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从这一天起,中国航天员可以常驻太空

2021-06-18 07:32 来源:南方日报 王诗堃 徐勉

航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波参加联试(2020年7月20日摄)。

航天员聂海胜(中)、刘伯明(右)和汤洪波在出征仪式上敬礼。

这是6月17日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十二号载人飞船与天和核心舱自主快速交会对接成功的画面,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱(船)组合体。

在北京航天飞行控制中心拍摄的进驻天和核心舱的航天员向全国人民敬礼致意的画面。

神舟十二号载人飞船航天员乘组进驻天和核心舱的画面。

  据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心准时点火发射,约573秒后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。

  这是我国载人航天工程立项实施以来的第19次飞行任务,也是空间站阶段的首次载人飞行任务。飞船入轨后,将按照预定程序,与天和核心舱进行自主快速交会对接。组合体飞行期间,航天员将进驻天和核心舱,完成为期3个月的在轨驻留,开展机械臂操作、出舱活动等工作,验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。

  出征

  向前,追逐愈加高远的深空梦

  清凉的晨风吹醒了戈壁滩。

  6月17日清晨,酒泉卫星发射中心航天员公寓——问天阁,一场激动人心的太空远征即将从这里起航。

  6时30分许,问天阁南侧门打开,神舟十二号载人飞船飞行乘组3位航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波身着乳白色航天服,面露微笑,从容走来。

  他们即将开始的,是中国载人航天工程空间站阶段的首次载人飞行。

  一步、两步、三步……指令长聂海胜走在中间,刘伯明和汤洪波分别在他的左右紧紧跟随。

  这是坚定的步伐。“没有共产党就没有新中国……”激扬的乐曲声中,3位航天员踏着乐点前行。

  这是默契的步伐。作为入驻中国空间站天和核心舱的第一批航天员,他们将在轨驻留3个月,协同进行一系列具有突破性的高难度操作。为此,3位航天员进行了每人超过6000学时的高强度训练,配合度、相容性达到了新高度。

  这是稳健的步伐。从一人一天到多人多天,从舱内工作到太空行走,从短期停留到中期驻留……中国载人航天跨越了一次次重大关口,实现了一系列从梦想到现实的突破。

  梦想可以翱翔于九霄,而实现梦想,永远要靠一步一个脚印的奋斗。当世人惊叹于中国航天事业的突飞猛进时,其中的汗水与泪水,也许,只有经历过的人才能体会。

  在3位航天员身后的墙面上,是执行此前6次载人航天飞行任务航天员的照片,三度出征的聂海胜与再度出征的刘伯明也在其中。

  奔向星辰的征途上,勇士们无暇回顾往昔的荣光。要追逐愈加高远的深空梦想,只有向前、向前!

  “总指挥长同志,我们奉命执行神舟十二号载人飞行任务,准备完毕,请指示。中国人民解放军航天员大队航天员聂海胜。”“航天员刘伯明。”“航天员汤洪波。”

  “出发!”中国载人航天工程总指挥、空间站阶段飞行任务总指挥部总指挥长李尚福沉稳有力的命令在广场上空回荡。

  “向航天员学习!向航天员致敬!”“祝你们成功!等你们凯旋!”科技人员、部队官兵、少年儿童以及身穿蒙古族、裕固族等民族服装的欢送人群手捧鲜花,挥舞国旗,为出征的勇士加油鼓劲。

  “在我们今天的科研团队中,就有不少青年骨干,是在学生时代受到杨利伟等飞天事迹的感召,才投身航天事业的。”载人航天工程总设计师周建平此前在接受记者采访时说。

  3位航天员一边向人们挥手致意,一边登上了出征的车辆。车队穿过夹道欢送的人群,向发射场驶去。

  广场上的人们仍然沉浸在激动与振奋里,久久不愿散去。也许,问天阁楼顶那一排红色的大字,能道出今天所有送行者的心声——

  再次出征,再夺胜利,再创辉煌!

