繼「月壤」確定落戶韶山之後,12月20日,毛澤東紀念館迎來一位貴客——神舟十號返回艙。
神舟十號返回艙。
2013年6月11日,神舟十號飛船在酒泉衛星發射中心發射升空。 新華社記者 李剛 攝
這位2013年出徵太空、順利完成我國首次應用性飛行任務的超級「愛豆」有哪些小秘密?開創了我國哪幾項首次?一起來了解下吧。
「神十」檔案
神舟十號載人飛船主要數據。
姓名:神州十號載人飛船。
身高:約9米;體重:約8噸;腰圍:最大直徑2.8米;組成:推進艙、返回艙、軌道艙和附加段。
飛行速度:約每秒7.9公裡,每小時飛行2.8萬公裡,每90分鐘繞地球一圈。
飛行時間:在軌飛行15天,其中12天與天宮一號組成組合體飛行。
發射初始軌道:近地點約200公裡、遠地點約330公裡的橢圓軌道交會對接。
軌道:距地約343公裡的近圓軌道。
航天員乘組:3名,2男1女組合,航天員張曉光、聶海勝、王亞平(女)。
「神十」出徵時間線
2013年6月11日
聶海勝、張曉光和王亞平3名航天員搭乘神舟十號飛船出徵太空,這是我國載人天地往返運輸系統首次進行應用性飛行。
6月13日
神舟十號與天宮一號實現自動交會對接,航天員順利進駐天宮一號。
6月20日
王亞平在聶海勝、張曉光的配合下,為全國6000多萬中小學生進行了太空授課。
6月23日
在張曉光和王亞平的密切配合下,指令長聶海勝手動控制神舟十號與天宮一號分離並撤離至天宮一號一定距離處。隨後,手動控制神舟十號飛船再次與天宮一號成功對接,航天員再次進駐天宮一號。
6月25日
神舟十號飛船自動撤離天宮一號。隨後,開展了飛船繞飛等技術試驗,我國首次太空飛行器繞飛交會試驗取得成功。
6月26日
神舟十號飛船返回艙順利降落在內蒙古中部主著陸場預定區域。
和以前「神舟」飛船飛行相比,「神十」最大區別是首次進行了應用性飛行和繞飛。
神舟十號與天宮一號自動交會對接成功的模擬畫面。
繞飛我們後面會有介紹,這裡不做過多說明,那什麼是應用性飛行呢?
所謂應用性飛行就是完成正常的天地往返運輸任務。此前,中國發射「神舟」飛船的主要目的是考核和驗證飛船,每次發射的飛船都有一些變化。而與神舟9號相比,神舟10號沒有新的、大的技術變化,只做了一些小調整,其技術狀態基本固化。
神舟10號的任務已不再是試驗飛船本身,而是投入正常運營,完成運輸任務,為天宮1號提供人員和物資運輸服務。
01
第一次太空授課
神舟十號航天員授課前與大家招手致意 (秦憲安 攝)
2013年6月20日上午10時,300公裡高空巡遊的最高講臺,6000多萬學生互動的最大課堂,把天宮一號和華夏大地緊密相連。
主講人為女航天員王亞平,聶海勝輔助授課,張曉光擔任攝像師。
2013年6月20日上午,神舟十號航天員聶海勝、張曉光、王亞平在遠離地面300多千米的天宮一號為全國青少年帶來神奇的太空一課。
這是中國載人航天工程史上第一次發自太空的授課,也是中國學生第一次通過直播畫面,觀看來自太空的多個失重實驗。
令孩子們長久回味的,不是火箭噴發的火焰,而是太空舷窗中的地球景觀、明媚燦爛的星空、遙遠宇宙的遐想,還有那些奇特的太空失重現象。
在40多分鐘的授課中,同學們在地面做對比試驗,王亞平在天宮講解和演示在失重環境下體重測量、單擺運動、陀螺儀原理、液體表面張力下形成水膜、製作太空水球,並通過視頻通話與地面課堂師生進行互動交流。
講授失重狀態,聶海勝表演「懸空打坐」 (秦憲安 攝)
74公斤重的聶海勝身輕如燕地盤起雙腿表演了「懸空打坐」,王亞平俏皮地伸出一根手指,運用「大力神功」輕輕一點,聶海勝便飛了出去;
她還吞下了一顆在空中飄浮著的水珠;
……
通過現場連線,王亞平向在北京一所中學裡聽課的學生提出了問題:
「在太空中……我們航天員想要知道自己是胖了還是瘦了,該怎麼辦呢?」
「我們可以用電子秤。」
