神十繞飛應對空間站多個對接口 天宮一號完成使命

2021-01-16 中國新聞網

  雙語別天宮 神十返地球

  我國首次成功實施太空飛行器繞飛交會試驗

  昨天,我國三名航天員和天宮一號說再見了,在太空飛行的15天裡,他們有12天是在這個太空之家度過的。此後將不會再有載人飛船與天宮一號「相會」。按計劃,今天上午8時,「神十」的三名航天員重返地球,回歸祖國大地。「神十」返回前,還在太空完成了一個高難度動作——繞飛,這也為我國後續空間站工程建設積累了寶貴經驗。

  交會試驗

  「神十」繞飛交會「天宮」

  北京時間昨日上午7時05分,天宮一號與神舟十號組合體順利分離,神舟十號撤離至距天宮一號相對一定距離處。隨後,神舟十號按照預定程序進行變軌控制,從天宮一號上方繞飛至其後方。在地面科技人員的精確控制下,神舟十號轉為正飛姿態,天宮一號轉為倒飛姿態。此後,地面控制神舟十號接近天宮一號,順利完成近距離交會。這是我國首次成功實施太空飛行器繞飛交會試驗,達到了預期效果。

  繞飛試驗實施期間,航天員聶海勝、張曉光、王亞平在神舟十號飛船返回艙值守,3名航天員身著艙內航天服,神情鎮定地密切監視飛船儀表上的各類數據,及時準確地向地面報告繞飛試驗進展情況。

  此次試驗的主要目的是驗證太空飛行器繞飛及多方位交會技術,為後續空間站工程建設積累經驗。

  -解讀

  繞飛應對空間站多個對接口

  北京大學地球與空間科學學院教授焦維新在接受北京晨報記者採訪時分析說,與天宮一號只有一個對接口不同,未來我國空間站可能有多個對接口,將有載人和載貨飛船與之對接,因而飛行器不一定從一個方向與它進行對接,要繞到另外一個口上去對接,因此就需要掌握繞飛技術。

  一個對接口的交會對接與多個對接口的交會對接到底有什麼不同呢?焦維新解釋說,神舟飛船手動交會對接時,天宮一號是目標飛行器,神舟飛船是追蹤飛行器。神舟飛船在天宮一號前方,然後倒轉180度變為倒飛姿態,之後飛船要慢慢減速,天宮一號以原來的速度飛行,兩者就會越來越接近,實現交會對接,這個過程只是涉及前後的方向問題。

  而有著多個對接口的空間站則不同,比如國際空間站,結構比較複雜,要與載貨飛船和載人飛船對接,載貨飛船也有幾種不同的型號,包括俄羅斯、歐洲、日本的貨運飛船,大小結構不同,因而對接口不僅僅是在前後,左右、上下都會有。如果對接口在空間站側面,就需要在飛行器側面對接,如果對接口在上方或者下方,就需要飛行器飛到上方或者下方對接,因此比一般情況要複雜得多,比如在空間站側面對接,飛船就不能與空間站處於同一條路線上,而是要姿態調整,飛行到側面去,這就需要飛船向空間站移動靠近,同時飛船又是在沿著軌道隨著空間站一起高速前行,因而這樣調整速度和距離的運動已經不是一維運動了,而是形成了一個二維運動。在空間站上方或者下方對接也是相同的情況。

  焦維新指出,目前的天宮一號只有在前面的一個對接口,在此次繞飛實驗的過程中,飛船從與此前交會對接不同的方向,向天宮一號靠近,驗證不同方向的交會對接,但靠近後實現交會,而不實現對接,也就是靠近但不結合成為一個整體。

  從此次的繞飛具體過程來看,神舟十號從天宮一號上方繞飛至其後方,神舟十號轉為正飛姿態,天宮一號轉為倒飛姿態,最終靠近交會。焦維新解釋說,此次繞飛過程,神舟十號要比天宮一號的軌道高,然後從天宮一號上方飛過,來到天宮一號後方。和此前的交會對接不同,神舟飛船正飛,而天宮一號倒轉180度,頭部朝後,尾部朝前,試驗了交會技術,沒有最終對接。