  对接

  仅6.5小时,这一次不必等2天

  “各号注意,今天的发射任务到此结束,请按计划做好飞船运行段的测控工作……”

  不同于发射场的热闹喜悦,北京航天飞行控制中心大厅的庆祝短暂又克制。一阵掌声过后,大家立刻又恢复到了任务监视状态。

  “发射成功就是我们任务的开始,更艰巨的工作还在后面。”现场的北京航天飞行控制中心神舟十二号任务总师谢剑锋说。

  多次自主变轨“追上”空间站

  上一次载人发射任务还是5年前的神舟十一号。北京航天飞行控制中心空间站任务总师孙军感慨:“我们的技术随着5年的发展变得越来越成熟。2016年10月17日神舟十一号发射升空,经历了两天的飞行后与天宫二号实现自动交会对接。今天,我们将牵引神舟十二号又一次快速交会对接,不同的是这一次我们将不必再等待两天的飞行,而是直接快速对接,仅6.5小时。”

  在神舟十二号飞船步步逼近组合体期间,天上地下都保存着紧凑的工作节奏。

  9时52分,发动机安全检查备份正向试喷,以确保在后续交会对接时发动机能正常发挥功能。一系列测试后,调度确认发动机工况正常。

  航天员此时接到指令可以解开锁扣——类似于飞机起飞阶段完成后,乘客可以解开安全带,适当活动了。

  9时57分,神舟十二号自主变轨允许的指令发出,10分钟后,飞船开始第一次自主变轨,在接下来的3个小时内,飞船需要进行多次类似的自主变轨。

  轨道专家李革非介绍:“通过多次变轨,我们可以将飞船的轨道逐步抬升,达到满足与组合体对接的高度;同时完成轨道偏差的修正,保证飞船的运行平面与天和核心舱一致;最后还要进行相位调整,逐步缩小与组合体的距离。所有这几步工作都将在3个小时内完成。”

  200米,19米,对接成功

  14时许,经历了多次自主轨控后,神舟十二号转入寻的飞行段,此时航天员距离中国的太空家园不足50公里。随着相对导航的建立,近距离自主交会对接正式开始。

  神舟十二号首次采用自主快速远导、中瞄点直接交会对接的方式,直接飞到天和天舟组合体前向200米的停泊点上,与前者保持相对静止的距离飞行。此时地面在几分钟内与飞船、航天员等各个系统确认飞船状态,北京总调度指挥航天员设置交会对接前飞船的状态,为接下来的对接做好准备。

  随着技术的进步,航天器和地面测控的自动化能力不断提升。但是对于任务现场的飞控人员来说,航天员在天上的每分钟都人命关天,必须有万无一失的准备。

  现场的工作人员几乎是一手拿着应急预案,一手比对着任务进程,保证可以随时接手。

  此起彼伏的回传状态,经过各个环节的确认判断后,现场决策可以实施自主交会对接。

  “各号注意,我是北京,飞船转200米保持,状态正常,天和核心舱对接前状态正常,继续实施交会对接。”

  屏幕上神舟十二号与天和天舟组合体的距离越来越近,紧接着就已经来到了19米的停泊点上,伴随着“飞船转最后靠拢”的口令声,神舟飞船一点点驶向天和号核心舱。

  “对接机构捕获”“对接环拉回开始”“对接锁锁紧开始”……短短12分钟,一连串的指令,密集准确,有条不紊。15时54分,交会对接成功!

  南方日报记者 王诗堃 徐勉 通讯员 宋星光

  入站

  中国载人航天事业启航新征程

  飞船与组合体对接后,航天员要进入核心舱。

  “10年前,我作为北京调度,亲眼见证了神舟八号与天宫一号实现首次交会对接。今天还是在同样的地方,我再次见证神舟十二号快速对接,即将看到航天员穿过舱门,这是对我参加载人航天任务十周年的最好见证。”大厅里,北京航天飞行控制中心空间站任务副指挥杨彦波很感慨。

  为迎接3位航天员到来,天和核心舱早已将舱内温度、湿度、气压等调整到舒适的状态,只待航天员进驻。

  18时48分,3位航天员已经将厚重的舱内压力服换下,穿上了轻便的蓝色舱内工作服。在现场众人的目光中,他们打开舱门,依次进入空间站核心舱。

  飞控大厅里爆发出热烈的掌声!

