時(shí)隔 5 年，6 月 17 日 9 時(shí) 22 分，中國載人飛船再出征！大約 573 秒后，神舟十二號載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，順利將聶海勝、劉伯明、湯洪波三位中國航天員送入太空。
圖片來自中國載人航天
這三位宇航員，將成為中國空間站“天和”核心艙的首批“入住人員”。他們將在軌駐留 3 個(gè)月，成為迄今為止中國航天員駐留時(shí)間最長的一次。在軌期間，他們將主要完成四個(gè)方面的工作，計(jì)劃兩次出艙活動以及艙外作業(yè)；而預(yù)計(jì)在 9、10 月份，他們將搭乘返回艙回到地球。
這是空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段第四次飛行任務(wù)，也是空間站階段首次載人飛行任務(wù)。
據(jù)中國載人航天工程辦公室主任郝淳介紹，今年 9 月和 10 月我國還將分別實(shí)施天舟三號貨運(yùn)飛船和神舟十三號載人飛船的飛行任務(wù)；2022 年前后完成空間站在軌建造，實(shí)現(xiàn)中國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略“第三步”的任務(wù)目標(biāo)。
中國航天“神箭”長征二號 F 助力
此次執(zhí)行神舟十二號載人飛船任務(wù)的是長征二號 F 運(yùn)載火箭，也是我國唯一的一款可以用于載人航天的運(yùn)載火箭。這枚火箭被譽(yù)為中國航天“神箭”。
據(jù)官方介紹，長征二號 F 是在長征二號捆綁運(yùn)載火箭的基礎(chǔ)上，專為載人航天設(shè)計(jì)的，由四個(gè)液體助推器、芯一級火箭、芯二級火箭、整流罩、逃逸塔 (發(fā)射空間站時(shí)則無) 組成，全長達(dá) 58.34 米，是我國目前最長的火箭。
在研制過程中，研制團(tuán)隊(duì)始終將可靠性、安全性放在首位，廣泛采用了冗余設(shè)計(jì)和裕度設(shè)計(jì)技術(shù)，提高了元器件等級和篩選標(biāo)準(zhǔn)。為充分保證航天員的安全，長征二號 F 火箭專門配備了故障檢測處理系統(tǒng)和逃逸救生系統(tǒng)。
長征二號 F 是我國航天史上技術(shù)最復(fù)雜、可靠性、安全性指標(biāo)最高的運(yùn)載火箭。據(jù)悉，其安全系數(shù)達(dá)到了 0.97，航天員安全性指標(biāo)達(dá)到 0.997，這意味著 1000 次故障所采取的救助措施只允許有 3 次不成功。
1999 年 11 月 20 日，長征二號 F 火箭成功將我國第一艘無人試驗(yàn)飛船“神舟一號”準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道；2003 年，成功將楊利偉送上了太空，直至后來的神舟十一號飛船、天宮一號目標(biāo)飛行器、天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室，將 11 名宇航員送上太空，成功率 100％。
三室一廳“天和”核心艙迎來首批入駐人員
神舟十二號載人飛船上天后將與“天和”核心艙進(jìn)行交會對接，而“天和”核心艙也將迎來首批“入住人員”。
據(jù)中國載人航天工程辦公室官方介紹，天和核心艙提供了 3 倍于天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室的航天員活動空間，配備了 3 個(gè)獨(dú)立臥室和 1 個(gè)衛(wèi)生間，并且全屋智能家居，航天員持手持終端，可以根據(jù)個(gè)人需求通過 App 調(diào)節(jié)艙內(nèi)照明環(huán)境，睡眠模式、運(yùn)動模式、工作模式等等。
相比此前的載人飛行任務(wù)，空間站核心艙還配置了再生式生命保障系統(tǒng)，包括電解制氧、冷凝水收集與處理、尿處理、二氧化碳去除，以及微量有害氣體去除等子系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)水等消耗性資源的循環(huán)利用，保障航天員在軌長期駐留。
據(jù)悉，此次神舟十二號載人飛船有 3 名航天員將在軌駐留 3 個(gè)月，主要完成四個(gè)方面的工作，計(jì)劃開展兩次出艙活動及艙外作業(yè)。
