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天宫二号空间实验室发射成功 / 续写“飞天”新传奇【探月工程预计2020年前完成,分“绕”“落”“回”三个阶段】

2016-09-16 晓东

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天宫二号空间实验室发射成功

中秋夜,天宫扶摇上九天


  长征二号F T2火箭搭载着天宫二号空间实验室发射升空。
  新华社记者 琚振华摄

  火箭起飞

  助推器分离

  一二级分离

  整流罩分离

  器箭分离

  展开太阳电池翼

  发射成功

  本报酒泉9月15日电 (记者余建斌、冯华)9月15日22时04分,搭载着天宫二号空间实验室的长征二号F T2运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约575秒后,天宫二号与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。

  天宫二号空间实验室是在天宫一号目标飞行器备份产品的基础上改进研制而成,全长10.4米,最大直径3.35米,太阳翼展宽约18.4米,重8.6吨,采用实验舱和资源舱两舱构型,设计在轨寿命不小于2年,主要任务是接受载人飞船和货运飞船访问,开展空间科学实验和相关技术试验,验证空间站建造和运营相关关键技术。

  按计划,天宫二号空间实验室发射升空后,将开展平台和空间应用载荷测试,并于神舟十一号飞船发射前,做好与神舟十一号飞船交会对接的准备。

  长征二号F T2火箭与之前的长征二号F T1运载火箭技术状态基本一致,为进一步提高安全性与可靠性,进行了部分技术状态更改。

  这是长征系列运载火箭的第236次飞行。

  

  延伸阅读▶▶▶

  中国空间站未来可在轨运行十余年

  新华社酒泉9月15日电 (记者白国龙、王聪)中国未来要建的空间站将能长期在轨运行十几年,航天员在空间站驻留可能达到一年以上。

  中国航天科技集团五院天宫二号空间实验室系统总设计师朱枞鹏日前在酒泉向记者确认了上述消息。

  据朱枞鹏介绍,空间站将有多个交会对接口,能实现多飞行器同时对接,“块头”将比天宫二号大很多。空间站建设涉及航天员长期驻留、微重力环境下舱内外设备维修、推进剂补充加注等一系列关键技术支持。9月15日晚成功发射的天宫二号将进行在轨维修和空间站技术验证等试验,这将是我国建设空间站之前进行最后一次全面的技术验证。

  今年两会期间,中国载人航天工程总设计师周建平曾表示,中国计划在2020年前后建成的空间站总体构型是三个舱段,一个核心舱,两个实验舱,每个舱都是20吨级,整体呈T字构型。核心舱有五个对接口,可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱,另有一个供航天员出舱活动的出舱口。

来源:人民日报海外版




天宫翱太空,天涯共此时

——天宫二号空间实验室发射侧记

本报记者 冯 华 余建斌 喻思娈


  9月15日,天宫二号空间实验室在中秋之夜发射成功。
  本报记者 刘 龙摄

  大漠戈壁,皓月当空,中秋之夜的酒泉卫星发射中心,注定是一个不眠之夜。中国第一个真正意义上的太空实验室——天宫二号,将从这里升空。

  9月15日20时,记者进入载人航天发射场现场,这里距离发射塔架不到1200米。无边夜色中,一轮圆月与湖蓝色的发射塔架静静凝视对方,仿佛在进行着跨越时空的对话。

  “1小时准备!”

  “30分钟准备!”……

  随着点火时刻的临近,发射场的气氛陡然紧张起来。此时,发射塔架完全打开,在灯光照射下,乳白色的天宫二号器箭组合体格外迷人。

  “1分钟准备!”等待时的沉静与忙碌时的声音形成鲜明对比,0号指挥员的倒计时口令,此起彼伏的键盘声音,来去匆匆的脚步声,声声铿锵,正如中国人走向太空的步伐,充满了自信与力量。

  倒数计时30秒,原本有些喧嚣的载人航天发射场瞬间安静下来,大家都在等待那一刻的到来。

  “10、9、8……3、2、1。”

  “点火!”