  焦維新指出,在繞飛過程中,飛行方向和飛行姿態的控制,是實現繞飛的兩大難點。目前美國和俄羅斯已經掌握了繞飛技術,其他國家還沒有實現過繞飛。

  天宮話別

  「精彩仍將繼續,再見!」

  在完成繞飛試驗前,航天員向天宮一號依依惜別。

  昨日凌晨,3名航天員同地面科技人員天地協同開展工作,撤收放置在天宮一號艙內的試驗裝置和重要物品。撤收完畢,3名航天員列隊(見央視截圖),通過話音和手語同時向地面科技人員和關心支持航天事業的人們表達他們的感謝和敬意。

  王亞平一邊打著手語一邊說:「夢圓天宮,心繫祖國,我愛你們,衷心地謝謝你們!」這位太空老師笑得格外燦爛。張曉光隨後也比劃著手語,慢慢地說:「謝謝大家12天的陪伴和支持,離開天宮之前,向你們致敬,我的心永遠和你們在一起!」聶海勝最後也打著手語說:「我們的任務仍將繼續,精彩仍將繼續,再見!」

  天宮一號歷史使命完成

  此次航天員告別天宮一號,意味著天宮一號目標飛行器已圓滿完成其歷史使命。自2011年9月29日發射入軌以來,天宮一號已在軌安全運行634天,接待神舟九號、神舟十號兩批6名航天員進駐開展空間科學實驗和技術試驗,取得了豐富成果。

  中國載人航天工程總設計師周建平之前透露,神舟十號發射並完成與天宮一號空間交會對接等任務後,我國載人航天第二步任務第一階段將完美收官,全面進入空間實驗室和空間站研製階段。在完成神舟十號任務後,天宮一號不會再與其它載人飛船對接,但將繼續利用天宮一號上的科學實驗載荷進行科學實驗,也將利用飛行的機會繼續考核飛行器的技術,包括產品的可靠性和壽命。而天宮二號空間實驗室將在兩年後發射,其後中國將發射貨運飛船,與天宮二號進行交會對接。

  神十著陸

  氣象條件滿足著陸要求

  根據計劃安排,神舟十號今日上午8時許返回地面。

  目前,主著陸場已經做好了迎接神舟十號的各項準備,具備執行飛船返回搜索救援能力。昨天,主著陸場系統還進行了最後一次的綜合搜救演練。空中和地面分隊完全按照流程進行。

  為確保飛船安全返回,從今年4月初開始,主著陸場工作人員陸續進場展開工作。5月中旬以來,主著陸場先後組織了多次空地搜索回收綜合演練,熟練掌握了航天員救援和返回艙處置的各種技能,並不斷優化了搜救回收方案。

  據了解,天氣是制約返回艙安全返回的重要因素,不具備返回艙返回的惡劣氣象條件包括雷暴、冰雹、大風等,而夏季的草原經常會出現這樣的天氣,對天氣預報提出了嚴峻考驗。據場區有關負責人介紹,26日飛船返回時段,主著陸場氣象條件滿足飛船返回著陸要求。

  飛船返回面臨多重考驗

  按照以往飛船返回時的經驗,在返回艙穿越大氣層過程中,返回艙與大氣層的摩擦會產生上千攝氏度的高溫,返回艙就像一個火球,如果不採取放熱措施,航天員無法承受,返回艙結構也會受損。

  當返回艙穿越大氣層到達距離地面80至90公裡高度時,因為高速劇烈摩擦,在返回艙表面會產生等離子區,還會出現「黑障」現象,這時返回艙與地面暫時失去聯繫,不管是音畫、圖像,還是遙測信息全部中斷,剩下的只有等待。這對於飛船和航天員的心理都是嚴峻的考驗,這一段最難熬的時光大約要持續三到四分鐘,到返回艙距離地球約40公裡處,「黑障」才會消失。

  當返回艙成功穿越大氣層下降到距地面約10公裡高度時,飛船降落傘能否順利打開,是飛船回收著陸系統人員最為關注的事情。神舟九號飛船的返回艙上就安裝了主傘、備傘兩套降落傘系統,當主傘系統出現故障,無法打開時,備用傘系統也能夠擔當飛船返回重任。

  晨報記者 韓娜

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