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問(wèn)天飛天,空間科學(xué)啟新篇

來(lái)源: 新華社? 發(fā)布日期:2022-07-26 00:00    點(diǎn)擊量:22

  問(wèn)天飛天,“中國星”更亮了。

  7月24日14時(shí)22分,“中國最強”火箭——長(cháng)征五號B遙三運載火箭,托舉“中國最重”航天器——約23噸的問(wèn)天實(shí)驗艙升空。

  約13個(gè)小時(shí)后,問(wèn)天實(shí)驗艙成功對接于天和核心艙前向端口。兩個(gè)20噸級航天器首次實(shí)現在軌交會(huì )對接。

  升空流程完美精確,“穿針引線(xiàn)”沉穩有力,“太空之吻”優(yōu)雅從容,航天員乘組順利進(jìn)入實(shí)驗艙。中國空間站建造階段關(guān)鍵一戰完美收官,靜候“夢(mèng)天”逐夢(mèng)九天。

  “中國最強”送“中國最重”

  萬(wàn)里晴空碧如洗,一飛沖天上九霄。24日14時(shí)22分,長(cháng)征五號B遙三運載火箭在文昌航天發(fā)射場(chǎng)準時(shí)點(diǎn)火,約495秒后,問(wèn)天實(shí)驗艙與火箭成功分離并進(jìn)入預定軌道,發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功。

  液氫液氧燃燒釋放的巨大推力,推舉著(zhù)“長(cháng)五B”和實(shí)驗艙,穩定沉著(zhù)地在天空劃出一道漂亮的弧線(xiàn)。

  文昌的沙灘上,擠滿(mǎn)了歡呼的人群。

  勝利的背后,積淀的是航天人的辛勤與汗水。

  長(cháng)征五號B運載火箭,是專(zhuān)門(mén)為空間站建設打造的艙段運輸“專(zhuān)屬列車(chē)”,采用無(wú)毒無(wú)污染的液氧、液氫和煤油作為推進(jìn)劑,起飛重量約849噸,是我國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭。

  長(cháng)征五號B運載火箭采用一級半構型,是目前世界在役火箭中唯一一級半直接入軌的火箭。這種設計簡(jiǎn)潔的系統,使火箭無(wú)需進(jìn)行級間分離、高空發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)等動(dòng)作,降低了故障發(fā)生的概率,提高了火箭可靠性。

  為安全、精準地將問(wèn)天實(shí)驗艙送到目的地,火箭研發(fā)隊伍還對長(cháng)五B進(jìn)行了有針對性的“增肌瘦身”,在生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行了30多項改進(jìn);對火箭發(fā)射的地面設備進(jìn)行了全面的檢修維護、更換和完善。

  問(wèn)天實(shí)驗艙是我國迄今為止體型最大、質(zhì)量最大的航天器,總長(cháng)17.9米,直徑4.2米,約23噸,是現役在軌最重的單艙主動(dòng)飛行器。

  不僅有著(zhù)大塊頭的體格,問(wèn)天實(shí)驗艙更是一個(gè)集平臺功能與載荷功能于一體的“全能型”選手。

  據介紹,問(wèn)天實(shí)驗艙與天和核心艙互為備份,關(guān)鍵平臺功能一致,可以完全覆蓋空間站組合體工作要求,既發(fā)揮定海神針般的雙保險作用,也為空間站未來(lái)15年可靠運行打下堅實(shí)基礎。

  “中國最強”運載火箭,搭載“中國最重”航天器,長(cháng)五B盡顯“王者風(fēng)范”,問(wèn)天實(shí)驗艙成功“問(wèn)天”。

  在航天科技集團五院?jiǎn)?wèn)天實(shí)驗艙GNC分系統副主任設計師宋曉光看來(lái),“中國最重,太空安家”,使得我國空間科研水平與發(fā)達國家站在同一個(gè)起跑線(xiàn)上?!霸谔战ㄕ?,小到元器件鑄造、材料加工,大到組裝裝配、發(fā)射場(chǎng)測控,沒(méi)有完整的工業(yè)門(mén)類(lèi)根本干不出來(lái)?!彼螘怨庹f(shuō),空間站首個(gè)實(shí)驗艙成功“問(wèn)天”,是國家綜合國力的有力體現。

  征程雖遠盡在掌握

  7月25日3時(shí)13分,問(wèn)天實(shí)驗艙成功對接于天和核心艙前向端口,完美“合體”。

  首次執行交會(huì )對接發(fā)射任務(wù)的長(cháng)征五號B運載火箭,準時(shí)點(diǎn)火、順利升空。

  從容與優(yōu)雅的背后,是航天人的巧思善工與精益求精。

  實(shí)際上,盡管長(cháng)征五號B于2020年5月5日成功首飛,2021年4月29日又將天和核心艙準確送入太空,已為其長(cháng)期運營(yíng)奠定了堅實(shí)的基礎,但此次發(fā)射,載荷更重、羽流干擾更大……

  宋曉光打了個(gè)形象的比方:“載人飛船對接像開(kāi)小跑車(chē),可控性強;貨運飛船對接像開(kāi)小卡車(chē);而到了問(wèn)天實(shí)驗艙與核心艙對接,就如同要把一輛大體積房車(chē)停到一個(gè)小車(chē)位里?!?/span>

  在規定的時(shí)間發(fā)射并將航天器送到指定的地點(diǎn),這成為此次長(cháng)征五號B運載火箭發(fā)射的成敗關(guān)鍵。

  太空“穿針引線(xiàn)”,失之毫厘可能差之千里?!盎鸺仨氃谝幎〞r(shí)間發(fā)射,否則問(wèn)天實(shí)驗艙將無(wú)法到達指定位置?!焙教炜萍技瘓F一院長(cháng)征五號B運載火箭總體副主任設計師劉秉說(shuō)。