  22时04分,伴随着大地的轰鸣声,橘红色的火焰喷涌而出,长征二号F T2火箭托举着天宫二号拔地而起,如利剑出鞘,直刺苍穹,照亮黑暗的夜空。

  这一刻,每个人的心都伴随着腾飞的火箭,飞向深邃浩渺的太空。

  “飞行正常、遥测正常、跟踪正常、发现目标!”来自不同方向测控站的报告声接连响起。

  远在大洋的远望5号船上,偌大的雷达天线缓缓转动,静静守望“天宫”的到来。“发现目标!”“双捕完成!”“跟踪正常,遥测信号正常!”……铿锵有力的声音从广播中传来,顿时,压抑了许久的紧张气氛一下子轻松了许多。

  此时,在北京航天飞控中心内,听着一声声指令,人们的心情紧张而激动。“助推器分离!”“火箭一二级分离!”“抛整流罩!”“器箭分离!”……伴随着“器箭正常分离”的报告声,天宫二号以昂扬的姿态扑向太空温柔的怀抱。这一刻,任务的接力棒正式传递到北京航天飞控中心的手中。

  “帆板展开正常!”22时16分,天宫二号成功打开了太阳能帆板。

  这一刻终于到来,广播中传来令人期待的声音:“天宫二号已进入预定轨道,太阳帆板展开,工况正常!”

  这时,掌声再起!欢呼再起!喝彩再起!在大漠深处,在北京飞控中心,在祖国的四面八方!



既是太空实验室,又是航天员的“太空之家”

“走进”天宫二号(特别报道·天宫二号与神舟十一号载人飞行)

本报记者  余建斌  冯  华  吴月辉  喻思娈


  图为天宫二号发射全过程示意图。
  新华社发

  图为天宫二号结构示意图。
  人民视觉

  成功发射入轨的天宫二号空间实验室,将在离地球近400公里的近地轨道上绕地球飞行。这个长10米、最大直径3米多,重约8吨的人造航天器,虽然在浩瀚太空只是一个难以分辨的“小不点”,但却是一个真正的太空实验室,是能供航天员居住的“太空之家”。

  升级版的“太空之家”,高智能是突出特点

  天宫二号堪称天宫一号这个“太空之家”的升级版。天宫一号目标飞行器算是一个空间实验室的雏形,是中国航天员在太空的第一个家。天宫二号外形和天宫一号相同,分为实验舱和资源舱两个舱段。实验舱为密封舱,主要功能是为航天员在太空生活提供空气洁净、温度和湿度适宜的载人环境和活动空间。资源舱是非密封结构,主要功能是为天宫二号在太空飞行提供能源和动力,太阳电池翼、蓄电池、推进剂、发动机都布置在资源舱,实际上就是一个动力舱。

  中国航天科技集团五院天宫二号总设计师朱枞鹏介绍,高智能是“太空之家”的一个突出特点。技术人员为天宫二号配备了智能化的“大脑”——控制计算机系统和自主研发的操作系统,它可以自主地进行航天器飞行轨道、姿态调整、运行状态的智能化诊断等。

  为了让航天员和天宫二号之间实现智能化沟通,技术人员研制出“太空高智能APP”——仪表控制器应用系统,整合了航天器十多个分系统的所有数据,把复杂、晦涩的专业数据浓缩成52组画面,实现了图形、文字、动画的智能化处理与显示,为航天员执行任务提供了清晰、直观、舒适的显示界面。

  天宫二号比天宫一号多了在轨补加系统,可实现在太空边飞行边“加油”,极大提高在轨运行时间。因此,发射前天宫二号只加了半箱“油”,节省的重量可以携带更多的载荷产品和航天员的生活物资。

  宜居技术,将让航天员的30天太空生活舒适惬意

  实际上,航天员在太空时是生活在由天宫二号和神舟十一号组成的组合体中。航天员吃饭、生活在神舟飞船内,工作、娱乐和锻炼则在天宫二号内,再加上单独的睡眠区、垃圾存放区,组合体的空间被紧凑地隔成了多个功能区。其中,航天员在天宫二号工作、生活的空间约15立方米。占地较大的供航天员锻炼身体用的“跑台”和工作用的“多功能平台”采用了折叠方式进行收纳,最大程度节省了空间。

