中國空間站進(jìn)入長期有人駐留模式

本刊綜合報道

浩瀚的太空，再度迎來中國人逐夢蒼穹的身影。在習(xí)近平總書記提出中國夢十周年之際，中國載人航天用這場壯闊的遠(yuǎn)征、浪漫的抵達(dá)，在中華民族鏗鏘行進(jìn)的復(fù)興之路上標(biāo)記下新的坐標(biāo)—中國空間站從此開啟長期有人駐留時代。

2022年11月29日晚，搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，成功將航天員費俊龍、鄧清明、張陸送入太空。這是中國載人航天工程今年的第6次飛行任務(wù)，也是空間站建造階段最后一次飛行任務(wù)，打響了中國空間站建造階段的收官之戰(zhàn)。飛船成功對接空間站天和核心艙后，3名航天員進(jìn)入空間站，與等候在此的神舟十四號航天員乘組實現(xiàn)了中國載人航天史上首次“太空會師”。

11月30日7時33分，在“T”字基本構(gòu)型的中國空間站里，神舟十四號航天員乘組順利打開“家門”，歡迎遠(yuǎn)道而來的神舟十五號航天員乘組入駐“天宮”。隨后，兩個航天員乘組一起在空間站里合影留念。后續(xù)，兩個航天員乘組將在空間站進(jìn)行首次在軌輪換。其間，6名航天員將共同在空間站工作生活約5天時間，完成各項既定任務(wù)和交接任務(wù)。

1992年，中國載人航天工程正式立項。30年來，工程從無到有，結(jié)下累累碩果，空間站即將完成建設(shè)，還具備了開展載人月球探測工程實施條件。但中國載人航天探索的腳步不會只停留在近地軌道，一定會飛得更穩(wěn)更遠(yuǎn)。

作為中國空間站從建設(shè)到應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵一役，空間站進(jìn)入長期有人駐留模式。

最大構(gòu)型“三艙三船”組合體首次建成

神舟十五號飛船與空間站組合體交會對接后，中國空間站首次形成了由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙以及兩艘載人飛船和一艘貨運飛船組成“三大艙段”+“三艘飛船”的最大構(gòu)型組合體，總質(zhì)量近百噸。

天和核心艙是空間站實現(xiàn)組合體控制和管理的主要艙段，其具備開展交會對接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學(xué)實驗等能力，艙內(nèi)配置有工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、就餐區(qū)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保區(qū)以及鍛煉區(qū)，能夠為航天員工作和生活提供舒適良好的保障條件。同時，天和核心艙還具有一定的實驗?zāi)芰?，?nèi)部配備有高微重力實驗柜和無容器材料實驗柜。

問天實驗艙主要面向空間生命科學(xué)研究，艙內(nèi)搭載了生命生態(tài)實驗柜、生物技術(shù)實驗柜等科學(xué)實驗柜，在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理、空間材料科學(xué)等領(lǐng)域探索人類長期太空生存所面臨的一系列科學(xué)問題。除了用于科學(xué)實驗，問天實驗艙還要“兼職”天和核心艙的功能備份，它的氣閘艙也是航天員執(zhí)行出艙任務(wù)的主出艙口，其內(nèi)部還配置了3個睡眠區(qū)、1個衛(wèi)生間和廚房等設(shè)施，為6名航天員在軌輪換提供條件。

夢天實驗艙是專注于做實驗的艙段，不再配備再生生保以及睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)。其內(nèi)部配置了13個科學(xué)實驗機(jī)柜，艙外布置有37個載荷暴露平臺及工位。作為三艙中支持載荷能力最強(qiáng)的艙段，夢天實驗艙可以完成對微重力科學(xué)的研究，可支持流體物理、材料科學(xué)、超冷原子物理等前沿試驗項目。

三船中的天舟五號飛船是貨運飛船，承載了為空間站運送貨物的任務(wù)。神舟十四號、十五號飛船是載人飛船，負(fù)責(zé)執(zhí)行航天員乘組抵達(dá)空間站、返回地面的飛行任務(wù)。

兩乘組首次實施在軌輪換

神舟十五號航天員乘組進(jìn)入空間站后，與神舟十四號乘組共同駐留空間站組合體5天左右，首次實施乘組在軌輪換，這會是未來中國空間站運營期間主要的任務(wù)交接模式。這是中國空間站建造階段的最后一棒，也是空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的第一棒，具有承前啟后的重要作用。

兩個乘組按照各自任務(wù)和計劃開展在軌工作，避免工作項目時間、空間和設(shè)備使用上產(chǎn)生沖突。在此期間，神舟十四號乘組重點開展返回前準(zhǔn)備工作，神舟十五號乘組重點進(jìn)行狀態(tài)設(shè)置和在軌環(huán)境適應(yīng)，在輪換期結(jié)束前完成工作交接。這需要加強(qiáng)每日工作計劃管理，確保乘組間工作有序交接。

除了航天員的交接與共同工作生活之外，兩艘載人飛船的“互動”也很重要。神舟十五號?？坑谔旌秃诵呐撉跋蚨丝冢裰凼奶柾？坑谔旌秃诵呐搹较蚨丝?，兩艘飛船同時與空間站進(jìn)行信息代傳、通風(fēng)換熱、并網(wǎng)供電等。

