目标空间站!神舟十二号载人飞船发射圆满成功!

目标空间站!神舟十二号载人飞船发射圆满成功!
2021年06月17日 11:49 国资委网站

长征二号F遥十二运载火箭发射瞬间

北京时间2021年6月17日9时22分,

搭载神舟十二号载人飞船的

长征二号F遥十二运载火箭,

在酒泉卫星发射中心准时点火发射,

约573秒后,

神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,

进入预定轨道,

顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,

飞行乘组状态良好,

发射取得圆满成功

这是我国载人航天工程立项实施以来的第19次飞行任务,也是空间站阶段的首次载人飞行任务。飞船入轨后,将按照预定程序,与天和核心舱进行自主快速交会对接。组合体飞行期间,航天员将进驻天和核心舱,完成为期3个月的在轨驻留,开展机械臂操作、出舱活动等工作,验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。

目前,天和核心舱与天舟二号的组合体运行在约390km的近圆对接轨道,状态良好,满足与神舟十二号交会对接的任务要求和航天员进驻条件。

▲6月17日,搭载着神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。▲6月17日,搭载着神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。

执行我国载人航天工程所有飞行任务的运载火箭、载人飞船、货运飞船、空间站舱段,均由中国航天科技集团有限公司研制。

执行本次发射任务的长二F火箭全长约58米,起飞重量约497吨,运载能力达8吨级,芯级直径3.35米,捆绑4枚助推器,助推器直径2.25米,整流罩最大直径3.8米。长二F火箭具备故障检测和逃逸系统。

实现载人航天立项之初飞船研制目标

神舟十二号载人飞船是我国空间站任务阶段第一艘载人飞船,是载人空间站建设的重中之重,是迄今为止我国研制的标准最高,各方面指标要求最严格的载人航天器。

▲神舟十二号模拟图。神舟十二号模拟图。

神舟十二号载人飞船由航天科技集团五院抓总研制,由轨道舱、返回舱和推进舱组成,全长约9米,舱体直径2.8米,发射重量约8吨。在轨为三舱飞行,返回前轨道舱、推进舱依次分离,返回舱单舱返回地面,着陆以降落伞减速为主,着陆缓冲发动机配合确保着陆安全。

据介绍,飞船共有14个分系统,是航天员实现天地往返的“生命之舟”。

轨道舱配备了航天员在轨生活支持设备、交会对接敏感器等关键设备,为自主快速交会对接做好充分准备,返回舱是飞船发射和返回过程中航天员所乘坐的舱段,是飞船的“大脑”,推进舱则装配推进系统、电源等设备,为飞船提供动力,并在飞行过程中进行姿态轨道的控制。

按照预定计划,飞船搭乘宇航员采用自主快速交会对接的模式,与空间站天和核心舱前向对接口对接形成组合体,航天员驻留太空约90天后返回地面。

神舟十二号是迄今为止功能最完整、最完全的飞船,它已经完全实现载人航天工程立项之初载人飞船研制目标。

首次实施载人飞船自主快速交会对接

时隔五年,当神舟十二号载人飞船再次搭乘航天员进入太空,它已经完成了进一步的优化升级,大量新技能将神舟载人飞船的综合能力提升到新阶段。

其中最为引人注目的是,神舟十二号载人飞船将首次实施载人自主快速对接,在空间站不断调整姿态的配合下,神舟十二号载人飞船最快能实现发射后6.5小时与空间站对接,据介绍,神舟十二号就像是有着全自动驾驶功能的“超跑”,自主计算,自主判断到达目的地。

▲ 神舟载人飞船与空间站天和核心舱、天舟货运飞船组合体交会对接(示意图)▲ 神舟载人飞船与空间站天和核心舱、天舟货运飞船组合体交会对接(示意图)

完成与核心舱的对接后,航天员就可以进入空间站开始太空生活和工作,可以大大减少地面飞行控制人员的工作量和工作时间。

在此次任务中,神舟十二号载人飞船的交会能力也得到加强,具有更复杂的交会对接飞行模式,具备与空间站进行前向、后向、径向对接口对接和分离的功能,并将在本次任务中首次开展绕飞和径向交会对接试验。

首次具备从不同高度轨道返回东风着陆场的能力

神舟十二号载人飞船将实现在轨停靠3个月,为适应空间站复杂构型和姿态带来的复杂外热流条件,神舟团队对返回舱、推进发动机和贮箱等热控方案,船站并网供电方案进行了专项设计,使飞船具备了供电、热环境保障的适应性配套条件。

在神舟十二号之前,载人飞船都从固定的轨道返回地球,空间站任务中空间站为了节省推进剂的消耗,轨道位置会随着不同时间节点而进行相应的调整,为满足长期停靠的要求。神舟团队为此对返回轨道重新进行了适应性的设计,使载人飞船返回高度从固定值调整为相对范围,并改进返回的算法,提高载人飞船返回适应性和可靠性。

航天员完成本次飞行任务后,将乘神舟飞船返回舱降落在地处巴丹吉林沙漠和戈壁带的东风着陆场。

首次具备天地结合多重保证的应急救援能力

载人航天,人命关天。

为了保证天上、地上都具有保护航天员生命,在紧急条件下接回航天员的能力,神舟团队开创了天地结合的应急救援任务模式,即携带两艘飞船进场,由一艘船作为发射船的备份,作为遇到突发情况时航天员的“生命救援之舟”。

具体来说,本次研制任务,神舟飞船为多船批次投产,两船同时出厂,同时在发射场完成神舟十二号和神舟十三号两艘飞船总装、测试等工作。神舟十二号飞船作为发射船已与火箭对接、在发射塔待命发射,神舟十三号飞船作为本次任务地面待命救援飞船,完成推进剂加注前准备,在厂房就位,随时可启动后续发射工作程序。一旦在轨发生需要救援的情况,在长征2号F运载火箭配合下随时可启动救援程序,短时间内即可发射入轨,将航天员接回地面。

▲执行神舟十二号飞船发射任务的长二F火箭垂直转运至发射区▲执行神舟十二号飞船发射任务的长二F火箭垂直转运至发射区

神舟十二号的成功发射,奠定了空间站建造任务载人飞船天地往返的良好开端,推动我国载人航天三步走事业向前迈出了坚实的一步。

航天员在天上将如何生活?

