天宮二號與神舟十一號對接後 兩航天員將在天空駐留30天

2020-12-21 廣東頻道

原標題:兩航天員將在天空駐留30天

天宮二號與神舟十一號對接後 將進行我國持續時間最長的一次載人飛行任務

時間

9月15日22時04分

地點

內蒙古自治區額濟納旗西南角酒泉衛星發射中心

天氣

15日晚間,小風,有雲,溫度適宜,可以滿足發射要求

主角

天宮二號空間實驗室

配角

長徵二號F T2火箭(14日下午開始加注推進劑)

遠望5號船(承擔海上測控任務)

神舟十一號載人飛船(將於10月中下旬升空)

任務

一是開展較大規模的空間科學實驗和空間應用試驗以及航天醫學實驗;

二是考核驗證航天員中期駐留、推進劑補加、在軌維修等空間站建造運營關鍵技術。

將與神舟十一號對接

9月15日22時04分,搭載著天宮二號空間實驗室的長徵二號F T2運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。約575秒後,天宮二號與火箭成功分離,進入預定軌道,發射取得圓滿成功。按計劃,天宮二號空間實驗室發射升空後,將開展平臺和空間應用載荷測試,並於神舟十一號飛船發射前,做好與神舟十一號飛船交會對接的準備。

中國載人航天工程辦公室副主任武平14日在酒泉衛星發射中心表示,「此前的載人飛行和交會對接任務是在距地面343公裡的軌道高度展開,而天宮二號與神舟十一號的交會對接、組合體運行和飛船返回,都是在距地面393公裡的軌道高度開展。」武平說,這與未來空間站的軌道高度基本相同,飛行也更加接近未來空間站要求。

武平強調,天宮二號與神舟十一號載人飛行任務,是最接近未來我國空間站軌道要求的一次載人飛行任務,也是目前我國空間應用項目最多的一次載人飛行任務。神舟十一號飛行任務是我國第6次載人飛行任務。航天員將乘載神舟十一號飛船與天宮二號對接後,計劃在天空二號駐留30天,加上獨立飛行的3天,總飛行時間從神舟十號的15天增加到33天,將是我國持續時間最長的一次載人飛行任務。

是我國首個太空實驗室

據新華社酒泉電 (記者琚振華、李國利、王婷)中國載人航天工程辦公室副主任武平14日在天宮二號空間實驗室飛行任務新聞發布會上說,天宮二號是我國第一個真正意義上的太空實驗室。

「天宮二號雖是天宮一號目標飛行器的備份產品,但與天宮一號的使命任務有所不同。」武平介紹說,相比而言,天宮一號目標飛行器主要是配合神舟飛船完成交會對接試驗。

武平說,天宮二號是真正意義上的太空實驗室,其主要任務包括兩個方面:一是開展較大規模的空間科學實驗和空間應用試驗以及航天醫學實驗;二是考核驗證航天員中期駐留、推進劑補加、在軌維修等空間站建造運營關鍵技術。

「可以看出,天宮二號空間實驗室在飛行任務中的主角地位作用更加突出,這也標誌著載人航天進入應用發展新階段。」武平說。

天宮二號與天宮一號有啥區別?

據了解,天宮二號與天宮一號在外觀上基本一樣,但為完成新的使命任務,在天宮一號的基礎上,天宮二號進行了改造,增添了新設備,實現了新功能。

1

裝載空間應用載荷以及航天醫學實驗設備,將開展多項空間科學試驗活動;

2

對推進分系統管路進行適應性改造,增加配置壓氣機等設備,用於同貨運飛船配合完成推進劑補加技術驗證;

3

對載人宜居環境進行了優化設計,改善了就餐和睡眠環境,增加了鍛鍊設備和娛樂設施,可以使航天員30天的天宮生活更加舒適、更加便利、更加豐富多彩;

