看到来自天宫二号的光。
凌晨6时23分,圆形的舱门向上掀开,景海鹏像游泳似的进入了实验舱,冲镜头挥了挥手。陈冬随后进入,景海鹏拉住他,并肩站在镜头前,他们的声音从393公里外传来:“神舟十一号在空间实验室向全国人民问好!”
指控大厅外面,天已经亮了,空气中蒙着一层薄雾。而短暂的掌声后,指控大厅又恢复了原有的宁静。
这一夜,中国人朝着建设空间站的梦想又迈进了一步。
9月15日晚22时04分,恰逢中秋佳节,天宫二号发射成功。

10月19日凌晨3点31分,在太空中独自绕地飞行了521圈的天宫二号终于等来了它的另一半。
下面,就让我们再次走进这个我国第一个完全意义上的空间实验室——天宫二号。

天宫二号长什么样?
天宫二号在外观上与 2011 年发射的天宫一号类似,都采用实验舱和资源舱两舱构型。天宫二号全长10.4米,最大直径 3.35 米,太阳翼展宽约 18.4 米,重 8.6 吨,设计在轨寿命 2 年。舱内宇航员活动的范围约为 16 到 18 立方米,按 6 立方米即可满足住一人居住的人机功效看,天宫二号上住两位航天员也还是比较宽敞的。


天宫二号的主要任务是什么?
据中国载人航天工程办公室副主任武平介绍,发射天宫二号的主要目的是接受神舟十一号载人飞船的访问,完成航天员中期驻留,考核面向长期飞行的乘员生活、健康和工作保障等相关技术;接受天舟一号货运飞船的访问,考核验证推进剂在轨补加技术;开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术,以及在轨维修和空间站技术验证等试验。比较之前的天宫一号,神八、神九、神十的航天员在上面只停留约 1 到 2 个星期,这次天安二号要确保神十一的航天员能待够 30 天。


天宫二号如何保障两名航天员为期 30 天的驻留?
为了方便航天员的工作和生活,天宫二号运用了许多人性化的设计:舱内灯光采用米黄色色调,亮度可手动调节,甚至还为每个航天员安装了床前灯;航天员可在空间实验室收到地面电视信号,能跟家人进行天地通话和私人通信;为保证航天员在微重力环境下身体机能不衰退,天宫二号配置了力量训练设备,并定期对航天员心血管和身体医学指标进行监测。

天宫二号上会进行哪些厉害的实验?专家介绍,天宫一号的主要目标是验证交会对接技术,而天宫二号则将开展较大规模的空间科学实验和空间应用试验以及航天医学实验,此次安排了 14 项体现科学前沿和战略高技术发展方向的科学与应用任务。以空间冷原子钟为例。我们生活中最精准的钟表,每年大约有一分钟的误差。原子钟的精度可以达到,每 2000 万年误差一秒,而天宫二号上将携带国际首台空间运行的最高精度超冷原子钟,误差可缩小到 2 亿年一秒,用于空间系统的时间基准,为深空探测、广义相对论验证等重要领域作出贡献。

 筑梦天宫

作为我国第一个完全意义上的空间实验室,天宫二号的发射打响了我国空间实验室任务的关键一战,这也是我国载人航天工程第二步的第二阶段。事实上,自2013年神舟十号飞船与天宫一号完成交会对接任务后,中国载人航天工程第二步的第一阶段任务圆满画上句号。此后,载人航天工程暂时淡出人们的视线。


时隔3年,太空又迎来中国航天的使者,天宫二号空间实验室奔赴太空,由此展开的空间应用试验、太空中期驻留验证、推进剂补加等,这些对中国人意味着什么,对中国空间站的建设又意味着什么?