  朱枞鹏说,由于航天员要在太空呆30天,天宫二号首次系统开展了面向中期驻留的载人宜居环境设计,从提高生活质量、降低工作负荷、改善睡眠环境、丰富娱乐条件等方面着手。为此,航天员工作区和生活区的噪音控制在50分贝的适宜程度;密封舱空气温度控制在22—24摄氏度、相对湿度为45%—55%这一人体感觉最舒适的温湿度,为航天员长期在轨驻留提供了有力保障。为保障航天员在太空的空气质量,技术人员研制了环控检测装置,当有害物质含量超过预警值时,立即报警并指示航天员按预定方法处理。

  由于航天员在太空处于失重状态,行动需借助踩踏内部结构的反作用力,天宫二号在内饰材料上选择了轻量化的硬质材料,有效解决了之前在天宫一号工作时,脚下软质内饰“一踩一个坑”的不便。此外,还在多个区域增加不少硬质扶手,并引入了驻留腰带、头戴式无线蓝牙耳麦等设计,使舱内工作更便利。

  此外,设计师们还在天地通话、视频、电子邮件等方面花了不少心思。借助天地链路,通过地面数据转换,航天员可以与地面实现视频互动,也能与家人私密通话。

  多项实验项目触及世界前沿探索领域,任务量为历史最多

  作为我国第一个真正意义上的太空实验室,天宫二号在完成中期在轨驻留、空间货物运输、推进剂在轨补加等空间站建造与运营关键技术的基础上,开展的各类科学实验和应用试验多达14项,任务量空前。其中有两项实验是航天员直接参与操作的,还有一项实验属于国际合作项目。

  这些实验项目,绝大多数触及当今世界最前沿的探索领域,涉及微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测以及新技术试验等多个领域。航天员既是被研究对象,也是这些科学实验的操作者。

  天宫二号还携带了一颗小卫星,将在空间中验证小卫星在轨释放、驻留伴随飞行等技术。通俗讲,天宫二号将在太空“放飞”这颗小卫星,并跟着一起飞行。伴随小卫星结构小、重量轻、任务灵活,可以在主航天器上直接释放,节约发射成本。伴随小卫星也将成为“摄影师”,对天宫二号和神舟飞船组合体近距离实时跟随,给它们拍下太空留影。

  天宫二号上还搭载着一个神秘的科学实验装置——“液桥热毛细对流实验箱”。“液桥”是指连接着两个固体表面之间的一段液体。比如毛笔蘸了墨水后能形成一个笔锋,就是因为在笔毫间形成了液桥。在太空中,利用太空的微重力环境,可以建立起很大尺寸的液桥,这在地面上将是不可能的事情。


天宫二号将在空间站轨道运行

本报记者  余建斌  冯  华


  天宫二号担负着验证未来我国空间站技术的重任。所以,这一次在轨道的设计上,天宫二号运行的轨道选择了距离地球393公里的轨道,这也是未来我国空间站运行的轨道高度。这个轨道要比之前载人航天任务的轨道,比如天宫一号的轨道要高50公里。在太空当中,这50公里的距离可以发挥不小的作用。

  中国航天科技集团五院载人航天总体部系统工程研究室副主任王为介绍,轨道越高,周围空间环境的气体就越稀薄,气体阻力就越小,维持这个轨道高度所需的推进剂就越少。反之,由于空气阻力的影响,飞行器每天都会损失一定的高度,就时常需要消耗燃料来提高轨道。这也是所有载人飞行器都要考虑的问题。

  不过,对空间实验室或者空间站来说,一味追求轨道高也不行。王为说,轨道不能太高,否则对火箭的运载能力要求就高,那样的话虽然空间站轨道维持需要的推进剂少了,但是火箭要带的推进剂却可能要更多。

  天宫二号的下一个中国太空设施就是空间站,航天科技集团五院空间实验室系统副总设计师廖建林介绍,未来我国要建造的空间站,比天宫二号空间实验室要大得多。从体型上来说,可以把空间实验室比作一个迷你版的空间站。而从任务和功能角度来说,空间站要比空间实验室强大很多。首先,空间站有供人生活的所有设施,航天员可以长期工作和生活。比如比较著名的空间站包括苏联发射建造的“礼炮”空间站与“和平号”空间站,以及由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲空间局共同建造的国际空间站。其次,空间站在轨飞行的时间更长,比如国际空间站已经为人类工作了16年。由于空间站的寿命比较长,它也可以开展更为复杂、精密的太空科学实验。


