據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，北京時(shí)間2022年6月5日10時(shí)44分，搭載神舟十四號(hào)載人飛船的長征二號(hào)F遙十四運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，約577秒后，神舟十四號(hào)載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。

這一次出發(fā)的神十四乘組，被網(wǎng)友們笑稱為“最忙乘組”，因?yàn)樗麄兊娜蝿?wù)與前兩次不同。在接下來的半年里，神十四乘組將在軌迎來問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙，完成空間站組裝建造，還將與神舟十五號(hào)乘組進(jìn)行“面對面”交接，最終完成國家太空實(shí)驗(yàn)室的建立。記者特邀南京航空航天大學(xué)的多位專家，對此次的發(fā)射任務(wù)進(jìn)行了解析。

【“最忙乘組”這半年要做這些事——】

和地面配合完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙與核心艙的交會(huì)對接和轉(zhuǎn)位；

首次進(jìn)駐問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙，建立載人環(huán)境；

配合地面開展兩艙組合體、三艙組合體、大小機(jī)械臂、氣閘艙出艙等相關(guān)功能的測試工作；

首次操作問天實(shí)驗(yàn)艙小機(jī)械臂進(jìn)行艙外作業(yè)，開展問天小機(jī)械臂與天和大機(jī)械臂的級聯(lián)測試；

首次利用位于問天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙實(shí)施2-3次出艙活動(dòng)；

完成問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙14個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜解鎖、安裝；

繼續(xù)開展“天宮課堂”太空授課及其他公益活動(dòng)。

除此之外，神十四乘組還將開展在軌健康監(jiān)測與檢查、防護(hù)鍛煉、在軌訓(xùn)練與演練，以及大量空間站平臺(tái)巡檢測試、設(shè)備維護(hù)、維修驗(yàn)證、物資管理和站務(wù)管理等工作。

【為啥這么忙？】

今年是中國空間站建造決戰(zhàn)之年

2022年是中國載人航天工程立項(xiàng)實(shí)施30周年，也是中國空間站建造決戰(zhàn)之年。據(jù)早前公布的消息，中國空間站建造分關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證和建造兩個(gè)階段實(shí)施，關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段成功實(shí)施了長征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛，天和核心艙，神舟十二號(hào)、神舟十三號(hào)載人飛船，天舟二號(hào)、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船等6次飛行任務(wù)，突破并掌握了空間站建造和運(yùn)營相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)。

今年5月，中國空間站進(jìn)入建造階段，年內(nèi)將發(fā)射2個(gè)空間站實(shí)驗(yàn)艙、2艘載人飛船、2艘貨運(yùn)飛船，再將6名航天員送入空間站。具體時(shí)間節(jié)點(diǎn)為：

5月發(fā)射天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船；

6月發(fā)射神舟十四號(hào)載人飛船，3名航天員進(jìn)駐核心艙并在軌駐留6個(gè)月；

7月發(fā)射空間站問天實(shí)驗(yàn)艙，與天和核心艙對接；

10月發(fā)射夢天實(shí)驗(yàn)艙與核心艙對接，之后空間站三艙形成“T”字基本構(gòu)型，完成中國空間站在軌建造；

隨后將發(fā)射天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船和神舟十五號(hào)載人飛船，神舟十四號(hào)、神舟十五號(hào)乘組航天員將在太空“會(huì)師”，共同在軌工作約一周。

圖源中國載人航天

【專家解析】

9種組合體構(gòu)型反復(fù)調(diào)整

通過“搭積木”讓空間站建造更加理想

“還記得天和核心艙發(fā)射時(shí)，我們說的在太空中‘造房子’嗎？這一次，神十四乘組的主要任務(wù)就是給‘太空房子’裝修升級去啦。”南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院聞新教授告訴記者，在軌期間，神十四乘組將面臨構(gòu)型多，狀態(tài)新，任務(wù)密等挑戰(zhàn)，對乘組執(zhí)行任務(wù)能力提出了很高要求。“伴隨著問天和夢天兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙的發(fā)射，空間站將變成‘三室兩廳’。 航天員在太空中會(huì)像‘堆積木’一樣，借助機(jī)械臂系統(tǒng)，逐漸把整個(gè)結(jié)構(gòu)搭建起來。在這個(gè)過程中，萬一出現(xiàn)‘漏氣’等情況，還可以出艙進(jìn)行修補(bǔ)。”聞新介紹，上個(gè)世紀(jì)，美國和俄羅斯的航天員就已經(jīng)進(jìn)行過實(shí)踐，在太空中“組合”核心艙和實(shí)驗(yàn)艙是比較成熟的技術(shù)，“對于現(xiàn)在的中國航天來說，也不是什么難事。”在太空中，空間站會(huì)經(jīng)歷9種組合體構(gòu)型，這是因?yàn)榭紤]到空間站運(yùn)行的穩(wěn)定性，采用重力梯度穩(wěn)定，所以空間站需要變換姿態(tài)，反復(fù)調(diào)整位置，反復(fù)組合。最終空間站的各個(gè)艙位將調(diào)整到最完美構(gòu)型，組裝建造最急完成，建成國家空間實(shí)驗(yàn)室。”

據(jù)悉，在這期間，空間站的各個(gè)結(jié)構(gòu)部位將實(shí)施5次交會(huì)對接、3次分離撤離、2次轉(zhuǎn)位，航天員要在2~3次出艙中，通過操控機(jī)械臂，完成這一系列位置調(diào)整，各次任務(wù)環(huán)環(huán)相扣。