兩個乘組輪換期間，空間站將通過不同的對接總線代傳兩船遙測，確保兩艘載人飛船信息傳輸?shù)奈ㄒ恍院驼_性?？臻g站系統(tǒng)將同時向兩艘載人飛船通風(fēng)熱支持，送風(fēng)量根據(jù)兩船不同熱環(huán)境進(jìn)行合理分配，且可根據(jù)需求進(jìn)行分檔調(diào)節(jié)。同時，科學(xué)家針對兩船同時?？康那闆r，制定了協(xié)調(diào)匹配的緊急撤離策略，全力確保航天員生命安全。

全面啟用三艙科學(xué)實驗機(jī)柜，神舟十五號乘組任務(wù)多

神舟十五號任務(wù)期間，航天員乘組將重點開展6個方面工作：一是開展空間站三艙狀態(tài)長期駐留驗證工作；二是完成15個科學(xué)實驗機(jī)柜解鎖、安裝與測試，開展涵蓋空間科學(xué)研究與應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)、航天技術(shù)等領(lǐng)域的40余項空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗；三是實施3-4次出艙活動，完成夢天艙擴(kuò)展泵組和載荷暴露平臺設(shè)備安裝等工作；四是驗證貨物氣閘艙出艙工作模式，與地面協(xié)同完成6次貨物出艙任務(wù)；五是開展常態(tài)化的平臺測試、維護(hù)及站務(wù)管理工作；六是開展在軌健康防護(hù)鍛煉、在軌訓(xùn)練與演練等工作。

在軌駐留期間，神舟十五號航天員乘組還將迎來天舟六號貨運飛船、神舟十六號載人飛船的來訪對接。完成6個月的太空“出差”任務(wù)后，計劃于2023年5月返回東風(fēng)著陸場。

空間站進(jìn)入到應(yīng)用與發(fā)展階段后，中國將繼續(xù)秉承開放共享的發(fā)展理念，與致力于和平利用外空的國家和地區(qū)一道，開展更多、更深入的務(wù)實合作，讓中國空間站的科學(xué)技術(shù)成果造福全人類。中國載人航天工程新聞發(fā)言人、中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明介紹，中國載人航天工程辦公室與聯(lián)合國外空司、歐洲空間局共同遴選的多個空間科學(xué)應(yīng)用項目正在按計劃實施，相關(guān)載荷將于明年開始陸續(xù)進(jìn)入中國空間站開展實驗。

改進(jìn)45項技術(shù)，“長征”火箭更可靠

這是中國空間站“T”字構(gòu)型搭建完成以來，長征二號F運載火箭（簡稱長二F）第一次將3名航天員送入太空。自1999年首飛以來，長二F已成功發(fā)射15艘神舟飛船和2個空間實驗室，其中包括10次載人發(fā)射任務(wù)，成功率達(dá)100%。

執(zhí)行載人飛行任務(wù)的長二F全箭可靠性指標(biāo)達(dá)0.97，安全性指標(biāo)達(dá)0.997。此次任務(wù)是新批次長二F遙十五火箭和全新的地面設(shè)備首次應(yīng)用于載人發(fā)射任務(wù)。較上一發(fā)火箭，長二F遙十五火箭進(jìn)行了全面升級優(yōu)化，其中技術(shù)狀態(tài)改進(jìn)45項。同時，測發(fā)控、供配氣等地面設(shè)備也進(jìn)行了11項改進(jìn)。經(jīng)過不斷的技術(shù)改進(jìn)，執(zhí)行神舟十五號任務(wù)的長二F遙十五運載火箭，其飛行可靠性評估結(jié)果達(dá)到0.9895。

此次任務(wù)發(fā)射窗口期正值寒冬，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心天氣寒冷，最低溫度突破零下20攝氏度。針對神舟十五號船箭組合體在低溫嚴(yán)酷環(huán)境下執(zhí)行載人飛行任務(wù)的情況，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心對發(fā)射場地面設(shè)備進(jìn)行了全面更新改造，科研人員對發(fā)射場配置的兩套整流罩內(nèi)送風(fēng)設(shè)備保障性進(jìn)行確認(rèn)，并按照溫度上限進(jìn)行送風(fēng)。同時，針對待發(fā)段可能出現(xiàn)的送風(fēng)溫度偏低的故障情況，制定了風(fēng)險控制預(yù)案，根據(jù)情況開啟推進(jìn)貯箱地面電調(diào)溫等，保證飛船返回艙和推進(jìn)艙推進(jìn)劑溫度滿足發(fā)射要求。

自執(zhí)行神舟十二號發(fā)射任務(wù)起，長二F火箭采取“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”“滾動備份”的發(fā)射模式，為航天員安全加上“雙保險”。本次任務(wù)中神舟十四號與神舟十五號兩個航天員乘組要進(jìn)行在軌交接班，這意味著同一發(fā)長二F火箭在準(zhǔn)備發(fā)射神舟十五號的同時，還承擔(dān)著對神舟十四號航天員乘組的應(yīng)急救援任務(wù)。

此次發(fā)射任務(wù)后，后一發(fā)火箭即長二F遙十六運載火箭進(jìn)入應(yīng)急救援“值班”狀態(tài)，執(zhí)行后續(xù)空間站運營階段的載人發(fā)射任務(wù)。按照規(guī)劃，空間站在軌建造完成后，空間站工程將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段，初步計劃每年發(fā)射2艘載人飛船和2艘貨運飛船。未來，長二F火箭將托舉更多航天員進(jìn)入太空。