4

搭建了由機、電、液等部件組成的液體迴路驗證系統,以及機械臂操作試驗終端等,開展在軌維修試驗,將為後續空間站在軌維修設計積累經驗。

空間實驗室任務完成後

將進入空間站建設階段

據新華社酒泉電 (記者李中雙、李國利、陳曦)9月15日22時04分,天宮二號空間實驗室在酒泉衛星發射中心發射升空。中國載人航天工程總設計師周建平在接受記者採訪時,對天宮二號空間實驗室以及中國空間站建設等進行了「解密」。

「麻雀雖小,五臟俱全。作為一個長期在軌無人獨立飛行、短期有人照料的在軌平臺,天宮二號具備了空間站需要具備的基本能力。」周建平說。

天舟一號貨運飛船在訪問天宮二號時,可為天宮二號補加推進劑,使其在軌工作時間更長。「這是空間站建造非常重要的技術。」周建平解釋,未來空間站需要持續在軌飛行十幾年,無法一次把燃料、消耗品等都帶上去,需要在軌補加,「就像空中加油一樣」。

再過一段時間,兩名男航天員將乘坐神舟十一號載人飛船進入太空,在天宮二號中工作和生活30天。「30天駐留的實現,將為我國今後空間站長期飛行積累經驗。」周建平說。

周建平說:「發射天宮二號空間實驗室,一個重要目的就是為中國空間站的建造進行關鍵技術驗證。」周建平說。「空間實驗室任務完成後,我國將會進入空間站建設階段,我們將建造一個具有時代技術特徵和中國特色的中國空間站。」周建平說,「2018年前後,我國將發射空間站核心艙。」(李國利 楊欣)

專家詳解天宮二號系統

穿「棉衣」「打手機」遨遊太空

我國首個空間實驗室天宮二號昨晚發射成功。這個匯集了我國載人航天領域高、精、尖水平的「大塊頭」各個系統究竟有多牛?它們都是如何工作的呢?昨天,權威專家進行了解讀。

大腦:智能控制系統

航天科技集團五院天宮二號總設計師朱樅鵬告訴記者,「天宮二號最初是天宮一號的備份產品,隨著天宮一號任務的圓滿成功,為了開展航天員中期駐留、在軌維修技術試驗等新使命,在物盡其用的基礎上,我們對天宮二號進行了全面的改裝和升級,不僅解決了天宮一號在軌運行過程暴露出的產品設計瑕疵,更極盡所能、集智攻關用各類『神器』武裝『太空之家』,顯著提升了它的性能和智能化程度。」

高智能是「太空之家」的一個突出特點。為了讓航天員在太空集中精力開展空間科學試驗等飛行任務,五院技術人員為「太空之家」配備了智能化的「大腦」——控制計算機系統和自主研發的SpaceOS2作業系統,它可以對太空飛行器飛行軌道、姿態調整、運行狀態進行智能化診斷,以及執行遙測下傳、地面遙控指令。不得不提的是,SpaceOS2系統可以實現「一心多用」,能同時管理運行幾十個任務,並具備從三臺互為備份的計算機中發現錯誤、下達正確指令的「三機容錯」功能,這真正意義上實現了多臺計算機在故障時的無縫切換。此外,五院技術人員運用數位化手段,研製出可視化的儀表控制器應用系統,它整合了太空飛行器十多個分系統數據,把專業數據濃縮成為52組畫面,實現了海量信息智能化處理與顯示,為航天員提供清晰、直觀的顯示界面,降低了操作負擔。

便捷維修是「太空之家」的新亮點。科幻電影中,技術人員像插拔U盤一樣,快捷地更換損壞部件的場景將在「太空之家」真實上演。五院技術人員通過合併同類項的理念,對「太空之家」的供配電、熱控、數據管理等系統實現了高度集成化模塊設計,打造出了「插拔式」的結構設計,在地面的模擬試驗中,技術人員只需用幾分鐘就能完成一次維修更換。