三室兩廳還帶“儲(chǔ)藏室”

百噸級最大結(jié)構(gòu)在太空中為啥不會(huì)“掉下來”

“科研人員在這之前，已經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)過徑向?qū)印⒔粫?huì)對接，為了就是這一刻的調(diào)整，讓國家空間實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)造，達(dá)到理想效果。”聞新教授介紹，完成這些操作，“主力”是神十四乘組，而地面的飛控中心則會(huì)起到輔助和遙控作用。因此，神十四“最忙乘組”的名號(hào)絕對實(shí)至名歸。

如果一切進(jìn)展順利，今年，我們或?qū)?huì)看到的天宮空間站最大構(gòu)型：天和一號(hào)核心艙+問天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙+夢天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙+天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船+神舟十四號(hào)載人飛船+神舟十五號(hào)載人飛船，規(guī)模近百噸級。這么重的“龐然大物”在太空中飛行，為啥不會(huì)掉下來？“在失重的太空中，影響飛行高度的因素是飛行速度，空間站的自重對于飛行高度的影響非常小。”聞新教授打了個(gè)比方，在太空中飛行的空間站，就像一艘在海水中漂浮的“船”，“太空中的天體，都按照天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律在轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)停止，也不會(huì)加速，比如我們最常見的‘地球繞著太陽轉(zhuǎn)’，地球也沒有‘發(fā)動(dòng)機(jī)’。因此，空間站只需要維持飛行速度，一圈一圈繞著地球轉(zhuǎn)，‘掉下來’的擔(dān)心完全是多余。”

“太空一期”竣工，“太空二期”會(huì)跟上

未來建造“月球空間站”也不是沒有可能

神十四乘組建成國家太空實(shí)驗(yàn)室后，神十五、神十六乘組上去還能干嘛？在網(wǎng)上，不少網(wǎng)友發(fā)出了好奇的疑問。聞新教授告訴記者，太空實(shí)驗(yàn)室建成后，神十五和神十六乘組進(jìn)入太空的任務(wù)，將從建造空間站轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

“比如一些生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)，還有相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)研究等等。”聞新告訴記者，從神舟五號(hào)到神舟十二號(hào)，中國載人航天實(shí)現(xiàn)的大踏步的跨越，跟隨航天員上天的物件也從乒乓球等小物件，逐漸發(fā)展為種子等植物個(gè)體。“其實(shí)從神舟一號(hào)開始，航天器就在陸陸續(xù)續(xù)帶著各類種子上天，進(jìn)行太空實(shí)驗(yàn)。”聞新透露，未來，航天員在太空中的食物，有望“自產(chǎn)”。“目前，帶上太空的植物種子，多半是用來進(jìn)行太空實(shí)驗(yàn)的。這些實(shí)驗(yàn)最終目的，是為了能讓作物在太空中良好生長。航天員長期在空間站里生活，需要新鮮蔬菜補(bǔ)給。將來他們吃的菜，都可以自己種。”

也有網(wǎng)友樂觀展望，伴隨著“太空一期”在今年年底的完工，未來，是否會(huì)有“太空二期”甚至是月球空間站？聞新教授透露，中國空間站的使用壽命是十年，“太空二期”已經(jīng)在科研人員的計(jì)劃中了。在未來，中國建造月球空間站也不是沒有可能。

【鏈接】

“徑向?qū)印豹q如“萬里穿針”，很難！

但要建成太空實(shí)驗(yàn)室，必須得會(huì)

如果你一直關(guān)注航天，一定會(huì)看到這個(gè)頻繁出鏡的名詞：徑向?qū)印＿@一次的神舟十四號(hào)載人飛船，與空間站的對接方式也是徑向?qū)印?/p>

為什么要采用徑向?qū)拥姆绞剑俊翱臻g站核心艙的對接口不會(huì)完全在同一個(gè)水平方向上，因此，徑向?qū)邮呛教炱鞅仨氁莆盏囊豁?xiàng)對接技術(shù)。”專家告訴記者，從神舟十二號(hào)開始，我國的載人飛船新增了自主快速交會(huì)對接、徑向交會(huì)對接和180天在軌停靠能力。在太空中“相遇”后，兩個(gè)航天器會(huì)在空間軌道上合并在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè)整體，這是載人航天活動(dòng)的三大基本技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)空間站和空間運(yùn)輸系統(tǒng)的裝配、回收、補(bǔ)給、維修、航天員交換及營救等在軌服務(wù)的先決條件。

到了神舟十三號(hào)，“徑向?qū)印奔夹g(shù)首次得到太空驗(yàn)證。距離發(fā)射時(shí)間過去約6.5個(gè)小時(shí)后，神舟十三號(hào)載人飛船采用自主快速交會(huì)對接模式，成功對接于天和核心艙徑向端口。所謂“徑向交會(huì)”，就是指航天器從空間站組合體的下方垂直向上對接。在這之前,我國在太空進(jìn)行的飛船交會(huì)對接都是水平方向的，包括前方向交會(huì)和后方交會(huì)。

聞新教授表示，徑向交會(huì)技術(shù)難度極大，在太空中的對接是“萬里穿針”的難度。“雖然是‘萬里穿針’，但一定會(huì)越‘穿’越熟練。”聞新說，徑向?qū)邮且粋€(gè)從低軌道飛向高軌道的過程，對于整個(gè)軌道的抬高和控制都是有好處的。

揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞記者  楊甜子

校對 蘇云