近日,神舟十三號載人飛船成功發(fā)射,,并與中國空間站天和核心艙完成了徑向交會對接。3名中國航天員——翟志剛,、王亞平和葉光富進入核心艙,,開啟了為期6個月的太空生活。中國空間站迎來了“老家”來的第二批訪客,,開啟了有人長期駐留時代,。
轉眼間,神舟十三號任務已進行了十日有余,。在中國各地,,夜空中“捕捉”空間站的蹤跡,成為眾多天文愛好者的新時尚,。而在太空之上,,中國航天員也將在駐留期間實施出艙活動、空間科學實驗與技術試驗等任務,。
徑向交會對接跳起“太空華爾茲”
神舟十三號與天和核心艙的交會對接,,是中國載人飛船在太空實施的首次徑向交會對接,即通過天和核心艙下方對接口與空間站進行交會并對接,。
為何要進行徑向交會對接,?北京航天飛行控制中心空間站任務總師孫軍說,后期進行航天員乘組輪換時,,同時會有兩艘飛船對接空間站,,而徑向交會對接能提高進駐空間站的通道和手段。
此前,,天舟二號,、神舟十二號和天舟三號飛船均采用前向或后向對接。對接時,,核心艙和飛船“連成一條線”,。而神舟十三號對接后,則與核心艙呈垂直狀態(tài),。目前,,中國空間站實現(xiàn)了核心艙、2艘貨運飛船,、1艘載人飛船共4個飛行器組合體運行,。
據(jù)專家介紹,,神舟飛船的發(fā)動機、控制系統(tǒng)和敏感器,,都是專門為全方位與空間站對接而設計,,只有神舟飛船能和空間站進行徑向交會對接。徑向對接雖然只是方向變了90度,,但“太空華爾茲”的難度卻不小,。
在前向、后向交會對接時,,飛船有一個200米保持點,,即使發(fā)動機不工作,飛船也能較長時間保持穩(wěn)定的姿態(tài)和軌道,。但徑向交會沒有穩(wěn)定的中途停泊點,,需要持續(xù)控制飛船姿態(tài)和軌道,推進劑消耗大,、故障處置難,。
徑向交會過程中,飛船要進行由平飛轉豎飛等大范圍的姿態(tài)機動,。這對飛船的敏感器提出了更高的要求,。如同飛船的“眼睛”,敏感器必須具備較高的識別目標和不被復雜光照變化干擾的能力,。
神舟十三號徑向交會對接整個過程,,是在制導導航與控制(GNC)系統(tǒng)指揮下,由飛船智能自主完成的,。據(jù)專家介紹,,未來空間站載人交會對接任務中,徑向交會和前向交會將交替使用,。
首次徑向交會對接順利實施,,離不開中國航天科技集團五院神舟飛船研制團隊數(shù)年的技術攻關和地面實驗。為適應空間站組合體不同構型及來訪航天器不同??繝顟B(tài),,研制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。1個多月前,,神舟十二號與空間站組合體完成了繞飛及徑向交會試驗,,為神舟十三號任務奠定了技術基礎。
機械臂任務升級 “太空課堂”繼續(xù)開啟
在神舟十二號任務中,,“全能”的核心艙機械臂成為各界關注的熱點,。通過兩次出艙活動,,神舟十二號任務首次檢驗了航天員與機械臂協(xié)同工作的能力及出艙活動相關支持設備的可靠性與安全性。
神舟十三號任務中,,機械臂依舊是任務的“主角”之一,。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副主任林西強說,,神舟十三號任務的主要目的包括開展機械臂輔助艙段轉位,、手控遙操作等空間站組裝建造關鍵技術試驗;進行2-3次出艙活動,,安裝大小機械臂雙臂組合轉接件及懸掛裝置,,為后續(xù)空間站建造任務作準備。
中國載人航天工程總設計師周建平表示,,未來機械臂所承擔的任務會更復雜。例如空間站建好后,,如果需要將核心艙的太陽能帆板收起來,,就需要航天員與機械臂的協(xié)同。
