北京时间2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。陈冬、刘洋和蔡旭哲三名航天员,乘坐神舟十四号载人飞船奔向中国空间站。
约577秒后,神舟十四号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。
神舟十四号载人飞船入轨后将通过6.5小时自主快速交会对接——在3圈内完成6次变轨,经历4.5小时到达空间站后下方大约50公里的位置,随后途经中瞄点、停泊点,姿态调整为垂直飞行后,停靠于空间站下方径向对接口。
搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。酒泉卫星发射中心 庞瑞宏 钱国龙
作为我国空间站建造阶段的第一次载人飞行任务,此次任务责任重大:任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造,建成国家太空实验室。
端午假期出发的空间站三人组,将创造中国空间站建造过程中,乃至中国航天史上的若干新的纪录。
整装待发的长征二号F遥十四运载火箭。
在轨任务:“组装”空间站
神舟十四号航天员乘组将在轨工作生活6个月。这6个月将忙碌而精彩。
按照空间站建造阶段任务计划,在神舟十四号乘组入驻空间站后,7月,问天实验舱发射,与天和核心舱对接;10月,梦天实验舱发射,与天和核心舱对接;之后空间站三舱形成“T”字基本构型,完成中国空间站在轨建造。
对于神舟十四号乘组来说,此次任务的核心之一,就是和地面配合完成问天实验舱、梦天实验舱与核心舱的交会对接和转位,完成中国空间站在轨组装建造。
中国空间站“完全体”示意图。 图自中国载人航天工程办公室
随着空间站建造进度推进,空间站组合体也越来越复杂。核心舱不同端口对接有神舟载人飞船、天舟货运飞船、两个实验舱等。据中国载人航天工程航天员系统总设计师、中国航天员科研训练中心研究员黄伟芬介绍,神舟十四号乘组要经历的飞行工况极为复杂,包括9种组合体构型、5次交会对接、3次分离撤离、2次转位任务。在这个过程中他们要进行状态监视,必要的时候实施手控操作进行交会对接。
除此之外,航天员们还将首次进驻问天实验舱和梦天实验舱,建立载人环境;配合地面开展两舱组合体、三舱组合体、大小机械臂、气闸舱出舱等相关功能的测试工作;首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施2-3次出舱活动;完成问天实验舱和梦天实验舱10余个科学实验机柜解锁、安装……
此外,神舟十四号乘组还将开展在轨健康监测与检查、防护锻炼、在轨训练与演练,以及大量空间站平台巡检测试、设备维护、维修验证、物资管理和站务管理等工作。
陈冬(中)、刘洋(右)、蔡旭哲。新华社发
在空间站迎候新伙伴,6名中国人在太空
两个实验舱组合完成后,今年底,天舟五号货运飞船将前往空间站送货,神舟十五号载人飞船随后发射。神舟十五号飞行乘组由3名航天员组成,神舟十四号乘组将在空间站迎来3名新伙伴。一段时间在轨轮换后,神舟十四号乘组将于12月撤离空间站,返回东风着陆场。
这也意味着,当神舟十五号乘组抵达空间站时,会有神舟十四号乘组迎接他们。而6人在轨工作生活,也将创造中国人在太空人数最多的纪录。
相比地面,空间站容量有限。核心舱内仅3个睡眠区。短暂的6人在轨阶段,另外3名航天员将睡在哪里?
按照设计,主要面向空间生命科学研究的问天实验舱,也配置了一些生活设施,包括1个卫生间、3个睡眠区和1个小厨房,至少可以保障3名航天员的日常生活。所以,6人在轨阶段,其中3人可以暂住在问天实验舱内的睡眠区内。
神舟十二号航天员汤洪波拍摄的天和核心舱睡眠区。 图自中国载人航天工程办公室
两个实验舱:聚焦前沿科学
中国载人航天工程新闻发言人、载人航天工程办公室副主任林西强在4日的发布会上介绍,作为国家太空实验室,中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜,每台实验柜都是一个小型的太空实验室,可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验,整体达到国际先进水平。
其中,问天实验舱主要面向空间生命科学研究,配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜,能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的生长、发育、遗传、衰老等响应机理研究,以及密闭生态系统的实验研究,并通过可见光、荧光、显微成像等多种在线检测手段,支持分子、细胞、组织、器官等多层次生物实验研究,还能提供0.01g~2g的变重力模拟,支持开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。
中国空间站生命生态实验柜的系统组成图。
梦天实验舱主要面向微重力科学研究,配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜,支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。同时,在天宫二号空间冷原子钟的基础上,将建立世界上第一套由氢钟、铷钟、光钟组成的空间冷原子钟组,构成在太空中频率稳定度和准确度最高的时间频率系统,开展引力红移、精细结构常数测量等前沿的科学研究。
据南方日报此前报道,该空间冷原子钟组误差30亿年小于1秒,精确度远超天宫二号空间实验室上携带的空间冷原子钟(3000万年误差1秒)。
此外,还在舱外安排了材料舱外暴露试验装置和元器件与组件舱外通用试验装置,用于开展舱外实验项目。后续,还将发射与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜研究设施,开展广域巡天观测。
针对上述舱内科学实验机柜、舱外试验装置和巡天空间望远镜,在空间站建造阶段,共安排了近百项实验研究项目。后续转入常态化运营后,还将实施较大规模科学研究,预期将有力推动暗物质与暗能量、星系形成演化、物质本质规律、生命现象本质和人在太空的响应变化规律,以及地球可持续发展等重大前沿科学问题的突破,为未来我国开展近地以远的载人空间探索提供深厚的科学和技术积累。
空间站将有第二个机械臂
天和核心舱的机械臂在工作中。
机械臂是空间站的“明星”部件之一。除了已随天和核心舱入轨工作的大机械臂外,据林西强介绍,问天实验舱还配置了一个小机械臂。
同大机械臂相比,小机械臂主要有以下几个特点:一是更加精巧,小机械臂的重量和长度均约为大臂的一半,负载能力约为大臂的1/8,相应的目标适配器也更加轻巧,小臂的运动和操控灵活。二是更加精准,小臂的末端定位精度更高,位置精度优于大臂的五倍,姿态精度优于大臂的两倍,能够完成精度要求更高的精细操作。三是可与大臂级联工作,也就是小机械臂可被大机械臂抓取形成组合机械臂,舱外作业覆盖范围更广,通过大范围转移满足去往不同位置进行精细作业的需求。
担负的任务上,首先与大机械臂相似,小机械臂通过目标适配器连接分离切换,可实现独立舱外爬行,完成航天员出舱活动支持、舱外状态检查等任务。其次,小机械臂可发挥自身精巧、精准的特点,完成精度要求更高的各类载荷和平台设备的舱外安装、维护和照料等精细操作。小机械臂还可通过组合臂转接件实现与大机械臂的级联组合,实现航天员和载荷的大范围作业,如后续需要在舱外安装的设备,可以通过货运飞船上行至梦天舱的货物气闸舱,通过组合臂的抓取和转移,完成在舱外载荷平台上的安装。此外,大小机械臂可协同开展舱外操作任务,还能完成互巡互检的自身维护工作,有效提高了机械臂系统的可靠性。
林西强表示,空间站配置的大小两个机械臂,分工各有侧重,又相互配合,实现了1+1>2的实用功能,满足空间站任务的需求。
【记者】王诗堃 徐勉 张笛扬
【统筹】张志超
【来源】南方+
编辑:林嘉柳
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