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      神舟十五号载人飞船发射成功
      中国空间站上演“6+6”太空会师
      发布时间:2022-11-30 17:37 星期三
      来源:法治日报--法治网

      □ 法治日报全媒体记者 陈丽平 廉颖婷

      神舟十五号载人飞船将与神舟十四号载人飞船实现“宇宙级同框”。

      11月29日23时08分,长征二号F遥十五运载火箭托举神舟十五号载人飞船顺利起飞,护送航天员费俊龙、邓清明、张陆进入太空。约10分钟后,神舟十五号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。

      这是我国载人航天工程立项实施以来的第27次飞行任务,也是进入空间站阶段后的第4次载人飞行任务。此次发射成功,标志着空间站关键技术验证和建造阶段规划的12次发射任务全部圆满完成。

      飞船与空间站组合体交会对接后,中国空间站将构成以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱以及两艘载人飞船和一艘货运飞船组成的“三舱三船”独特造型,这是目前中国空间站的最大构型,总质量近百吨。

      随后,3名航天员进入空间站,与神舟十四号航天员乘组胜利会师。我国首次实现空间站6个型号舱段组合体结构和6名航天员在轨驻留,中国空间站上演“6+6”太空会师。

      考验航天员长期在轨驻留能力

      作为航天员实现天地往返的“生命之舟”,由中国航天科技集团有限公司(以下简称航天科技集团)五院抓总研制的神舟系列载人飞船,由轨道舱、返回舱和推进舱构成,共有14个分系统,是我国可靠性、安全性要求最严苛的航天器。

      进入11月下旬,酒泉卫星发射中心已十分寒冷,最低温度逼近零下20℃。此前,只有神舟一号和神舟四号两个无人飞船在11月下旬之后发射过,神舟十五号是首次在这种低温严酷环境下实施载人任务。

      面对这一新情况,神舟载人飞船队伍对基地配置的两套整流罩内送风设备保障性进行确认,并约定按照温度上限进行送风。同时,针对待发段可能出现的送风温度偏低的故障情况,制定了风险控制预案,保证返回舱和推进舱推进剂温度满足发射要求。

      任务期间,神舟十五号乘组将重点开展六个方面工作:一是开展空间站三舱状态长期驻留验证工作;二是完成15个科学实验机柜解锁、安装与测试,开展空间科学研究与应用、航天医学、航天技术等领域的40余项空间科学实验和技术试验;三是实施3到4次出舱活动,完成梦天舱扩展泵组和载荷暴露平台设备安装等工作;四是验证货物气闸舱出舱工作模式,与地面协同完成6次货物出舱任务;五是开展常态化的平台测试、维护及站务管理工作;六是开展在轨健康防护锻炼、在轨训练与演练等工作。

      作为空间站完成在轨建造后首个到访的乘组,神舟十五号航天员的舱外活动范围更为广泛,这将给他们带来更大挑战。“为了提高效率,两个航天员要在两个作业点同时并行开展相关作业,这对每个航天员独立完成作业的能力要求更高。”中国载人航天工程航天员系统总设计师黄伟芬说。

      届时,新入驻的航天员乘组将与神舟十四号航天员在轨交接,并在未来6个月的“出差”时间里,继续考核并验证空间站任务航天员长期在轨驻留能力。

      6名航天员共处,工作生活如何调配?

      据了解,乘组轮换期约6天左右,原则上两个乘组按照各自任务和计划开展在轨工作。神舟十四号乘组重点开展返回前准备工作,神舟十五号乘组重点进行状态设置和在轨环境适应,在轮换期结束前完成工作交接。生活方面,在轨配置了两套厨房设备,可同时进行进餐准备,根据空间大小选择一起进餐或分场所进餐,两乘组可分享食品。此外,两个舱段配置了两个卫生区、六个睡眠区,均可独立使用。

      首次同时停靠两艘载人飞船

      以往,长二F火箭发射神舟载人飞船前,航天员乘组均已安全返回地面,但本次任务中,神舟十四号与神舟十五号两个航天员乘组要进行在轨交班,这意味着长征二号F遥十五运载火箭在准备发射神舟十五号载人飞船的同时,还承担着对神舟十四号航天员乘组的应急救援任务,救援任务直到发射前才能解除。为此,型号队伍在推进本次发射任务的同时,也做好了应急救援准备工作,全力为航天员保驾护航。