  三度飞天的聂海胜、再叩苍穹的刘伯明,与首征太空的汤洪波一起,开始了中国人迄今为止时间最长的太空飞行。

  航天员乘组将完成为期3个月的在轨驻留,开展机械臂操作、出舱活动等工作,验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。

  神舟十二号载人航天飞行任务,是我国载人航天工程立项实施以来的第19次飞行任务。

  党中央1992年作出实施载人航天工程“三步走”发展战略以来,经过近30年独立自主发展和接续奋斗,中国载人航天已圆满完成第一步、第二步全部既定任务,当前,正向着建造空间站、建成国家太空实验室全力进发。

  中华民族的飞天征程,站在了新的起点上。

  载人航天工程也将迎来前所未有的高密度发射——按照空间站建造任务规划,今明两年共实施11次飞行任务,2022年完成空间站在轨建造,建成国家太空实验室,之后,空间站将进入运营阶段。

  那又是一段豪迈壮阔的征程。

  安全

  备份火箭时刻准备应急救援

  伴随着中国空间站的建设,中国航天员常驻太空的时代已经到来。载人航天任务的“载荷”是无价的,为保障更频繁天地往返航天员的安全,载人航天工程的各个系统也在不断提高安全保障水平。

  “神箭”可靠性再提升

  由航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院(下称“火箭院”)抓总研制的长征二号F运载火箭,是目前我国唯一一型载人运载火箭,有“神箭”之称。

  从1992年立项、1999年首飞,近30年来,长二F火箭全程参与了中国载人航天工程“三步走”战略的每一步,共执行十余次任务,包括发射5艘无人飞船、2个空间实验室和7艘载人飞船,均取得圆满成功,将12名、17人次航天员送入太空。在我国载人航天工程的史册上,长二F火箭写下了浓墨重彩的一笔。

  在此次任务中,通过多项技术改进,长二F火箭的可靠性和安全性再上新台阶。

  火箭院长二F火箭总指挥荆木春介绍,此次发射的长二F遥十二火箭共进行109项技术状态更改,其中有70余项与可靠性提升相关。这些改进不涉及重大技术状态变化,主要是为了消除薄弱环节。

  例如,针对发动机点火失效风险,将主机传火孔直径从4毫米改为6毫米,进一步提升点火可靠性;根据位置不同,对发动机二级游机推力室喷注口提出更加精细的角度设计要求,使推进剂能够更加充分地融合、更加高效地燃烧,为火箭提供强劲动力……

  每一处改进,都体现了研制人员对可靠性的不懈追求,背后都意味着无数次理论分析、数学仿真和试验验证。长二F火箭总体副主任设计师秦曈说:“在可靠性已经相当高的情况下,再提升,难度可想而知”。

  长二F火箭总体主任设计师常武权用考试打比方,从50分提高到90分相对容易一些,但从90分提高到91分,甚至91.1分,尽管只有0.1分的提升,但背后的工作并不比从50分提高到90分少。

  越是艰难越向前。最终,他们将长二F火箭的可靠性从指标要求的0.97提升到0.9894,再次刷新了其自身纪录,处于世界前列。

  逃逸系统继续改进

  长二F与其他火箭的一个不同在于,位于火箭顶部有一个巨型避雷针似的装置——逃逸塔。

  “它主要是用来在火箭起飞前15分钟到起飞后的120秒保障航天员安全。”秦曈告诉笔者。

  逃逸塔是一个无控飞行器,火箭在发射时万一出现问题,逃逸塔上的发动机就会立刻启动,逃逸飞行器像“拔萝卜”一样带着返回舱飞离故障火箭。之后返回舱与逃逸飞行器分离后,会打开降落伞,缓慢降落到地面。

  但开伞过程中,返回舱会受到地面低空风的极大影响。

  以前的逃逸飞行器只能往一个固定的方向逃逸,存在一定的安全风险。长二F火箭副总师刘烽举了个例子:“如果说逃逸飞行器只能向东逃逸,正好这时地面吹来一股向西的风,这样,返回舱处于开伞状态的时候,很可能又被吹回到故障火箭的附近,航天员就比较危险。”

