读懂你的澎湃神舟十四号成功发射,这次有

浙江新闻客户端记者何冬健

北京时间年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约秒后,神舟十四号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。新华社记者才扬摄

神舟十三号乘组航天员归来的喜悦还未散尽,6月5日,时隔一个半月后,神舟十四号又成功踏上征程。

根据发布会介绍,神舟十四号乘组3名航天员将迎来问天、梦天两个实验舱和天舟五号货运飞船、神舟十五号载人飞船的来访,并与神舟十五号乘组进行在轨轮换——这也意味着从今天起,中国空间站将不再“寂寞”,一直有航天员陪伴着它。

建空间站就像“搭积木”

此次神舟十四号乘组任务重大。随着神舟十三号乘组在6个月太空飞行后顺利返回地球,意味着关键技术验证阶段的圆满收官。而依据相关计划,空间站建设阶段一共有六次发射任务,分别是两个载人飞船、两个货运飞船以及两个实验舱,神舟十四号载人飞船是我国空间站建设阶段的首次载人飞行任务。

大家可能不知道,中国空间站的建设可以说是个“搭积木”的过程——天和核心舱作为积木的核心,货运飞船、载人飞船、实验舱甚至是未来将要发射的巡天望远镜都将与天和核心舱对接。而神舟十四号乘组将肩负建设阶段的大部分工作,开个玩笑,相当于中国空间站建设的“施工队”了。

目前空间站组合体是“两船一舱”构型,天舟三号货运飞船和天舟四号货运飞船分别停靠在天和核心舱的前后对接口上,整体呈现“一字形”构型,空间站最终建设完成后会成为标准的“T字形”构型。

神舟十四号时期,问天实验舱等如何对接空间站呢?大型舱段如果直接和空间站对接,巨大的撞击将对空间站姿态产生巨大的扰动,从而改变空间站飞行姿态,甚至带来意外。不出意料的话,此次神舟十四号也将采用神州十三号时期的径向交会对接,解决姿态扰动问题。

在轨期间,乘组将面临构型多——其间经历9种组合体构型,状态新——要操控小机械臂和组合臂、从问天舱气闸舱实施出舱,任务密——实施5次交会对接、3次分离撤离、2次转位、2—3次出舱,各次任务环环相扣等挑战,对乘组执行任务能力提出了很高要求。

6月5日,神舟十四号载人飞行任务航天员乘组出征仪式在酒泉卫星发射中心问天阁广场举行。陈冬(右)、刘洋(中)、蔡旭哲即将开启为期6个月的飞行任务。新华社记者李刚摄

“国家太空实验室”怎么建

本次发射的新闻发布会上还提了一个重要词语:“建成国家太空实验室”。

人们早就幻想,在宇宙空间建立永久性的居住村,让地球上的人长期在那里生活、工作,并作为到其他星球旅行的中转站。20世纪70年代,宇宙飞船围绕地球做太空旅行和登上月球并安全返回地面以后,建立宇宙空间站的目标就近在咫尺了。

年4月19日,世界上第一个长期围绕地球运转的人造天体——轨道空间站,从苏联拜科努尔宇航中心发射升空,它取名“礼炮”号。“礼炮”号轨道空间站实际是一个天空实验室,里边很宽阔,分成几个部分,可以同时进行几种科学实验工作。此后,美国的"天空实验室"和欧洲的"太空实验室"等等空间站相继上天,开展相应的科学研究。

一直以来,我国利用神舟飞船留轨舱和返回舱,开展了以多模态微波遥感器为代表的29项实验;利用天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室、神舟飞船和天舟飞船,开展了70余项实验。特别是天宫二号空间实验室支持空间应用的能力较前期有了大幅的跃升,是我国第一个真正意义上的太空实验室。

太空实验室可以起到什么作用呢?例如,天宫二号搭载的空间冷原子钟是国际上首台在轨运行的冷原子钟,日稳定度万年的误差小于1秒,实验掌握了冷原子团的在轨激光冷却、操控、与微波相互作用及冷原子探测等关键技术,对未来空间高精度时频系统提供了直接技术支持。

据了解,作为国家太空实验室,中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜,每台实验柜都是一个小型的太空实验室,可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验,整体达到国际先进水平。其中,问天实验舱主要面向空间生命科学研究,梦天实验舱主要面向微重力科学研究。

年5月10日,天舟四号货运飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。新华社

“十年磨一剑”的实验柜

年刚起步时,中国科学院空间应用工程与技术中心集成技术中心团队平均年龄不足30岁。就是这支年轻的团队,在不到10年的时间里,从0到1研制出中国自己的空间站实验柜。

他们曾经展示过“祖孙”三代实验柜,这是技术路径的一次又一次突破。在外观上看,它们一代比一代小:高度由2.2米降低为1.8米;从内涵上看,却一代比一代精:重量减半,承载比从1:1提升到1:4。也就说,最早实验柜自重公斤,只能载重公斤的科学实验;而现在却用不到公斤的自重,搭载了公斤的在轨实验。

科学实验柜“麻雀虽小五脏俱全”,其复杂程度不亚于一颗卫星。刚接到任务时,团队都不知道“太空实验室”应该长什么样,便以国际空间站为标杆进行设计,诞生了一代柜。但是,国际空间站规模吨,而中国空间站最终确定为吨。这就意味着,科学载荷的柜体必须尽可能“瘦身”“增肌”,把重量让给科学实验。

千锤百炼之后,我国终于形成独立自主的技术体系,不仅能跟国际并跑、领跑,甚至还有独创。例如,在国际上首次采用电子学和热控一体化控制;标准化接口可支持未来上千项科学实验的滚动实施;无容器材料科学实验柜在世界上首次实现在空间无电荷补偿下的金属加热熔凝实验……

据发布会介绍,针对舱内科学实验机柜、舱外试验装置和巡天空间望远镜,在空间站建造阶段,共安排了近百项实验研究项目。后续转入常态化运营后,还将实施较大规模科学研究,预期将有力推动重大前沿科学问题的突破,为未来我国开展近地以远的载人空间探索提供深厚的科学和技术积累。

(部分内容综合新华社、人民日报、中国科学报)

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