神舟再飛天 太空筑家園(科技自立自強(qiáng)·逐夢深空)
資料來源：中國航天科技集團(tuán)五院
6月5日10時44分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號F遙十四運(yùn)載火箭，將神舟十四號載人飛船和3名中國航天員送入太空。這標(biāo)志著中國空間站任務(wù)轉(zhuǎn)入建造階段后的首次載人飛行任務(wù)正式開啟。在神舟十四號載人飛船與空間站組合體成功實(shí)現(xiàn)自主快速交會對接后，6月5日20時50分，航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次全部進(jìn)入天和核心艙。
此次神舟十四號載人飛行任務(wù)將創(chuàng)下多個“首次”，包括將在太空迎來神舟十五號飛船對接空間站，首次實(shí)現(xiàn)兩艘載人飛船同時在軌；神舟十四號與神舟十五號航天員乘組將同時在軌駐留，首次實(shí)現(xiàn)航天員乘組在軌輪換等。
看點(diǎn) 1
空間站將迎來哪些變化？
完成三艙建造，建成國家太空實(shí)驗(yàn)室
神舟十四號載人飛船順利入軌后，采用自主快速交會對接模式，經(jīng)過6次自主變軌，于6月5日17時42分，成功對接于天和核心艙徑向端口，整個對接過程歷時約7小時。3名航天員隨后從神舟十四號載人飛船進(jìn)入天和核心艙，從而開啟6個月的太空之旅。神舟十四號也是神舟系列飛船第九次執(zhí)行載人航天任務(wù)。
作為空間站建造階段的首次載人飛行任務(wù)，神舟十四號任務(wù)意義重大。2022年是空間站全面建成投入運(yùn)營之年。按照我國載人航天工程規(guī)劃，以神舟十三號載人飛船成功返回為標(biāo)志，中國空間站已通過神舟十二號、神舟十三號兩次載人飛行等任務(wù)圓滿完成關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段任務(wù)，轉(zhuǎn)入全面建造階段，并計劃2022年全面建成。
服務(wù)神舟十四號任務(wù)的天舟四號貨運(yùn)飛船已于5月10日發(fā)射成功。接下來的半年里，神舟十四號航天員乘組將在軌迎來問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙、天舟五號貨運(yùn)飛船、神舟十五號載人飛船，進(jìn)行小機(jī)械臂在軌驗(yàn)證、大小機(jī)械臂在軌驗(yàn)證、利用問天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙進(jìn)行出艙活動驗(yàn)證和艙外載荷安裝等建造工作。神舟十四號任務(wù)期間將全面完成以天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙為基本構(gòu)型的天宮空間站建造，建成國家太空實(shí)驗(yàn)室。
神舟十四號航天員乘組也將在太空“出差”近6個月后，迎來神舟十五號航天員乘組訪問并完成輪換。神舟十四號、十五號將共同遨游太空，首次實(shí)現(xiàn)兩艘載人飛船同時在軌。屆時，6名中國航天員將首次實(shí)現(xiàn)共同在軌駐留，在遙遠(yuǎn)的太空中，他們將一起把中國人自己的太空家園建設(shè)得“更溫馨、更舒適”。
看點(diǎn) 2
航天員要完成什么任務(wù)？
經(jīng)歷9種組合體構(gòu)型，計劃做2至3次出艙活動
神舟十四號航天員陳冬表示，神舟十二號和神舟十三號完成了空間站關(guān)鍵技術(shù)在軌驗(yàn)證，神舟十四號任務(wù)期間要完成空間站在軌組裝和建造，包括將完成問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙這兩個艙段的載人環(huán)境建立和十幾個科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜的解鎖、安裝，計劃做2至3次的出艙活動，包括首次利用氣閘艙和小機(jī)械臂進(jìn)行出艙。“可以說，長達(dá)6個月的飛行，任務(wù)更重、難題更多、挑戰(zhàn)更大，為此我們準(zhǔn)備了兩年半的時間，做了大量的工作。我堅信，有全國人民的大力支持，有全體科研人員的保駕護(hù)航，有科學(xué)扎實(shí)的訓(xùn)練準(zhǔn)備，我們乘組一定會以滿格的信心、滿血的狀態(tài)、滿分的表現(xiàn)，堅決完成任務(wù)。”陳冬說。
“這次任務(wù)期間，空間站由單艙組建成三艙三船構(gòu)型，其間要經(jīng)歷9種組合體構(gòu)型，實(shí)施5次交會對接、3次分離撤離和2次轉(zhuǎn)位任務(wù)，同時還要完成3個實(shí)驗(yàn)艙大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，開展科普和公益活動等等。”神舟十四號航天員劉洋介紹，艙段、實(shí)驗(yàn)、設(shè)備更多，對航天員的身體、心理、知識、儲備、技能方方面面都提出更高要求。
“三艙結(jié)構(gòu)的空間站更寬敞、更舒適，但需要照料、管理的東西也更多。”首次飛天的神舟十四號航天員蔡旭哲說，三艙結(jié)構(gòu)的空間組合體，系統(tǒng)更加復(fù)雜，出現(xiàn)故障的概率也會增加，所以航天員需要具備強(qiáng)大的維修能力。“我們也向神舟十二號、神舟十三號航天員們?nèi)〗?jīng)。比如，他們建議，入軌初期，由于人體要適應(yīng)失重環(huán)境，工作就不能安排太多，不能安排太精細(xì)的操作。”蔡旭哲說。
