經過“神八”和“神九”的一次無人、一次載人航天飛行,我國已突破和掌握空間交會對接技術。現在,舉世矚目的“神舟”十號也要飛天了。概括起來,“神十”的四大主要任務是:
1.為“天宮一號”在軌運營提供人員和物資天地往返運輸服務,進一步考核交會對接、載人天地往返運輸系統的功能和性能。
2.進一步考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力,以及航天員執行飛行任務的能力。
3.進一步考核工程各系統執行飛行任務的功能、性能和系統間協調性。
4.進行航天員空間環境適應性、空間操作工效研究,開展空間科學實驗、航天器在軌維修試驗和空間站關鍵技術驗證試驗,首次開展面向青少年的太空科學講座科普教育活動等。
“神十”的發射火箭、艙體組成與“神九”相同,任務也基本相同。從它承擔的四大主要任務來看,前三項任務中都提到“進一步”三個字,說明它主要是對“神九”載人交會對接技術的“拾遺補缺”。“神十”和“天宮一號”的交會對接,將是一次真正的應用性飛行,標志著我國已經擁有了一個可以實際應用的天地往返運輸系統,這個系統可以為在軌的各類航天器輸送人員和物資。它的發射標志著我國載人航天工程進入了應用階段,是我國載人航天更高水平的展現。
“拾遺補缺”
“神十”與“神九”的發射火箭、艙體結構相同,主要任務也是鞏固和優化“神九”實現的載人交會對接技術,對“神九”和“神八”飛船存在的不完善之處予以改進。所以,可以認為是對“神九”載人交會對接技術的“拾遺補缺”。 美、俄的載人航天實踐證明,在航天試驗中,一次成功絕不意味一勞永逸,只有多次實踐,才能真正掌握技術,防止航天事故的發生。所以,美國和蘇聯/俄羅斯在建造空間站前,都進行了多次應用性的交會對接技術飛行,每次飛行都會找出不完善之處,予以改進。下面舉幾個例子說明“神十” “拾遺補缺” 的表現。
發射“神十”的火箭型號與“神九”的相同,不過在火箭的安全性和可靠性上有了進一步改進,進一步確保航天員的安全。發射“神十”的是長征二號F火箭,科技人員對它進行了18項技術狀態和2項工藝狀態適應性更改,其中17項主要為提高可靠性。相對于發射“神九”的長征二號F火箭,“神十”火箭飛行可靠性提高0.2%, 產品關鍵特性設置增加了108個。為確保船、箭分離后飛船可以執行大氣層外逃逸救生模式,增加了故障發生時可向飛船發送“運載逃逸信號”的相關指令,航天員的安全性達到0.9997,比“神九”火箭提高0.01%。
在承擔的使命上,“神十”與“神九”也略有差別:“神九”主要是進行載人空間交會對接試驗,實現載人交會對接技術的突破。“神十”雖然還要繼續進行與“天宮一號”自動和手動空間交會對接,但其重點轉向對這些技術的驗證和應用,以便為今后進一步開展空間實驗室的研究和空間站的建設奠定一個天地往返的運輸系統。在具體實驗內容上,“神十”將在太空進行新的實驗,例如,“繞飛”,就是“神十”要繞著目標飛行器(“天宮一號”)飛行,這是為將來建造空間站做準備。這一實驗的成功對建造空間站非常重要,因為空間站上可能有多個對接口,飛行器要從多個方向與它對接,這就需要對“神舟”號飛船的繞飛本領進行考核。
進行太空教育
“神十”將首次開展面向青少年的太空科普教育活動,這無疑是此次任務的一大看點。屆時“天宮一號”將成為“太空講堂”,“神十”航天員會向地面做科普講座、演示微重力下奇特物理現象,這些都將在電視上實時播放,所有感興趣的人都能看到。
太空中教學用的教具是利用軌道上現有的一些極普通的材料和日常用品,或者專門由地面帶到航天飛機或國際空間站上的。為了進行太空教學,還專門配置了飛行中的教育下行線,可以使學生們直接與航天員交談,了解航天員在太空的情況。
后續任務
“神十”完成與“天宮一號”的交會對接任務后,“天宮一號”不再與其他載人飛船對接,但會繼續留在太空,進行科學實驗,進一步考核航天器的一些技術,包括產品的可靠性和壽命等方面的技術。至此,我國載人航天第二步任務的第一階段完美結束,將全面進入空間實驗室和空間站的研制階段。大約兩年后,我國將發射“天宮二號”空間實驗室,之后再發射貨運飛船,主要的任務是突破貨運飛船為空間實驗室供給物資的技術。“天宮二號”原本是“天宮一號”的備份,既然“天宮一號”已經圓滿地完成任務,就不需要發射“天宮二號”了。為了不浪費資源,航天部門將對“天宮二號”進行適當的任務調整和改裝,就可執行空間實驗室任務了。目前,“天宮一號”狀態良好,所有設備正常,尚未使用到當初設計的備份設備,資源也比較充足,預期還可以持續工作兩年以上,甚至更多的時間。那時,兩座中國“天宮”或將相會在太空、比翼雙飛。
按照中國航天“三步走”戰略,2020年左右,我國將建成自己的太空家園——空間站。按照初步的設計,我國的空間站可以供3名航天員長期駐留,乘員每半年輪換一次。載人空間站建成后,其壽命在10年以上。要建造我國自己的空間站并非容易的事,要突破很多關鍵技術。在工程技術方面,最主要的是突破環境控制和生命保障系統方面的技術;在航天醫學方面,對于如何保證人在空間站內長期工作,如何保障航天員身體、心理等方面的健康,如何進行空間站的出艙活動,也有許多亟待解決的問題。同時,還要進行貨運飛船的研制工作,需要驗證貨運飛船本身的性能,也要攻破它與天宮實驗室的交會對接技術和推進劑補加技術。
目前,空間站建設的各項工作已全面啟動,正緊鑼密鼓地進行。大推力火箭已進入初樣研制階段,空間站進入方案設計階段,貨運飛船已進入初樣研制階段。空間站初期將建造三個艙段,包括一個核心艙和兩個實驗艙,每個20多噸。基本構型為T字形,核心艙居中,兩個實驗艙分別連接于兩側。核心艙前端設兩個對接口,接納載人太空船對接和停靠;后端設后向對接口,用于貨運飛船停靠補給。站上設氣閘艙用于太空人出艙,配置機械臂用于輔助對接、補給、出艙和科學實驗。
【責任編輯】蒲 暉