作者:余建斌 来源:人民日报 发布时间:2022/11/4 9:03:08
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梦天实验舱转位成功,空间站“T”字基本构型在轨组装完成
三舱就位 筑梦苍穹

 

11月3日9时32分,梦天实验舱顺利完成转位,标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成,向着建成空间站的目标迈出了关键一步。

空间站的一步步搭建,反映了我国航天技术跨越发展的成就。中国空间站将在今年完成建造,建成国家级的太空实验室,为中国乃至全世界的科学探索提供重要平台。

11月3日9时32分,空间站梦天实验舱顺利完成转位,使得三舱组合而成的空间站形成“T”字构型,这标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成,从而向着建成空间站的目标迈出了关键一步。按计划,后续将开展空间站组合体基本功能测试和评估。15时12分,神舟十四号航天员乘组顺利进入梦天实验舱。

建造中国空间站、建成国家太空实验室,是实现载人航天工程“三步走”战略的重要目标,中国空间站将在今年完成建造,成为建设航天强国、科技强国的重要标志。

“T”字构型,中国空间站更加舒适高效

距地球400公里高度的太空轨道,每一个半小时绕地球一圈的中国空间站三舱组合体,已呈“T”字构型:天和核心舱是“T”字的一竖,在核心舱两侧对称分布的问天实验舱与梦天实验舱形成“T字”的一横。“一横”的两端,则是两对“大风车”一般的大型太阳翼。这样,无论空间站以何种姿势飞行,都能照上太阳从而获得高效的发电功效。中国载人航天工程总设计师周建平介绍,分别设计在梦天实验舱和问天实验舱舱体尾部的巨型柔性太阳能帆板,可以提高发电效率,这是中国空间站达到人类第四代空间站水平的重要举措之一。

在这个构型中,天和核心舱仍然保持着前向、后向、径向三向对接的能力,可对接货运飞船和载人飞船。

为什么是“T”字构型?中国航天科技集团五院空间站系统总指挥王翔说:“为了使航天器易于运动控制,构型要保证主结构和质量分布尽量对称、紧凑,以获得好的质量特性。”

空间站基本构型的3个舱段,每个舱都是20吨级,三舱组合体质量约68吨。核心舱用来控制整个空间站组合体,两个实验舱分别用于生物、材料、微重力流体、基础物理等方面的科学实验。

在未来较长一段时间内,中国空间站都将以此构型遨游太空,“T”字构型充满奇思妙想的同时,令中国空间站更加舒适高效。王翔说,稳定的构型有利于组合体的飞行,而且由于其受到的地心引力、大气扰动等影响较为均衡,空间站姿态控制消耗的推进剂和其他资源较少。

轮番接力,浩瀚太空留下更多中国印记

截至中国空间站基本构型最后一个舱段——梦天实验舱进入太空,不到两年的时间内,中国空间站三大舱段从文昌航天发射场陆续成功飞向太空。与此同时,多个中国航天员乘组从酒泉卫星发射中心载人航天发射场出发前往太空,以及多艘货运飞船从文昌航天发射场发射,这些空间站任务轮番接力,将中国人的“太空之家”蓝图一步步化为现实。

据中国载人航天工程办公室主任郝淳介绍,中国空间站建造分为关键技术验证和建造两个阶段实施,共规划了12次飞行任务。

2020年5月5日,长征五号B运载火箭首飞成功,实现空间站阶段飞行任务首战告捷。2021年4月29日,天和核心舱发射成功,标志着我国空间站建造进入全面实施阶段。

2021年6月17日,聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员乘坐神舟十二号载人飞船,成为首批进入天和核心舱的航天员,并在轨驻留3个月,开展了一系列空间科学实验和技术试验。

2021年10月16日,翟志刚、王亚平和叶光富3名航天员“太空出差”6个月,创造了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录。

2022年6月5日,神舟十四号航天员乘组接过接力棒,开启空间站在轨建造阶段的首次载人飞行。7月24日,中国空间站第二个舱段也是首个科学实验舱问天实验舱发射成功,神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入这个科学实验舱。10月31日,梦天实验舱成功飞入空间站。

据介绍,在三舱就位之后,天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船发射任务也将按计划进行。神舟十五号飞行乘组3名航天员和神舟十四号航天员完成轮换,将在轨工作和生活6个月。值得一提的是,轮换期间,6名中国航天员将首次实现共同在轨驻留和在轨轮换,让空间站有机会测试满员运行的承载能力。