      这次任务,中国空间站首次同时停靠两艘神舟载人飞船,给飞船身份识别和在轨控制带来新挑战。乘组轮换期间,空间站将通过不同的对接总线代传两船遥测,确保两艘载人飞船信息传输的唯一性和正确性。空间站系统也将同时向两艘载人飞船通风热支持,送风量根据两船不同热环境进行合理分配,且可根据需求进行分档调节。研制人员针对两船同时停靠期间紧急撤离,制定了协调匹配的紧急撤离策略,全力确保航天员生命安全。

      此外,这次发射任务,是新批次长二F火箭和全新的地面设备首次应用于载人发射任务,较上一发火箭,长二F遥十五火箭进行了全面升级优化,其中技术状态改进45项。同时,测发控、供配气等地面设备也进行了11项改进。

      据航天科技集团一院长二F火箭副总设计师刘烽介绍,新批次火箭的控制系统应用了起飞时间偏差修正技术,使火箭点火时间出现偏差时,可以在一定范围内自动修正轨道完成入轨和交会对接任务。同时,型号队伍对遥测系统也进行了升级迭代,使遥测精度得到进一步提升。

      全新的地面设备显著提升了发射场工作效率。在控制系统上,新地面设备进行了产品化设计,多个型号可共用,减少了重复试验和分析;在确保可靠性、安全性、冗余度的基础上,测发控系统地面设备由50多台整合为30多台,体量、体积进一步减少;将控制系统和利用系统融合为一个系统,减少一半岗位人员。

      火箭和地面设备的新技术状态变化,提高了火箭的可靠性、安全性和抗风险能力,射前发射流程操作也更加自动化、更简便,减少了人为操作失误风险。

      高可靠、高安全、高适应性是长二F火箭始终不变、摆在首位的目标。此次发射,研制人员集中于消除一些发现和认识到的薄弱环节,在提高可靠性方面进行了26项技术状态变化和更改。用航天科技集团一院长二F火箭总体主任设计师常武权的话说:“从90分提高到91分,其背后的工作并不比从50分提高到90分少。”目前,火箭的可靠性提高到0.9895,安全性达0.99996。

      舱体密封件可安全使用30年

      在外太空环境下,密封性能是飞行器的关键。动、静结构与机构的密封构成了飞船、空间站的舱体结构密封系统,对隔离舱体与外层空间、支撑舱内安全独立的生存环境起着至关重要的作用。由于外太空的复杂环境,要求密封件在高真空、高低温交变、紫外辐照、带电粒子辐照和原子氧侵蚀、组分容易挥发等特殊环境下使用不产生降解、老化和龟裂等,始终保持可靠的密封性能。

      另外,由于舱内载人环境的特殊要求,密封材料还必须具有极低的挥发性且无毒、无污染。未来,航天员将在空间站长期驻留实验,必须保证舱内压力、温度、湿度、气体成分等航天员生存条件。其密封件除要求密封性能安全可靠外,还要求材料安全无毒,能经受住-70℃至200℃高低温交变等各种空间复杂环境的长期考验。

      经过试生产,航天科技集团四院研制的密封件尺寸精度完全满足要求,尺寸超差范围不超过0.01毫米,相当于头发丝的1/5。所选用的每种材料都经过近百次试验验证,确保了其安全性能,可安全使用30年。

      航天员从神舟十五号载人飞船进入空间站,要经历多次穿舱活动,需要打开和关闭舱门。其间,维持航天员在舱内生存的气体绝对不能泄漏,舱门是否密封良好具有决定性作用,因此,精准快速检测舱门的密封性至关重要。

      航天科技集团五院510所研制的舱门检漏仪,作用就是检测神舟飞船的舱门是否达到密封状态。它通过内部的核心传感系统,感受压力和温度的变化,在很短时间内判断舱门是否关闭完好,并向航天员提供“舱门已关好,可以脱航天服”的指令。

      早期的神舟飞船是整舱加压,通过检测整舱舱压变化来判断舱门的密封性,这种方法虽准确、可靠,但缺点是耗时长。舱门快速检漏仪对此进行了改进,实现了对神舟飞船舱门和对接面的快速、准确检漏,填补了国内在该领域的空白。目前,舱门快速检漏仪已经成为载人航天器的必需品,为航天员舱内活动提供坚实的安全保障。


      责任编辑:胡建霞
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