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航天科技集团神舟十五号载人飞船研制侧记
2022-12-02

11月29日,神舟十五号载人飞船如期启航,在起飞后约6.5小时以前向对接的方式抵达空间站组合体,护送费俊龙、邓清明、张陆3名航天员进驻天宫。

三舱、三船、六人,这是中国空间站建造阶段的最后一次发射任务,也是空间站建造以来最热闹的一次聚会。山河壮丽在脚下,星海璀璨在眼前,从此天宫不寂寞。

神舟“兄弟”天宫再聚首

在距离地面400公里左右的近地轨道,神舟十五号载人飞船经过6.5小时自动交会对接流程,以前向对接的方式与空间站组合体合而为一,形成总质量近百吨的中国空间站目前最大构型,圆满完成了空间站建造阶段接力跑的“最后一棒”。

此时,神舟十五号载人飞船位于空间站组合体的最前端,航天员仿佛置身于一艘巨轮的“船头”。离开飞船来到节点舱,左右两侧分别是问天实验舱和梦天实验舱,下方停泊着神舟十四号载人飞船,一直向前就来到天和核心舱,这里是飞船组合体的“大脑”,走到尽头是满载货物的天舟五号货运飞船。

在天宫,神舟十四号航天员乘组与刚刚抵达的神舟十五号航天员乘组在轨会面,中国空间站第一次迎来6名航天员同时驻留,首次同时停靠两艘神舟飞船在轨工作。

神舟系列载人飞船由航天科技集团五院抓总研制。神舟十五号载人飞船作为“打一备一”的应急救援船,曾在酒泉卫星发射中心与神舟十四号载人飞船“肩并肩”。随着任务进展,神舟十四号载人飞船在今年6月份出征,神舟十五号载人飞船在地面静静守候,直到11月29日神舟十五号载人飞船正式出发,神舟“两兄弟”在天宫再聚首。

每一艘神舟飞船在上天前,都要经历“转正”的过程。作为应急救援船时,神舟十五号载人飞船已经具备发射条件,被封存在恒温恒湿的洁净软罩里。正式进入发射流程后,在完成检查、测试、加注等一系列工作后,飞船被装入整流罩内,与竖立在厂房中的长二F运载火箭合二为一。

从外观看,神舟十四号、神舟十五号两艘飞船完全一样。在空间站内,航天员会在舱门口贴上“门牌号”,确保不会进错门。在飞控中心,研制人员为了区分“两兄弟”,给每艘飞船一个特定的标识符,像身份证号一样加在上行、下行的信息中,避免天地数据传输混淆,清晰高效地同时控制两艘飞船在轨工作。

此外,研制人员为两船在轨制定了紧急撤离方案,统筹考虑6名航天员与两艘载人飞船的撤离时序,通过大量的模拟推演保障航天员的生命安全。

为了高效满足神舟飞船滚动生产、打一备一的任务需求,研制人员实现了酒泉—北京异地“云测试”和“云飞控”的功能。“云测试”,使团队技术骨干无论身处何处,都能为飞船做“体检”;“云飞控”,意味着能够在飞船完成关键动作期间,能得到权威专家的全力支持。

别时容易见时难。在天上短暂交会后,神舟十四号载人飞船将带着陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员返回地球,神舟十五号载人飞船将继续为期半年的太空旅程。

中国空间站转入正式运营阶段后,神舟系列飞船还将延续“打一备一”的发射模式,以每年2发的频率执行任务,6名航天员在轨轮换、2艘神舟飞船同时停靠空间站组合体将成为新常态。

经典设计,仍有无限潜力

入夜,酒泉卫星发射中心的气温降至零下20摄氏度,塔架送风设备持续运转,为飞船提供温暖舒适的环境。

发射前6小时,神舟飞船舱门打开,操作人员在飞船轨道舱内安装了一些“时鲜”物资,它们将跟随航天员一同出发,乘坐“特快专列”前往中国空间站。

这批临时上船的物资里,有生物实验项目所需的线虫、植物,它们对环境要求很高,为此科研人员人工打造了一条运输“冷链”,在发射前快速装货,确保实验物品的时效性。享受类似待遇的还有新鲜水果,作为空间站里最受航天员欢迎的食品之一,苹果、葡萄等时令鲜果也将以最新鲜饱满的状态抵达空间站。

“通过货运飞船上行物资就像邮寄包裹,把物资提前运达空间站。而神舟飞船上行物资更像随身携带的行李,满足私人化、时效化运输需求。”神舟十五号载人飞船电总体主任设计师刁伟鹤介绍。

目前,神舟飞船是中国空间站唯一可以下行物资的航天器。为了扩展神舟飞船上下行物资的能力,研制人员不断突破运输质量、运输体积两大瓶颈,通过优化结构布局等方式,使飞船拥有强大的运载能力,带回更多“太空特产”。

回顾空间站建造以来的4艘神舟飞船,它们的技术指标相差无几,却能圆满适应各种任务的工作条件。本次出征的神舟十五号载人飞船,以前向对接的方式与空间站组合体相连,这与神舟十二号载人飞船的对接方式相同,但空间站组合体的重量从约40吨增至近百吨,对接过程中的撞击力更强、风险更大。

“在神舟十二号载人飞船研制之初,我们已经考虑到这一情况,飞船的对接能力从8吨级覆盖至180吨级。”神舟十五号载人飞船总体主管设计师肖雪迪介绍,因此同一批次的4艘神舟飞船可以满足空间站建造阶段各类任务需求。

从1999年首飞至今,神舟飞船一直走在中国载人航天工程的前列。无论是航天英雄杨利伟首度出征太空,还是航天员翟志刚首次出舱进行太空行走,抑或是神舟八号飞船与天宫一号交会对接,每次神舟飞船都坚实、可靠地迈出关键一步,伴随着载人航天工程一路乘风破浪。

“‘神舟一号’到‘神舟十一号’串行研制的历史积累,为‘神舟十二号’至‘神舟十五号’4艘飞船的并行批产打下基础,安全可靠是神舟飞船始终不变的原则。”神舟十五号载人飞船总体主任设计师高旭介绍,神舟飞船责任重大,它是目前中国航天员遨游宇宙的唯一工具,也是航天员平安返回地球的安全底线。

目前,神舟十六号飞船已经总装测试完毕,作为应急救援船在酒泉卫星发射中心待命;神舟十七号、神舟十八号、神舟十九号飞船正在滚动研制中。以神舟十六号飞船为首的新一批次6艘飞船,将在不久后以崭新的姿态亮相航天舞台,带给大家更多惊喜。(胡蓝月) 来源:航天科技网站

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