第02版:要闻

一骑神舟再会天和 超长“待机”筑梦太空

——神舟十三号发射取得圆满成功

本报记者 王硕

2021年10月16日00时23分,长征二号F运载火箭托举着神舟十三号载人飞船从酒泉卫星发射中心点火升空,搭载着翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员奔向太空,发射任务取得圆满成功。

神舟十三号在入轨后,将采取自主快速交会对接的方式把3名航天员送入空间站天和核心舱,开展长达180天的太空生活。期间,航天员将分别开启天舟二号和天舟三号货运飞船舱门,进一步开展一系列技术验证和应用,转移物资和废弃物,视情况进行出舱活动。

神舟十三号载人飞船将实现多个首次:首次与三舱组合体自主快速径向交会对接;首次长期在轨停靠6个月,实现4个载人航天器形成组合体长期在轨飞行;首次具备天地结合多重保证的应急救援能力。

■ “神箭”一年两送航天员

素有“神箭”美誉的长二F火箭,是我国专门研制的一型载人运载火箭。今年6月17日,长二F遥十二火箭成功将载有3位航天员的神舟十二号飞船送入预定轨道,助力中华民族实现千年来在太空“安家”的梦想;4个月后,长二F遥十三火箭再次出征,送神舟十三号航天员乘组入住“天和”。

为保障载人航天的安全性,长二F火箭采取“发射1发、备份1发”及“滚动备份”的发射模式。进入值班状态的火箭如接到应急救援命令,最快10天内就能实施应急救援发射。

执行本次任务前,长二F遥十三火箭作为中国航天史上首枚集应急救援和发射任务于一身的火箭,刚刚结束了长达90天的应急值班“站岗”。实际上,从“起立就位”算起,再加上发射准备时间的话,这枚火箭足足“站”了5个多月,站立时长创中国火箭之最。

为排除长时间站立对火箭造成的影响,研制团队经过了大量的分析和试验,特别是对承力部件进行了专题分析,确认了安全性保障发射成功。

随着遥十三火箭转入正常发射流程,遥十四火箭也“接棒”成了应急救援值班火箭。据了解, 经过本次任务,研究人员探索实施了两发火箭发射场流程的并行与优化,预计可以将发射准备时间缩短20%左右。

■ 首次进行径向交会对接

2021年,我国正式拉开了空间站建造的大幕。自4月份以来,我国已成功实施了空间站建造任务的5次发射,其中包括被称为“太空母港”的天和核心舱,派出两位“太空快递小哥”派送物资,安排两批共6名航天员“出差”外太空。后续,我国还将实施2次空间站舱段的发射以及多艘飞船的发射任务。

要想搭建起这座“太空城堡”,不得不提到一项关键技术,那就是被称为“太空之吻”的空间交会对接技术。

为适应空间站组合体不同构型及来访航天器不同停靠状态,实现与空间站前向、后向、径向交会对接和分离,神舟团队设计了新的交会路径和绕飞模式,增加了绕飞、快速交会对接、径向交会对接各项功能。

从2011年首次亮相至今,10年间,我国共成功实施15次精准可靠对接,经历了从无人到有人、从自动到手控、从几天到6.5小时、从轴向对接到径向对接的创新突破。

此次神舟十三号将首次与天和核心舱、天舟二号、天舟三号组成的“一字构型”组合体完成径向交会对接。与以往历次任务中的轴向对接相比,径向对接的初始条件更加苛刻。为此,研制团队全面分析对接工况,有效消除径向对接过程中可能出现的各项风险,对接整个过程都是在制导导航与控制(GNC)系统指挥下,飞船智能自主完成,确保实现90度的“稳”。

■ 开展6个月超长“待机”

本次神舟十三号载人飞船停靠时间将由神舟十二号的3个月延长到6个月,执行180天组合体长期驻留任务,航天员将第一次在太空度过新春佳节。据悉,从年夜饭到春联,还有为女航天员专门准备的化妆品与生活用品都已经提前由天舟三号带上了天,可谓是万事俱备,只待航天员们“拎包入住”。

为保障航天员长期驻留的舒适与安全,研究人员不断对系统进行改进。例如,为适应空间站复杂构型和姿态带来的复杂外热流条件,满足超长“待机”的要求,神舟团队对返回舱、推进发动机和贮箱等热控方案、船站并网供电方案进行了专项设计,使飞船具备了供电、热环境保障的适应性配套条件。

再比如,科研人员对飞船上的推进舱和返回舱推进子系统以最严格的标准采取措施,以保证管路的密封性,确保从加注、停靠、工作、一直到返回舱正常返回和安全着陆的整个过程中,即使在振动或者着陆冲击等恶劣的力学环境下仍保证推进剂和气体无泄漏。不仅如此,为了保证推进系统的可靠性,科研团队采取了大量的冗余设计,保证发生一次故障,推进分系统仍能照常工作;即便发生两次故障,仍能保证航天员安全返回,真正为神舟十三号的航天员们保驾护航。

“积土而为山,积水而为海。”探索浩瀚宇宙未来依旧任重道远。但在这漫漫征途上,航天人正矢志不移、砥砺前行,为打造出性能更加可靠、更加卓越的产品做出不懈努力。

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