九霄逐夢 神舟再問天

10月15日晚,神舟十三號載人飛行任務航天乘組出征儀式,在酒泉衛星發射中心問天閣廣場舉行。翟志剛(左)、王亞平(中)和葉光富即將開啓爲期6個月的飛行任務。  新華社記者 李 剛攝

時隔僅1個月,天和核心艙又迎來新“太空出差三人組”。

10月16日0時23分,長征二號F遙十三運載火箭從酒泉衛星發射中心起飛,成功將載有3名航天員的神舟十三號載人飛船送入預定軌道。

航天員進駐核心艙後,將按照天地同步作息制度進行工作生活,6個月後,搭乘飛船返回東風着陸場

?航天員――

在軌飛行6個月,身心素質將接受更大挑戰

不僅要在軌駐留長達6個月,還需同時管理天和艙、神舟十三號載人飛船、天舟二號、天舟三號形成的組合體,對神舟十三號飛行乘組來講,無論是身心素質還是技術能力,都將經受更大挑戰。

飛行時間大大延長、身處特殊環境任務量增加等因素相互作用,將影響航天員的身心健康,心血管系統、肌肉和骨骼系統等失重生理效應更加凸顯。

載人航天工程航天員系統總設計師、航天員科研訓練中心研究員黃偉芬說:“比如,航天員出現睡眠障礙、疲勞、感染、胃腸道病症及心血管功能調節等不適問題和應急醫學問題的概率會增高。”此外,長時間工作生活在狹小、密閉、隔離、振動、噪聲等複雜特殊環境中,航天員也可能面臨睡眠狀態變化、身心負荷過重等情況,心理狀態甚至工作能力都會受到影響。

針對這些挑戰要求,航天員系統在選拔訓練,健康、工作、生活等駐留保障技術方面,進行了充分研究和準備。黃偉芬說:“根據不同時期、不同個體的身心特點,我們着力強化了每月對航天員健康狀態的定期全面評估,及時調整航天員失重防護鍛鍊、營養配餐、心理支持等方案。”

值得一提的是,針對女航天員參加飛行任務,工程通過分析女航天員的身心特點和個體需求,重點從生活保障、健康保障等方面開展了針對性的設計,以確保女航天員長期飛行、健康生活、高效工作。

“在完成既定訓練計劃的基礎上,我們還安排了‘神十三’乘組與‘神十二’乘組進行天地通話。‘神十二’乘組返回後,兩個乘組進行了充分交流,‘神十二’乘組分享了在軌獲取的經驗和感受,特別是針對出艙活動交流了天地差異以及注意事項。”黃偉芬說,“神十三”乘組對此開展了相應訓練,爲提前進入狀態、順利執行任務打下基礎。

?發射――

一年兩連發,火箭“站立”時長創紀錄

執行本次任務前,長征二號F遙十三運載火箭作爲中國航天史上首枚集應急救援和發射任務於一身的火箭,剛剛結束了長達90天的應急值班“站崗”。實際上,從“起立就位”算起,再加上發射準備時間的話,這枚火箭足足“站”了5個多月,站立時長創中國火箭之最。

按照空間站關鍵技術驗證及建造階段任務安排,長二F遙運載火箭需要採取“發射1發、備份1發”即“滾動備份”發射模式。長二F遙十三火箭在遙十二火箭發射後作爲備份進行應急救援值班,在神舟十三號任務中執行應急轉正常任務的發射。

長征二號F遙火箭總體主任設計師常武權說:“本次任務中,我們在保證可靠性的前提下,探索實施了兩發火箭發射場流程的並行與優化,預計可以將發射準備時間縮短20%左右。另外,我們還爲全新的測發流程進行了技術儲備。”

一年完成兩次載人發射,在中國載人航天工程的歷史上尚屬首次,而這還只是個開始。

常武權介紹,長二F遙火箭不僅在今明兩年計劃執行4次發射任務,未來幾年,還將繼續以每年兩發的高頻率執行發射任務,在我國空間站在軌建造、運營過程中擔綱重任,可以說“今後一年兩發會成爲常態”。

高密度任務常態化執行也給酒泉衛星發射中心載人航天發射場帶來了挑戰。

酒泉衛星發射中心高級工程師賀鵬舉說:“按照‘滾動備份’模式,在飛行任務執行之前,發射場要完成待命救援飛船和火箭的準備,具備待命發射狀態。按照航天員在軌飛行6個月,我們需要執行兩次載人飛行發射任務,意味着要完成四個輪次的飛船和火箭測試。”救援發射值班狀態的火箭和飛船還需要長期保持技術狀態,定期開展測試檢查和性能維護。

賀鵬舉說:“在待命狀態解除之後,我們必須立即進行技術狀態轉換,按照正式飛行任務狀態開始全系統、全流程的全面檢查,確保經過長期停放的飛船和火箭不帶任何故障。”

?飛船――

採用自主快速交會對接,首次徑向停靠空間站

神舟十三號作爲空間站任務的第二艘載人飛船,將再次搭乘3名航天員進駐太空,繼續完成空間站關鍵技術驗證及建造任務。

爲適應空間站組合體不同構型及來訪航天器不同停靠狀態,實現與空間站前向、後向、徑向交會對接和分離,中國航天科技集團五院神舟團隊設計了新的交會路徑和繞飛模式,增加了繞飛、快速交會對接、徑向交會對接各項功能。

中國航天科技集團五院總體設計部飛船型號系統總體副主任設計師高旭說:“載人飛船將採用自主快速交會對接的方式,首次徑向停靠空間站,即通過天和核心艙下方對接口與空間站進行交會並對接。雖然只是方向變了90度,但是對接的難度卻大了不少。”

針對徑向交會對接方式的特點,西安衛星測控中心科技人員繼續採取基於地基與天基遙外測,以及北斗衛星定位數據的多元數據融合實時計算方法,以確保飛船自主快速交會對接的穩定可靠。

作爲交會對接的“智慧眼”之一,中國電子科技集團激光雷達團隊也爲飛船的激光雷達增加了多目標識別、切換和繞飛功能,以確保交會對接的順利完成。

神舟十三號載人飛船與空間站天和核心艙完成徑向交會對接之後,停靠時間長達6個月,計劃執行180天組合體長期駐留任務,這將是我國迄今爲止時間最長的一次載人飛行。爲適應空間站複雜構型和姿態帶來的複雜外熱流條件,滿足超長“待機”要求,中國航天科技集團五院神舟團隊對返回艙、推進發動機和貯箱等熱控方案、船站併網供電方案進行了專項設計,使飛船具備了供電、熱環境保障的適應性配套條件。

據悉,在神舟十三號成功發射的同時,神舟十四號也已經完成發射前的全部工作,進入應急發射待命狀態。

版式設計:張丹峰