一名戴紅領巾的男孩猜測說。
與輕鬆的課堂氣氛不同的是,坐在北京空間信息中繼傳輸技術研究中心指揮大廳的該中心主任黃惠明、總工程師孫寶升和滿座的技術人員,都無心看這精彩表演,個個神情嚴肅。
原來,「太空講堂」每持續一秒,天宮一號就在太空移動了7800米;王亞平的一顰一笑、一舉一動,都可能橫跨了好幾百公裡。要保證45分鐘空中課堂不間斷天地傳輸、每一幀畫面都清晰穩定,對中國航天測控網是一次全新的挑戰。
5年前,神舟七號航天員翟志剛太空行走,限於陸基、海基測控網弧段覆蓋能力,只能在特定的測控區域和規定的時限內實施。
而這一次,神舟十號在「神舟」兄弟中第一個享受了全弧段、高品質測控通信服務。
天宮一號內,王亞平執教的神奇單擺、高速陀螺、魔幻水球等失重條件下的物理現象,一個比一個精彩神奇,學生們看得如痴如醉,絲毫沒有感到老師人在太空、課堂遠在300公裡外、講臺移動了2萬多公裡。
02
第一次飛船繞飛
什麼是「繞飛」?
所謂「繞飛」就是指飛船可以繞著(天宮一號)目標飛行器進行飛行。這也是為將來空間站建設做準備。
為啥要「繞飛」?
與天宮一號只有一個對接口不同,有著多個對接口的空間站,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。飛行器不一定從一個方向與它進行對接,而是要繞到另外一個口上去對接,因此就需要掌握繞飛技術。
如何「繞飛」?
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。
神舟十號飛船繞飛天宮一號,模擬組建大型空間站時的多方向對接。
2013年6月25日7時5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,期間,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。
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。央視截屏
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,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。
有關專家介紹,這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。
「神十」小知識
航天服
艙內航天服,一般在飛船上升,返回及變軌時穿著,航天員及時穿上它至少能夠保證六小時的應急供氧與供壓。
艙外航天服專門用於航天員出艙活動時穿著,提供輻射、真空、微流塵的防護,合適的氣體和溫溼度環境,在正常的軌道飛行中,航天員會穿上艙內工作服、運動服等不同服裝,便於工作和活動。
太空食品
中國航天員的食品相當豐富,除了種類繁多的魚、肉類罐頭、麵包等,還有中式菜品,如魚香肉絲、宮保雞丁等。脫水米飯、咖喱米飯等主食全裝在一個個書本大小的銀灰色袋子裡。菜餚品種豐盛,還能吃上大蝦等海鮮。
執行神十任務的航天員介紹,在這次飛行中,根據三位航天員的不同口味,專家們制訂了個性化食譜,新增了新鮮水果、小米粥、酸奶、粽子等多種太空食品。
太空飲水
在太空喝水不能像地面一樣使用水杯,航天員需要把水從儲水箱內灌注到水袋中,用吸管吸到嘴裡,航天食品專家還特意準備了檸檬茶、酸乳飲料等飲品讓航天員換換口味。
太空睡眠
航天員們都有自己的臥室,但臥室裡沒有床,為了防止睡著以後飄走,他們會把睡袋固定在臥室的牆壁上,同時戴上防噪聲耳塞和眼罩,調暗燈光創造一個優雅的睡眠環境。
從無人飛行到載人飛行,從艙內實驗到太空行走……神舟飛天,嫦娥探月,天宮對接,北鬥組網,中國人的「上九天攬月」夢想已變為現實。
星空浩瀚,探索無止境。