神舟十三號是中國迄今為止時間最長的一次載人飛行,,將首次考核并驗證空間站任務航天員長期在軌駐留能力,。林西強說,在軌駐留6個月,,是空間站運營期間航天員乘組常態(tài)化駐留周期,。
為此,神舟十三號任務將進一步驗證航天員在軌駐留6個月的健康,、生活和工作保障技術,。林西強說,神舟十三號任務將針對不同時期,、不同個體的身心特點,,每月對航天員健康狀態(tài)進行全面評估。根據(jù)評估結果,,適時調整航天員失重防護鍛煉項目,、航天員營養(yǎng)配餐方案以及心理支持活動等。同時,,針對女航天員參加飛行任務,,重點從生活保障、健康保障等方面進行針對性設計,,確保女航天員長期飛行,、健康生活、高效工作,。
在太空中開展科學實驗,,也是空間站的主要使命之一,。神舟十三號任務將進行航天醫(yī)學、微重力物理領域等科學技術試驗與應用,??梢灶A見,中國空間站在接下來的工作當中,,有望獲得大量來自不同領域的科研數(shù)據(jù),,產(chǎn)出高水平的科學成果。
在2013年的神舟十號任務中,。航天員王亞平曾進行了一場別開生面的“太空授課”,,全國6000萬名中小學生在地面課堂上課,“太空課堂”收獲熱烈反響,。此次跟隨神舟十三號進入空間站,,王亞平將繼續(xù)開課。
林西強說,,空間站作為國家級太空實驗室,,蘊含著得天獨厚、極為豐富的科普教育資源,。中國空間站不僅是全球科學家開展空間科學,、空間技術、空間應用的研究平臺,,而且是鼓勵青少年熱愛航天,、參與探索、追求科學的實踐平臺,。為此,,此次任務策劃了更加形式多樣的科普教育活動。
明年年底前完成空間站三艙組合體建造
神舟十三號任務是空間站關鍵技術驗證階段的第六次飛行任務,,也是該階段的“收官之戰(zhàn)”,。后續(xù),中國載人航天工程將全面轉入空間站建造階段,。
林西強介紹,,空間站建造階段共規(guī)劃實施6次飛行任務——首先發(fā)射天舟四號貨運飛船,運送補給物資,,為隨后實施的神舟十四號載人飛行任務做準備,;神舟十四號乘組在軌駐留期間,將先后發(fā)射問天實驗艙和夢天實驗艙,,與天和核心艙對接,,進行艙段轉位。
2022年底前,,中國將完成空間站三艙組合體建造,,隨后實施天舟五號貨運補給和神舟十五號載人飛行任務,。神舟十五號乘組將與神舟十四號乘組開展在軌輪換。對空間站狀態(tài)進行全面評估后,,將轉入空間站應用與發(fā)展階段,。
后續(xù),中國還將擇機發(fā)射巡天空間望遠鏡,,與空間站共軌長期獨立飛行,,開展巡天觀測,短期??靠臻g站進行補給和維護升級,。
周建平介紹,巡天望遠鏡的分辨率和哈勃望遠鏡相當,,但巡天望遠鏡的視場角要比哈勃望遠鏡大300多倍,,很多國際科學家非常感興趣?!拔覀円恢痹诖龠M這方面的工作,,會開放科學設施,歡迎更多的科學家進行合作,?!?/span>
林西強說,,對于其他國家的航天員進入中國空間站,、展開國際合作,中國持歡迎態(tài)度,。相信在中國空間站完成建造,、進入運營與應用發(fā)展階段后,大家將會看到其他國家的航天員參與中國空間站的飛行任務,。
林西強表示,,中國空間站的建成,將為開展包括航天員聯(lián)合飛行在內(nèi)的更廣泛的國際合作提供更好的平臺,。目前,,已經(jīng)有不少國家和地區(qū)提出了這方面的意愿。在航天員選拔訓練方面的中外合作已經(jīng)開展,。比如,,中國航天員曾赴俄羅斯參與訓練。再比如,,神舟十三號航天員葉光富曾于2016年參加過歐空局組織的洞穴實驗,,歐洲航天員也曾于2017年參加過中國組織的海上救生訓練。