減負:實現太空加油

由天宮二號和神舟十一號組成的「太空之家」屬於低軌道太空飛行器,它運行在距離地球393公裡的太空,這一位置有稀薄的大氣。受大氣阻力影響,太空飛行器運行速度會不斷下降並導致軌道高度的下降,為了維持相對穩定的軌道高度就要消耗大量的燃料。為了避免天宮二號出現「糧草不足」的問題,五院技術人員為它研製了在軌補加系統,它可以實現在太空邊飛行邊「加油」,這將極大地提高它在軌運行時間。並且在起飛前也不用像天宮一號一樣把「油箱」加滿、攜帶一噸多的推進劑,而是只加了半箱「油」,節省的重量可以攜帶更多的載荷產品和航天員的生活物資。

眼睛:光學成像敏感器

天宮二號和神舟十一號的空間交會對接是搭建「太空之家」的重要一步,而其間,兩者從相距150米到靠近、聯成一體,最終完成對接,難度最大、風險最高。這一過程猶如「太空穿針」。為了在比子彈速度快8倍的高速下實現兩者毫釐不差地對接在一起,五院技術人員設計了光學成像敏感器(CRDS),它由位於運輸飛船上的相機和位於目標飛行器上的目標標誌器組成。

此外,為了避免太陽的強光幹擾這雙「眼睛」,五院技術人員將該敏感器首次捕獲時間提高了一個數量級——由原來的約十秒提高至不到幾百毫秒。「這個時間就好比司機在開車時被強光晃到眼睛之後恢復正常視力的時間,『眼睛』從看到目標到做出判斷的響應時間也大大縮短。」五院敏感器設計師劉啟海說。

方向盤:控制力矩陀螺

五院的技術人員昨天告訴記者,天宮二號空間實驗室,還有一個「定海神針」,那就是控制力矩陀螺(簡稱CMG),作為空間飛行器姿態機動與姿態穩定的控制部件,它用於長壽命的三軸穩定衛星或空間站,實現對衛星或空間站姿態的控制。此次,由航天科技集團公司五院502所自主研發用於天宮二號上面的200NmsCMG輸出力矩平穩、力矩解析度高,在天宮一號任務時首次亮相,在服役期間姿態控制精度均優於設計指標,在軌工作穩定、表現優異。CMG的成功應用使中國成為世界上第三個掌握該技術的國家,也是我國空間機電執行部件發展的一個裡程碑。

「智慧型手機」:中繼終端

天宮二號空間實驗室成功發射後,要確保與地面通信的實時暢通,就需要中繼終端,通過與中繼衛星天鏈一號實現「太空握手」,搭建起天地信息傳輸的通道,就好像為天宮一號配備了一部「智慧型手機」。

當天宮二號空間實驗室進入預定飛行軌道時,中繼用戶終端將根據其飛行程序的指令鏈要求,計算出中繼終端天線的指向數據。之後,中繼終端中的轉動設備將天線指向中繼衛星,這樣就完成了中繼終端對中繼衛星天鏈一號的捕獲跟蹤,並向中繼衛星發送數據,從而建立了從天宮二號空間實驗室到中繼衛星再到地面站的數據傳輸鏈路,這樣就可以進行數據傳輸與通信。

「棉襖」:多層隔熱組件

多層隔熱組件就像人穿的棉衣一樣,給天宮二號起到內部保溫,外部隔熱的作用,尺寸太大或太小都會影響型號的溫度,有了多層隔熱組件保護,在未來兩年,天宮二號就要靠這個來抵禦複雜的太空環境了。怎樣能保證這些衣裳大小合身呢?就需要「裁縫」們拿著尺子,精準地測量出天宮二號上的每個尺寸,然後在多層隔熱組件上製作出像豆子一樣大小的孔,使孔位和星上的銷釘位置一致,大小合適後再用壓扣固定在星上,多層組件大致鋪設好,還要嚴格依照設計要求對多層組件的開口尺寸進行修剪,不能遮擋過多的型號設備,特別是不能遮擋敏感器的光路。

這些細膩、微小的動作都出自於那些總裝鉗工師傅,他們很多都是年近六旬的老技工。不過,為天宮二號縫製「嫁衣」,可是門細活兒。由於工作要求高同時操作空間受限,有的時候整整一天下來,一個總裝工作人員也就能包覆2個推力器。(肖歡歡)

(責編:鍾哲、張海燕)

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