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“神十”要飞天了
http://www.100md.com 2013年6月1日 《百科知识》2013年第11期
     经过“神八”和“神九”的一次无人、一次载人航天飞行,我国已突破和掌握空间交会对接技术。现在,举世瞩目的“神舟”十号也要飞天了。概括起来,“神十”的四大主要任务是:

    1.为“天宫一号”在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务,进一步考核交会对接、载人天地往返运输系统的功能和性能。

    2.进一步考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力,以及航天员执行飞行任务的能力。

    3.进一步考核工程各系统执行飞行任务的功能、性能和系统间协调性。

    4.进行航天员空间环境适应性、空间操作工效研究,开展空间科学实验、航天器在轨维修试验和空间站关键技术验证试验,首次开展面向青少年的太空科学讲座科普教育活动等。

    “神十”的发射火箭、舱体组成与“神九”相同,任务也基本相同。从它承担的四大主要任务来看,前三项任务中都提到“进一步”三个字,说明它主要是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”。“神十”和“天宫一号”的交会对接,将是一次真正的应用性飞行,标志着我国已经拥有了一个可以实际应用的天地往返运输系统,这个系统可以为在轨的各类航天器输送人员和物资。它的发射标志着我国载人航天工程进入了应用阶段,是我国载人航天更高水平的展现。

    “拾遗补缺”

    “神十”与“神九”的发射火箭、舱体结构相同,主要任务也是巩固和优化“神九”实现的载人交会对接技术,对“神九”和“神八”飞船存在的不完善之处予以改进。所以,可以认为是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”。 美、俄的载人航天实践证明,在航天试验中,一次成功绝不意味一劳永逸,只有多次实践,才能真正掌握技术,防止航天事故的发生。所以,美国和苏联/俄罗斯在建造空间站前,都进行了多次应用性的交会对接技术飞行,每次飞行都会找出不完善之处,予以改进。下面举几个例子说明“神十” “拾遗补缺” 的表现。

    发射“神十”的火箭型号与“神九”的相同,不过在火箭的安全性和可靠性上有了进一步改进,进一步确保航天员的安全。发射“神十”的是长征二号F火箭,科技人员对它进行了18项技术状态和2项工艺状态适应性更改,其中17项主要为提高可靠性。相对于发射“神九”的长征二号F火箭,“神十”火箭飞行可靠性提高0.2%, 产品关键特性设置增加了108个。为确保船、箭分离后飞船可以执行大气层外逃逸救生模式,增加了故障发生时可向飞船发送“运载逃逸信号”的相关指令,航天员的安全性达到0.9997,比“神九”火箭提高0.01%。

    在承担的使命上,“神十”与“神九”也略有差别:“神九”主要是进行载人空间交会对接试验,实现载人交会对接技术的突破。“神十”虽然还要继续进行与“天宫一号”自动和手动空间交会对接,但其重点转向对这些技术的验证和应用,以便为今后进一步开展空间实验室的研究和空间站的建设奠定一个天地往返的运输系统。在具体实验内容上,“神十”将在太空进行新的实验,例如,“绕飞”,就是“神十”要绕着目标飞行器(“天宫一号”)飞行,这是为将来建造空间站做准备。这一实验的成功对建造空间站非常重要,因为空间站上可能有多个对接口,飞行器要从多个方向与它对接,这就需要对“神舟”号飞船的绕飞本领进行考核。

    进行太空教育

    “神十”将首次开展面向青少年的太空科普教育活动,这无疑是此次任务的一大看点。届时“天宫一号”将成为“太空讲堂”,“神十”航天员会向地面做科普讲座、演示微重力下奇特物理现象,这些都将在电视上实时播放,所有感兴趣的人都能看到。

    太空中教学用的教具是利用轨道上现有的一些极普通的材料和日常用品,或者专门由地面带到航天飞机或国际空间站上的。为了进行太空教学,还专门配置了飞行中的教育下行线,可以使学生们直接与航天员交谈,了解航天员在太空的情况。

    后续任务

    “神十”完成与“天宫一号”的交会对接任务后,“天宫一号”不再与其他载人飞船对接,但会继续留在太空,进行科学实验,进一步考核航天器的一些技术,包括产品的可靠性和寿命等方面的技术。至此,我国载人航天第二步任务的第一阶段完美结束,将全面进入空间实验室和空间站的研制阶段。大约两年后,我国将发射“天宫二号”空间实验室,之后再发射货运飞船,主要的任务是突破货运飞船为空间实验室供给物资的技术。“天宫二号”原本是“天宫一号”的备份,既然“天宫一号”已经圆满地完成任务,就不需要发射“天宫二号”了。为了不浪费资源,航天部门将对“天宫二号”进行适当的任务调整和改装,就可执行空间实验室任务了。目前,“天宫一号”状态良好,所有设备正常,尚未使用到当初设计的备份设备,资源也比较充足,预期还可以持续工作两年以上,甚至更多的时间。那时,两座中国“天宫”或将相会在太空、比翼双飞。

    按照中国航天“三步走”战略,2020年左右,我国将建成自己的太空家园——空间站。按照初步的设计,我国的空间站可以供3名航天员长期驻留,乘员每半年轮换一次。载人空间站建成后,其寿命在10年以上。要建造我国自己的空间站并非容易的事,要突破很多关键技术。在工程技术方面,最主要的是突破环境控制和生命保障系统方面的技术;在航天医学方面,对于如何保证人在空间站内长期工作,如何保障航天员身体、心理等方面的健康,如何进行空间站的出舱活动,也有许多亟待解决的问题。同时,还要进行货运飞船的研制工作,需要验证货运飞船本身的性能,也要攻破它与天宫实验室的交会对接技术和推进剂补加技术。

    目前,空间站建设的各项工作已全面启动,正紧锣密鼓地进行。大推力火箭已进入初样研制阶段,空间站进入方案设计阶段,货运飞船已进入初样研制阶段。空间站初期将建造三个舱段,包括一个核心舱和两个实验舱,每个20多吨。基本构型为T字形,核心舱居中,两个实验舱分别连接于两侧。核心舱前端设两个对接口,接纳载人太空船对接和停靠;后端设后向对接口,用于货运飞船停靠补给。站上设气闸舱用于太空人出舱,配置机械臂用于辅助对接、补给、出舱和科学实验。

    【责任编辑】蒲 晖 (沈羡云)