  此次发射前,研制人员通过对软件进行调整,新增发动机点火功能,使逃逸飞行器可以向垂直于地面风的方向逃逸,更加安全、灵活。“比如说,地面刮的是南风或者是北风,现在我的逃逸能力提升了,可以提前选择与南风或北风垂直的东西方向逃逸,避开地面风。”常武权说。

  逃逸系统改进后,火箭安全性评估值由0.997进一步提升至0.99996这一国际先进水平。

  “也就是说,就目前的技术状态,长二F火箭平均发射1万次,只有少于一次的逃逸失败可能。在保障航天员安全方面,它比‘万无一失’的水平还要高一些。”常武权解释。

  两发火箭同时进场

  空间站需要航天员在轨长期驻留,就不得不考虑一种小概率事件:万一空间站或飞船出现较为严重的危险、故障,地面必须快速发射救援飞船把航天员接回。

  从此次任务开始,长二F火箭实行应急救援值班制度,最快10天内就能实施发射,接航天员返回地球。

  具体来说,长二F遥十二火箭是本次发射的“主力”,长二F遥十三火箭则是“替补”。两发火箭同时进场,先开展遥十三火箭总装测试工作,再开展遥十二火箭总装测试和发射工作。两发火箭流程上存在交叉,型号队伍并行作业。

  在遥十二火箭发射前,遥十三火箭已完成基础级、整流罩(半罩)和逃逸塔总装测试,并封存于厂房内,进入应急值班状态,具备应急发射能力。

  南方日报记者 王诗堃 徐勉 通讯员 付应丽 吕炳宏

  回望“神舟”飞天航迹

  神舟一号飞船

  于1999年11月20日在酒泉卫星发射中心发射升空,经过21小时的飞行后顺利返回地面。神舟一号飞船的成功发射与回收,标志着我国载人航天技术获得了新的重大突破。

  神舟二号飞船

  于2001年1月10日发射升空,飞船返回舱在轨道上飞行7天后返回地面。神舟二号飞船是我国第一艘正样无人飞船,飞船技术状态与载人飞船基本一致。

  神舟三号飞船

  于2002年3月25日发射升空。飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员呼吸和血液循环的重要生理活动参数。神舟三号轨道舱在太空留轨运行180多天。

  神舟四号飞船

  突破了我国低温发射的历史纪录,于2002年12月30日发射升空,2003年1月5日在内蒙古中部地区准确着陆。这艘飞船技术状态与载人飞船完全一致。

  神舟五号飞船

  作为我国第一艘载人飞船,于2003年10月15日发射升空。航天员杨利伟成为浩瀚太空的第一位中国访客,这标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。

  神舟六号飞船

  于2005年10月12日发射升空,航天员费俊龙、聂海胜被顺利送上太空。10月17日,飞船返回舱顺利着陆。神舟六号飞船进行了我国载人航天工程的首次多人多天飞行试验,完成了我国真正意义上有人参与的空间科学实验。

  神舟七号飞船

  于2008年9月25日发射升空,航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利飞上太空。9月27日,翟志刚进行了19分35秒的出舱活动。这标志着中国成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。

  神舟八号飞船

  是一艘无人飞船,由轨道舱、返回舱和推进舱组成,2011年11月1日发射升空,之后,与天宫一号进行了两次空间无人自动交会对接,突破和掌握了自动交会对接技术。

  神舟九号飞船

  于2012年6月16日发射升空,执行我国首次载人交会对接任务。6月24日,神舟九号航天员成功驾驶飞船与天宫一号目标飞行器对接,这标志着中国成为世界上第三个完整掌握空间交会对接技术的国家。

  神舟十号飞船

  于2013年6月11日发射升空。在轨飞行期间,神舟十号与天宫一号进行了一次自动交会对接和一次手控交会对接。航天员聂海胜、张晓光、王亚平在天宫一号开展了一系列空间科学实验和技术试验。

  神舟十一号飞船

  于2016年10月17日发射升空。10月19日,神舟十一号与天宫二号自动交会对接成功。航天员景海鹏和陈冬入驻天宫二号空间实验室,进行了为期30天的太空驻留生活。

  本版文图均据新华社(除署名外)

编辑:许萌萌
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