今年正值我国载人航天工程30年,空间站一步一步的搭建,反映了航天技术跨越发展的成就。特别是10年来,浩瀚太空留下越来越多的中国印记。从天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室,到天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,再到即将建造完成的空间站,中国人的“太空之家”发生了翻天覆地的变化,航天员们的工作和生活空间不仅更宽敞、更舒适,功能性能更全面、更有保障,还能利用舱内各种科学实验柜,开展更多的空间科学实验及技术试验。

持续攻关,为空间站建造提供强大保障

2.8公里,是文昌航天发射场总装测试厂房到发射塔架的距离。发射前,梦天实验舱与长征五号B遥四运载火箭组合体沿着这条路“走到”发射塔架,也成为这条路所见证的第二十位“太空乘客”。

“中国空间站不是自己在飞行,它的背后有完备、强大的航天体系的保障。”王翔说。

中国航天科技集团五院空间站系统总设计师杨宏认为:“要依靠自立自强打破封锁,瞄准前沿系统谋划,提出适合我国国情的空间站组装建造方案。”他带领团队创造性地提出“利用舱段交会对接和转位机械臂进行平面转位、研制大型组合机械臂并与航天员协同进行舱外大型设施构建”方案。这一独具中国特色的总体设计方案,可以使我国在没有航天飞机等大型运输工具的情况下,完成积木加桁架混合构型的大型空间站在轨组装建造。未来,还能够在机械臂的辅助下进行扩展舱段的组装。同时,早在空间站任务起步之初,他带领技术团队持续攻关,使空间站系统核心元器件实现全部国产化。

2020年5月5日,长征五号B运载火箭成功首飞,我国空间站阶段的首次飞行任务告捷,正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。这枚身高54米、起飞重量近850吨的大火箭,自此成为空间站在轨建造任务的指定“专车”。

中国航天科技集团火箭研究院总体部某研究室副主任冯韶伟当时作为发射场现场观察组成员,既是火箭起飞时试验队中距离现场最近的人,也是火箭起飞后第一个到达发射塔架的人。熟悉火箭每个部段的他说,为了满足大吨位的有效载荷入轨需求,“长五B”攻克了低温火箭零窗口发射、大推力直接入轨、大直径舱箭分离,以及20.5米长整流罩等关键技术,成功实现了我国低轨运载能力达到25吨的突破。

实际上,航天发射是一项高风险的科技活动。2021年5月19日晚,距离天舟二号发射不到3个小时,某个压力值参数出现异常。两度推迟意味着加注的推进剂必须两次泄回,这是中国航天史上最大规模低温推进剂泄回,零下183摄氏度的液氧加注是风险,泄回是更大的风险。负责文昌航天发射场建设和运营的西昌卫星发射中心科技人员,全力完成故障排除和长征七号火箭推进剂“三加两泄”工作。全体科技人员连续坚守岗位长达70余小时,终于让液氧安静地回到了贮存罐。随后又争分夺秒进行故障归零,终于在10天后夺取了来之不易的胜利。

“把中国空间站建成我们心中最理想状态就是我们的理想。”在中国空间站基本构型完成之时,中国航天科技集团八院空间站项目办计划经理刘慧颖回想起,对于怎么提高空间站应用支持的能力,怎么最大程度提高应用试验开展的效率和效益,会议室常常灯火通明,研究讨论彻夜不休。

据介绍,空间站完成在轨建造以后,将转入为期10年以上的应用与发展阶段。初步计划是每年发射两艘载人飞船和两艘货运飞船。航天员要长期在轨驻留,开展空间科学实验和技术试验,并对空间站进行照料和维护。同时,还考虑研发空间站的扩展舱段,以进一步支持在轨科学实验以及为航天员的工作和生活创造更好的条件。

30年前,中国载人航天工程就有了“造船为建站,建站为应用”的发展理念,“应用”就是基于空间站提供的舱内外空间进行大规模的科学实验。中国空间站的建设目的正是建成国家级的太空实验室,为中国乃至全世界的科学探索提供重要平台。目前,瑞士、波兰、德国、意大利等17个国家的科学实验项目被确定入选中国空间站。未来,中国载人航天也将会从近地空间走向地月空间,进而迈向深空。

 
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