根據(jù)任務(wù)要求和三人特點(diǎn)，航天員乘組進(jìn)行了分工。陳冬是指令長，主要負(fù)責(zé)抓總和出艙活動，劉洋負(fù)責(zé)物資管理和機(jī)械臂操作，蔡旭哲主要負(fù)責(zé)環(huán)控設(shè)備運(yùn)行與維修。
看點(diǎn) 3
“神十四”面臨多少挑戰(zhàn)？
自主快速交會對接、復(fù)雜在軌環(huán)境等都是考驗(yàn)
執(zhí)行發(fā)射任務(wù)前，除了作為執(zhí)行空間站建造任務(wù)的關(guān)鍵飛船，神舟十四號載人飛船還有一個身份——神舟十三號載人飛船的應(yīng)急救援飛船。
空間站任務(wù)實(shí)施以來，為了確保任務(wù)順利展開與航天員絕對安全，神舟飛船要具備天地結(jié)合、多重保證的應(yīng)急救援能力。為此，研制人員采用“滾動待命”策略，在前一艘載人飛船發(fā)射時，后一艘載人飛船在發(fā)射場待命，并具備8.5天應(yīng)急發(fā)射能力的太空救援能力。因此，從進(jìn)入發(fā)射場并完成待命狀態(tài)設(shè)置以來，神舟十四號飛船在發(fā)射場待命已達(dá)7個月，創(chuàng)下了最長待命時間紀(jì)錄。
為確保飛船狀態(tài)滿足條件，神舟十四號待命期間，中國航天科技集團(tuán)五院科技人員首次開展“北京—酒泉”遠(yuǎn)程發(fā)射場巡檢工作，確認(rèn)了飛船狀態(tài)滿足應(yīng)急發(fā)射條件，驗(yàn)證了“一船發(fā)射、一船待命”的滾動備份模式有效，有力支撐神舟飛船“一年兩艘”常態(tài)化發(fā)射的需要，為后續(xù)該模式的持續(xù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
為完成神舟十四號任務(wù)，科技人員采用了多項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品來保駕護(hù)航。為順利實(shí)現(xiàn)空間交會對接任務(wù)，中國航天科工集團(tuán)二院25所研制的交會對接微波雷達(dá)作為關(guān)鍵測量敏感器，繼續(xù)承擔(dān)中遠(yuǎn)距離空間飛行器間距離、速度、角度等相對運(yùn)動參數(shù)的精確測量任務(wù)，助力自主快速交會對接。
與神舟十二號、神舟十三號不同，神舟十四號飛船在軌期間，飛船將經(jīng)歷復(fù)雜而嚴(yán)酷的在軌環(huán)境考驗(yàn)。尤其是在空間站組裝和建造過程中，由于飛船在徑向?qū)涌谕？浚瑢?個巨型艙體及其超大柔性太陽電池翼遮擋，給飛船的發(fā)電能力、艙外設(shè)備熱控能力、通信保障能力帶來前所未有的挑戰(zhàn)。中國航天科技集團(tuán)八院811所神舟飛船電源分系統(tǒng)主任設(shè)計師鐘丹華介紹，在軌運(yùn)行期間，最復(fù)雜的時候，停靠在徑向?qū)涌诘纳裰凼奶枌⒁来伪?個飛行器遮擋，太陽能帆板發(fā)電因組合體遮擋受到較大影響。為此，中國航天科技集團(tuán)八院設(shè)計師提前識別了空間站建造階段各種飛行工況可能帶來的技術(shù)風(fēng)險，通過地面和太空的測試驗(yàn)證，解決了由于遮擋造成的神舟十四號飛船能源供需平衡難題。
看點(diǎn) 4
“神箭”何以護(hù)神舟？
長二F火箭可靠性和安全性再上新臺階
今年計劃實(shí)施6次飛行任務(wù)，長二F火箭執(zhí)行兩次載人飛行任務(wù)，即神舟十四號和神舟十五號發(fā)射任務(wù)。自執(zhí)行神舟十二號任務(wù)起，長二F火箭采取“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”及“滾動備份”的發(fā)射模式，為航天員的生命安全加上“雙保險”。此次發(fā)射的長二F遙十四火箭，就是神舟十三號任務(wù)的應(yīng)急救援火箭。與應(yīng)急值班“站崗”3個月的長二F遙十三火箭相比，長二F遙十四火箭“站崗”時長翻倍。如果從2021年8月17日“吊裝起豎”算起，再加上發(fā)射準(zhǔn)備時間，其豎立時間長達(dá)近10個月，這也刷新了此前長二F遙十三火箭創(chuàng)下的站立6個多月的紀(jì)錄，是迄今長征系列運(yùn)載火箭豎立時間最長的一枚。
作為目前我國唯一一型載人運(yùn)載火箭，高可靠、高安全、高適應(yīng)性是長二F火箭始終不變、擺在首位的目標(biāo)，研制團(tuán)隊持續(xù)進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，使火箭的可靠性和安全性再上新臺階。中國航天科技集團(tuán)一院長二F火箭總體主任設(shè)計師常武權(quán)介紹，目前，長二F火箭的可靠性評估值達(dá)到0.9894，安全性評估值達(dá)到0.99996這一國際先進(jìn)水平。
30年間，長二F火箭全程參與了中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的每一步，自1999年首飛迄今，已成功發(fā)射14艘神舟飛船和2個空間實(shí)驗(yàn)室，其中包括9次載人發(fā)射任務(wù)，成功率100%。空間站完成在軌建造以后，將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段，未來幾年，長二F火箭還將繼續(xù)以每年2發(fā)的高頻率執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，在我國空間站運(yùn)營過程中擔(dān)綱重任。