具體來說，一是要開展核心艙組合體的日常管理，包括天和核心艙在軌測試、再生生保系統(tǒng)驗(yàn)證、機(jī)械臂測試與操作訓(xùn)練，以及物資與廢棄物管理等。
二是要開展兩次出艙活動及艙外作業(yè)，包括艙外服在軌轉(zhuǎn)移、組裝、測試，開展艙外工具箱的組裝、全景攝像機(jī)抬升和擴(kuò)展泵組的安裝等工作。
三是要開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。進(jìn)行空間應(yīng)用任務(wù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組裝和測試，按程序開展空間應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等實(shí)（試）驗(yàn)，以及有關(guān)科普教育活動。
四是要進(jìn)行航天員自身的健康管理。按計(jì)劃開展日常的生活照料、身體鍛煉，定期監(jiān)測、維持與評估自身健康狀態(tài)。
據(jù)載人航天工程副總設(shè)計(jì)師楊利偉此前透露，神舟十二號飛行乘組從第一批和第二批航天員中選出。針對第一批航天員年齡較大的特點(diǎn)，航天員系統(tǒng)科學(xué)提高訓(xùn)練強(qiáng)度，不斷提升他們在太空中的適應(yīng)能力。
據(jù)了解，航天員聶海勝已經(jīng)參加過兩次載人飛行任務(wù)，如今已經(jīng) 57 歲的他第三次出征太空；航天員劉伯明曾經(jīng)參加過神舟七號載人飛行任務(wù)，航天員湯洪波則是首次飛行。
過去，航天員在太空做的大部分是艙內(nèi)實(shí)驗(yàn)，將來空間站建造，航天員有大量的工作要在艙外進(jìn)行。楊利偉也表示，未來，航天員出艙將成為常態(tài)，出艙活動的時(shí)間會大幅增加。這對航天員提出了新的更高要求。
據(jù)了解，中國空間站設(shè)計(jì)有用于轉(zhuǎn)位的機(jī)械臂和功能更強(qiáng)大的七字維度機(jī)械臂，還有可以對載荷進(jìn)行精細(xì)操作的機(jī)械臂，長度累計(jì)可達(dá) 15 米。人機(jī)配合，讓空間站在軌建造維修成為可能。因此，在空間站建造階段，航天員將進(jìn)行多次出艙活動。
所以，航天員的航天訓(xùn)練從內(nèi)容到時(shí)間到強(qiáng)度都需要增加。
“除了掌握專業(yè)的以外，對身體的整個(gè)訓(xùn)練，現(xiàn)在增加加大了很多內(nèi)容，比如說在長時(shí)間高負(fù)荷，包括航天員將來出艙，比如說四肢的力量，包括耐力方面，我們進(jìn)行了大量的訓(xùn)練。在水下進(jìn)行出艙訓(xùn)練，時(shí)間長的時(shí)候一次要六七個(gè)小時(shí)，在水下基本上航天員訓(xùn)練完之后，回來有時(shí)候吃飯拿筷子都費(fèi)勁，就是很辛苦?！睏罾麄ピ诮邮苊襟w采訪時(shí)透露。
另外，此前我國航天員在太空駐留的最長是 1 個(gè)月，此次是 3 個(gè)月，未來將會是 6 個(gè)月甚至更久。這同樣也對航天員的技術(shù)和技能都提出了更高的要求。
為了確保航天員能夠在安全的環(huán)境中進(jìn)行一系列的空間站復(fù)雜操作和相關(guān)載荷試驗(yàn)，艙外航天服也進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)。
中國載人航天工程辦公室主任郝淳此前介紹，對于空間站階段航天員和飛行乘組，首先要求他們在思想上要斗志高昂，能積極參加訓(xùn)練，其次航天員系統(tǒng)制定了詳細(xì)的訓(xùn)練規(guī)劃和計(jì)劃，研制了地面訓(xùn)練設(shè)施和設(shè)備，針對航天員出艙活動、艙外維修維護(hù)、設(shè)備更換以及對科學(xué)應(yīng)用載荷操作。
無需再等 2 天 神舟十二號 6.5 小時(shí)可完成對接
在神舟十二號載人飛船之前，我國神舟載人飛船已經(jīng)連續(xù)成功實(shí)施了 11 次發(fā)射，完成了 14 人次航天員天地往返任務(wù)。在每次發(fā)射過程中，我國都實(shí)現(xiàn)了一系列載人航天的關(guān)鍵技術(shù)突破。