 空间实验室,类似空间站的前身 

在中国航天科技集团五院天宫二号总设计师朱枞鹏看来,要搞清楚天宫二号在中国载人航天工程中的位置,还要从天宫一号,乃至神舟五号说起。


上世纪90年代初期,我国正式启动载人航天工程,并确立“三步走”发展战略。第一步可以称作载人飞船阶段,主要任务是研制载人飞船,将航天员送到太空,开展空间应用实验并返回。在此期间, 2003年,神舟五号飞船完成首次载人飞行任务;2005年,神舟六号飞船完成多人多天飞行试验任务,至此,中国载人航天工程实现了第一步战略任务目标。


接下来是第二步——空间实验室阶段。2008年,神舟七号飞行任务的圆满成功,标志着我国掌握了航天员出舱活动关键技术,这是第二步的任务目标之一。

直到2011年,轮到天宫一号出场,这个目标飞行器,先后与神舟八号、神舟九号和神舟十号先后开展了交会对接试验并取得成功,自动及手动控制交会对接技术得到验证。


同时,天宫一号经过对接后,被改造成为太空中一个短期有人照料的空间实验平台,多名航天员短期驻留太空,参与完成多项科学实验,载人航天工程取得关键性进展,第二步的第一阶段任务圆满收官。


此后,摆在航天人面前的,是补给以及循环利用技术,这些技术关系到未来空间站的组装、航天员在空间站的生存等问题。第二步的第二阶段就是要验证这些技术,发射空间实验室,搭建起一个平台,开展技术、应用等各类试验,为载人航天工程第三步,即建造中国空间站打下基础。


空间站,和空间实验室还不是一回事。它指的是可供多名航天员巡访、长期工作和居住生活的载人航天器。前苏联发射建造的“礼炮”空间站与“和平号”空间站,以及由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲空间局共同建造的国际空间站就是其中比较知名的。


如今,中国走到的空间实验室阶段,更像是空间站阶段的前身,是从载人飞船过渡到载人航天基础设施的试验性航天器。天宫二号挑起了其中的重担。

 在距地几百公里的太空建起一座实验室 

按照朱枞鹏的说法,在距离地面几百公里的太空中,建起一座实验室,长期运行在既定轨道上,这就是空间实验室。


朱枞鹏说,天宫一号叫做目标飞行器,对接改造后也只是空间实验室的特例,而天宫二号已经完全是一座小型的空间实验室。更进一步地说,天宫一号解决的是交会对接技术问题,天宫二号解决的是一定规模、短期有人照料的空间应用问题。


天宫二号升空后的任务中,有利用太空环境下进行的科学探索,有瞄准未来航天发展进行的新产品验证,而最多的是定位“支撑国民经济发展、服务民众生活”而开展的实验。


正如中国载人航天工程办公室主任王兆耀所说的,“应用始终是我国载人航天工程发展的一个主题和追求的一个目标,我们在发展载人航天的过程中也一直高度重视发挥载人航天的综合应用效益”。


广袤的太空蕴藏着巨大的资源,如微重力、强辐射、高温、深冷等条件都是地球所无法具备的,这些为探索生命起源、开展基础科学和前沿技术领域的研发提供了良好的试验场。

展望未来的中国空间站 

而当神舟十一号与天宫二号完成对接及其他各项试验返回之后,天宫二号则继续驻留太空,等待第一艘货运飞船天舟一号的到来,开展推进剂补加等相关试验。


中国航天科技集团五院天舟一号总设计师白明生说,天舟货运飞船只运货不运人,在功能、性能上都处于国际先进水平。飞船将主要为空间站补给物资,包括推进剂、航天员生活消耗品、空间科研设施设备、空间站维修备品备份等。


根据中国载人航天工程总设计师周建平在今年全国两会上的说法,我国计划在2020年前后建成的空间站总体构型是三个舱段,一个核心舱,两个实验舱,每个舱都是20吨级,整体呈T字构型。


这其中核心舱有5个对接口,可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱,另有一个供航天员出舱活动的出舱口。


随着空间实验室任务的陆续展开,我国载人航天进入了应用发展新阶段,未来空间站的实景,也将越来越清晰地展现在人们面前。


图/来源于网络

编辑/杜越、王艺轩



您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存