训练均超6000学时,

航天员主要肩负四大任务

根据神舟十二号载人飞行任务总体安排,三名航天员在轨期间将主要完成四个方面的工作,计划开展两次出舱活动及舱外作业

▲神舟十二号飞行任务乘组:聂海胜(中)、刘伯明(右)、汤洪波(左)。▲神舟十二号飞行任务乘组:聂海胜(中)、刘伯明(右)、汤洪波(左)。

据介绍,这四项主要任务包括:

——开展核心舱组合体的日常管理。包括天和核心舱在轨测试、再生生保系统验证、机械臂测试与操作训练,以及物资与废弃物管理等。

——开展出舱活动及舱外作业。包括舱外服在轨转移、组装、测试,进行两次出舱活动,开展舱外工具箱的组装、全景摄像机抬升和扩展泵组的安装等工作。

——开展空间科学实验和技术试验。进行空间应用任务实验设备的组装和测试,按程序开展空间应用、航天医学领域等实(试)验,以及有关科普教育活动。

——进行航天员自身的健康管理。按计划开展日常的生活照料、身体锻炼,定期监测、维持与评估自身健康状态。

此次载人飞行,距离中国上一次载人飞行已经过去了近5年时间。5年来,根据空间站阶段任务特点要求,有关方面开展了航天员乘组选拔和针对性训练工作。

据介绍,此次任务航天员乘组选拔按照“新老搭配,以老带新”的方式,结合航天员飞行经历、相互协同能力等方面,选拔出飞行乘组和备份航天员。周密制定了航天员训练方案和计划,扎实开展了地面训练和任务准备,每名航天员训练均超过了6000学时。特别是针对空间站技术、出舱活动、机械臂操控、心理以及在轨工作生活开展了重点训练。

太空生活:

睡觉自由、WiFi覆盖、“包裹式淋浴间”……

于2011年成功发射的天宫一号,发射重量8吨左右,提供给航天员的舱内活动空间为15立方米,可以满足3名航天员同时在轨工作和生活的需要。这相对于神舟七号7立方米的舱内活动空间有了较大提升,但是依然比较局促。

为了提高航天员太空生活的“舒适度”,2021年我国开始建造空间站时,设计师们为航天员预留了相对充裕的生活环境,舱内活动空间从天宫一号的15立方米提升到了整站110立方米

同时,中国空间站本着“人性化”的设计理念,分别设置了生活区和工作区。生活区内有独立的睡眠区、卫生区、锻炼区,还配有太空厨房及就餐区。在设计上最大程度考虑到私密性和便利性,极大地提高了航天员的太空生活质量。

此外,航天员还能实现“睡觉自由”。虽然他们还得把自己“装进睡袋”,但已经实现了从“站睡”到“躺平”,独立的睡眠区能够让航天员更放松,享受相对高质量的睡眠,让他们的太空工作和生活更加“元气满满”。

在太空,航天员虽然不能享受和地球上一样的淋浴和泡澡,但每个人都能够在一个“包裹式淋浴间”里,手持喷枪把自己擦拭干净。

▲此次执行神舟十二号载人飞船发射任务的长征二F运载火箭。摄影:高楠▲此次执行神舟十二号载人飞船发射任务的长征二F运载火箭。摄影:高楠

除此之外,随着10多年来我国无线通信和物联网技术的不断飞跃,设计师们在之前的总体设计方案上不断升级,采用全新的信息技术,让中国空间站有了“移动WiFi”,并创造了一个智能家居生活空间。

在中国空间站里,设计师们给每一个航天员准备了一个手持终端,航天员可以根据个人需求通过App调节舱内照明环境,睡眠模式、工作模式、运动模式……不同的舱内灯光,能够调节航天员的情绪,避免长时间处于单调的环境所带来的不适。

在以往的载人航天活动中,天地通话是“传统项目”。在空间站里,设计师们会给航天员预留一条私密语音通道,航天员可以在这里和家人打电话、拉家常,分享在太空生活的心情和感悟,以解离家数月的思乡之情。

地面强力支持:

还有个一模一样的“空间站”

空间站建造和运营的每分每秒,都有地面工作人员密切关注。不仅如此,地面还有一个和天上一模一样的“空间站”,就是为了确保在遇到突发情况时,地面人员能够根据模拟空间站的实际情况,给太空中的航天员提供强有力的地面支持。

在中国航天科技集团五院空间站系统研制团队中,有一支队伍专门负责为航天员提供生命保障,打造一个安全舒适的太空工作居住环境。

为了营造一个航天员宜居的环境,设计师们需要在地面上想象舱内的生活和工作,反复模拟进行设计,并编写操作指南,图文并茂地介绍给航天员。设计师们说,团队成员很大一部分工作内容就是与航天员沟通,不断优化细节。

从神舟一号无人试验飞船成功发射

到神舟五号载人飞船翱翔太空

再到今天神舟十二号载人飞船成功发射

我国载人航天事业实现跨越发展

以令人惊叹的速度推动我国稳步迈入航天大国的行列

在“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”为核心内涵的载人航天精神指引下

航天央企将始终

心怀伟大梦想

奔赴浩瀚太空

创造中国奇迹!

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