比如 2003 年 10 月 15 日，中國第一艘載人飛船“神舟五號”成功發(fā)射，是我國首個(gè)載人航天飛行，航天員為楊利偉，實(shí)現(xiàn)了我國載人航天零突破。
2005 年 10 月 12 日，中國第二艘載人飛船“神舟六號”成功發(fā)射，此次飛天的航天員是費(fèi)俊龍、聶海勝，實(shí)現(xiàn)了我國多人多天飛行。
2008 年 9 月 25 日，中國第三艘載人飛船“神舟七號”成功發(fā)射，航天員為翟志剛、劉伯明、景海鵬，實(shí)現(xiàn)了航天員出艙行走。
2012 年 6 月 16 日，神舟九號飛船成功發(fā)射，中國航天員景海鵬、劉旺、劉洋入住“天宮”，實(shí)現(xiàn)了有人交會對接。
2013 年的神舟十號進(jìn)一步考核飛船天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)與組合體保障飛行能力，2016 年的神舟十一號則完成了航天員中期在軌駐留試驗(yàn)。
在這個(gè)過程中，我國神舟飛船在不斷的驗(yàn)證完善。據(jù)了解，神舟系列載人飛船發(fā)展至今總共經(jīng)歷了三大技術(shù)形態(tài)，神舟一號至六號是初期試驗(yàn)技術(shù)形態(tài)，旨在突破載人航天能力；神舟七號是出艙活動技術(shù)試驗(yàn)形態(tài)，旨在驗(yàn)證空間站建造運(yùn)營技術(shù)；完成軌道交會對接任務(wù)的神舟八號則是天地往返運(yùn)輸技術(shù)形態(tài)，此一形態(tài)也是神舟載人飛船的定型形態(tài)。
此次發(fā)射的神舟十二號是神舟八號的繼承與延續(xù)，總體結(jié)構(gòu)基本保持不變，由推進(jìn)服務(wù)艙、返回艙、軌道對接艙三大艙室組合而成，飛船長 9 米、返回艙直徑 2.4 米，發(fā)射質(zhì)量 8.1 噸，可以搭載 3 名航天員執(zhí)行天地往返任務(wù)，同時(shí)還有額外 300 公斤上行與 50 公斤下行貨物運(yùn)輸能力。
另外，神舟十二號實(shí)現(xiàn)了 GNC 系統(tǒng)的升級，旨在將天舟一號貨運(yùn)飛船的 GNC 系統(tǒng)移植到神舟載人飛船上。
飛船 GNC 系統(tǒng)是指“制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)”，用于控制飛船姿態(tài)、軌道和太陽能帆板。天舟一號貨運(yùn)飛船在與天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室對接任務(wù)中，已經(jīng)成功驗(yàn)證了 6.5 小時(shí)快速對接技術(shù)。
據(jù)了解，以往載人飛船與空間站對接需要單獨(dú)運(yùn)行近 2 天時(shí)間，才能完成對接，而 GNC 系統(tǒng)則可以讓神舟十二號具備 6.5 小時(shí)快速對接能力。要知道 2021 年 4 月 23 日美國發(fā)射的“奮進(jìn)”號龍飛船，用了 24 小時(shí)才與國際空間站對接成功。
當(dāng)然，6.5 小時(shí)并不是目前航天史上最快的對接記錄。1967 年 10 月 30 日，蘇聯(lián)兩艘無人飛船 186、188 號實(shí)現(xiàn)了 1 小時(shí) 8 分的超快對接（飛船對接），這一時(shí)間記錄至今未被打破。
今年 4 月 29 日、5 月 29 日，我國已先后成功發(fā)射空間站天和核心艙與天舟二號貨運(yùn)飛船；5 月 30 日，兩者實(shí)施了交會對接，此次神舟十二號載人飛船發(fā)射成功，將再與“天和”核心艙交會對接，實(shí)現(xiàn)空間站階段首次載人飛行任務(wù)。接下來，我國還會有 3 次貨運(yùn)飛船以及 3 次載人飛船發(fā)射，于 2022 年前后完成空間站在軌建造，實(shí)現(xiàn)中國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略“第三步”的任務(wù)目標(biāo)。
航天專家黃志澄向網(wǎng)易科技表示，天宮空間站一旦建成，意味著我國載人航天工程將邁入空間站時(shí)代。而中國也成為第三個(gè)能夠獨(dú)立自主建設(shè)空間站的國家。
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