来源:人民日报




来源:人民日报

来源:人民日报


从赏月到探月,我们走过数千年历程。中国探月工程——

续写“飞天”新传奇


  从赏月到探月,中国人走过数千年历程;从2004年探月工程正式实施到2007年“嫦娥一号”奔月,我们只用了3年时间;目前,嫦娥三号仍然在月球服役,一切指标正常。

  我国探月工程(即嫦娥工程)2004年开始实施,预计2020年前完成,工程共分为“绕”“落”“回”三个阶段。

  一期:“绕”。2004年1月23日由国务院批准立项,2007年发射我国首个绕月探测器——嫦娥一号,对月球进行全球性普查,并且首次获得了全月图,提出月球岩浆结晶年龄为39.2亿年、月球东海盆地倾斜撞击成因的新观点。

  二期:“落”。发射携带月球车的落月探测器,对着陆区附近进行区域性详查。2008年2月15日由国务院批准立项,2010年10月1日发射嫦娥二号绕月探测器,获得了世界首幅7米分辨率全月图,在国际上首次实现对图塔蒂斯小行星进行了飞越交会式探测。2013年12月2日发射嫦娥三号落月探测器,实现了我国航天器首次在地外天体软着陆和巡视勘察,并在世界上首次使用月基光学望远镜、极紫外相机和测月雷达。

  预计2018年发射嫦娥四号落月探测器,有望实现首次人类探测器造访月球背面,首次人类航天器在地月L2点对地月中继通信,为科学工作者提供月球背面空间科学研究平台的三大壮举。

  三期:“回”。2011年1月7日获国家立项批复,2020年前发射月球采样返回器在月面特定区域软着陆并采样,将月球样品带回地球进行精查。

  目前,探月工程三期已经启动,主要任务是实现无人自动采样返回,预计采集2千克月球样品运回地球进行研究。2014年10月24日,我国发射了嫦娥五号试验器,实现了我国航天器第一次在绕月飞行后再入返回地球,它的成功表明,我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术。嫦娥五号采样返回器作为我国探月工程三期的主任务预计2017年左右发射,其中不仅要完成落月、高速返回地球的任务,还要攻克采样、封装、上升、对接等技术难题。

  在谈到民众十分关心的我国何时能够实现载人登月的问题时,庞之浩说:“我国科学家建议在2030年实施载人登月。”想要实现载人登月,一个重要的前提是拥有重型运载火箭,所谓重型运载火箭是指火箭起飞推力在3000吨上下、近地轨道运载能力在100吨左右的火箭,来支持重达50吨以上的载人登月飞船以10.9千米/秒的地月转移轨道速度直飞月球。中国航天科技集团公司计划通过四五年时间突破重型火箭总体设计、制造等一系列关键技术难题。

  耗资巨大的探月工程对人类到底有何意义?庞之浩从科学效益与经济效益两方面作出了解释:探测月球可以带动和促进我国基础科学与高科技的发展,并且以月球为跳板,推进我国其他深空探测活动的发展;此外,航天技术民用促进全国范围内科技水平提升。数据表明,我国当下已有2000多项航天技术成果运用到国民经济领域,辐射到新材料、新能源、计算机、生物技术精密制造等民用领域。他举例说,某太阳能热水器公司利用航天绝热原理,推出“绝热舱”技术,大大提高热水器的保温时效;嫦娥三号的温控技术用于北京地铁9号线中央空调系统,提高效率30%。

  “月球背面着陆也不是探测月球的终结,将来我们还要探测月球的两极。”关于我国未来探月工程的规划,庞之浩引用了嫦娥一号总设计师叶培建的话,“我国月球探测在将来相当长的时间里应该是以无人为主,同时一定要有人参与,无人与有人相结合。未来我们还会进行很多探测任务,但这些探测都应该在统一规划下,与载人登月、月球资源的开采与应用结合起来。”

  我国目前已经开展月球极区探测等相关论证工作,对月球后续任务进行了初步规划,计划2020年到2025年开展极区探测,重点探测极区永久阴影区的水冰及挥发分的性质、赋存状态和可利用性试验。此外,积极论证建设月球科研站的可能性,并通过国际合作,探讨在月球建立长期自主运行的,用于开展科学研究、技术试验等功能的月球科研设施

  (蒋建科、谢婷婷、张弛根据对庞之浩的采访整理,庞之浩为《国际太空》执行主编)


来源:人民日报


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