  “中國空間站建造階段的發(fā)射任務(wù)環(huán)環(huán)相扣,意義重大,任何一次都不容有失?!焙教炜萍技瘓F一院長(cháng)征五號B運載火箭副總設計師婁路亮強調說(shuō)。

  長(cháng)征五號B遙三運載火箭總師李東在發(fā)射成功后表示,為了更加精準、可靠地完成好這個(gè)任務(wù),長(cháng)五B團隊為這項任務(wù)準備了一年多,為“零窗口”做了大量的預案,“上了多道保險”。

  “第一道保險”是“起飛時(shí)間修正技術(shù)”。該技術(shù)讓火箭的控制系統可以自動(dòng)計算偏差、調整目標軌道,即使火箭沒(méi)能完全按照預定窗口發(fā)射,在0到2.5分鐘這個(gè)時(shí)間段內任一時(shí)間點(diǎn)發(fā)射,火箭都可以在飛行過(guò)程中自動(dòng)修正因推遲發(fā)射導致的飛行偏差,將實(shí)驗艙精準送入預定軌道。

  “第二道保險”是發(fā)射場(chǎng)流程優(yōu)化。婁路亮介紹:“低溫火箭系統復雜,發(fā)射場(chǎng)各項流程種類(lèi)繁多。我們總結前7次發(fā)射經(jīng)驗,對射前10分鐘的發(fā)射流程進(jìn)行優(yōu)化,距離點(diǎn)火還有2.5分鐘時(shí),就完成了發(fā)射前各項準備工作,如果有問(wèn)題能早發(fā)現、早解決?!?/span>

  問(wèn)天實(shí)驗艙設計團隊則對實(shí)驗艙數據參數精準把握,并提升算法達到更強的適應能力和糾偏能力。同時(shí),采用半自主交會(huì )對接方案,實(shí)現交會(huì )對接過(guò)程中的穩定控制。

  “中國宮”再拓深空夢(mèng)想

  問(wèn)天與天和“合體”約7小時(shí)后,神舟十四號航天員乘組進(jìn)入問(wèn)天實(shí)驗艙,中國空間站開(kāi)啟“雙艙”模式。

  作為中國空間站的首個(gè)實(shí)驗艙,問(wèn)天不僅進(jìn)一步提升了空間站的可靠性,還改善了航天員在軌生活條件。其獨特的科學(xué)設計,以及所攜帶的“獨門(mén)神器”,還將成為深空探索的有力支撐。

  按照設計規劃,問(wèn)天實(shí)驗艙平臺功能與天和核心艙互為備份,也就是說(shuō),在天和核心艙“想休息”或出現故障的時(shí)候,問(wèn)天實(shí)驗艙也能頂上,“帶你一起繼續飛”。

  同時(shí),問(wèn)天實(shí)驗艙的氣閘艙與天和核心艙的節點(diǎn)艙之間、航天員系統的艙外服支持設備之間也相互備份,確保航天員出艙活動(dòng)的可靠性和安全性。

  問(wèn)天艙內還設有3個(gè)睡眠區和1個(gè)衛生區。太空家園從“一居室”升級到更寬敞的“兩居室”,可以支撐神舟十四號、十五號兩個(gè)乘組6名航天員實(shí)現“太空會(huì )師”和在軌輪換,在太空面對面交接工作。

  在生活物資方面,問(wèn)天艙還配備了豐富的乘員產(chǎn)品,包括太空廚房、充電類(lèi)的設備等。兩套廚房設備,給航天員生活帶來(lái)很大的便利。在天和核心艙的基礎上,問(wèn)天實(shí)驗艙在吸音、降噪、減震等方面也進(jìn)行了優(yōu)化升級。

  在科學(xué)實(shí)驗方面,問(wèn)天艙內擺放了多個(gè)實(shí)驗柜,為開(kāi)展多學(xué)科太空研究奠定了基礎。艙外一共安裝了22個(gè)標準載荷接口,是艙外暴露實(shí)驗的最佳場(chǎng)地;靈活精細的小機械臂長(cháng)5米,是實(shí)驗載荷艙外照料的全能選手。

  為了支撐相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)實(shí)驗開(kāi)展,問(wèn)天實(shí)驗艙內部署了多個(gè)寬約1米、高1.8米、深0.8米的科學(xué)實(shí)驗柜,包括生命生態(tài)實(shí)驗柜、生物技術(shù)實(shí)驗柜、變重力科學(xué)實(shí)驗柜、科學(xué)手套箱和低溫存儲柜等。

  科學(xué)實(shí)驗柜體積雖小,卻功能強大,相當于把占地幾十平方米的科學(xué)實(shí)驗系統裝到一個(gè)不到2立方米的柜子里。

  “空間科學(xué)和應用研究不僅可以幫助我們理解基礎的物理學(xué)和宇宙學(xué)規律,同時(shí)通過(guò)生物、醫學(xué)、材料學(xué)等研究提升人類(lèi)在地球上的生活質(zhì)量,而且可為人類(lèi)未來(lái)走向深空做一些知識和技術(shù)上的儲備?!笨臻g應用系統副總師、中科院空間應用中心集成技術(shù)中心主任王珂說(shuō)。

  年底前,隨著(zhù)夢(mèng)天實(shí)驗艙升空,建設完成的中國空間站,將成為國家太空實(shí)驗室,攜帶14億人的深空夢(mèng)想,開(kāi)啟全新的求索之路。

  新華社海南文昌7月25日電