交匯點(diǎn)訊 北京時(shí)間2021年10月16日0時(shí)23分,搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運(yùn)載火箭,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射,神舟十三號載人飛船與火箭成功分離,進(jìn)入預(yù)定軌道,順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空。神舟十三號的出征,將大國航天刷出全新刻度。這一次的飛行和此前的神舟十二號相比,有哪些不同?新版的“太空出差三人組”又將在空間站里做些啥?記者特邀南京航空航天大學(xué)的專家進(jìn)行了解析。
【發(fā)射】
發(fā)射時(shí)間也要“跨越時(shí)空同一天”?
航天專家:選定10月16日只是因?yàn)榘l(fā)射時(shí)間“剛剛好”
就在神舟十三號官宣發(fā)射時(shí)間后不久,有細(xì)心的網(wǎng)友發(fā)現(xiàn),10月16日是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的“好日子”,在18年前的同一天,2003年的10月16日,航天員楊利偉安全著陸,我國首次載人航天取得圓滿成功。此外,10月16日還是我國第一顆原子彈爆炸成功的“時(shí)間刻度”。神舟十三號發(fā)射也要“跨越時(shí)空同一天”的說法不脛而走。
南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院康國華教授笑道,航天人可沒這么迷信,神舟十三號的發(fā)射選擇了10月16日凌晨,真的只是日子“剛剛好”。 “具體的發(fā)射時(shí)間是根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)和氣象條件來決定的,真的要說‘有關(guān)系’,那最有關(guān)系的考慮因素是預(yù)定軌道高度??蒲泄ぷ髡吲卸òl(fā)射的‘窗口’,要綜合考慮當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、飛行的測控條件、飛船的軌道參數(shù)、空間站的軌道參數(shù)等多種因素,由此計(jì)算出最佳的發(fā)射時(shí)間?!?/p>
如果你是航天愛好者,那么可以從神舟十二號的發(fā)射時(shí)間來佐證這一結(jié)論。根據(jù)官宣時(shí)間,神舟十二號是在北京時(shí)間2021年6月17日的9時(shí)22分發(fā)射的。神舟十二號在上午發(fā)射,神舟十三號的發(fā)射時(shí)間則是在凌晨0:23分,科研工作者們“選日子”,可沒啥“撞個(gè)好日子”一說。
【交會(huì)對接】
“萬里穿針”再次上演
這次是“徑向?qū)印钡氖状悟?yàn)證
10月16日,不少讀者一覺醒來刷新聞時(shí),都會(huì)發(fā)現(xiàn)神舟十三號與天和核心艙成功完成徑向?qū)拥南ⅰ>嚯x發(fā)射時(shí)間過去了約6.5個(gè)小時(shí),神舟十三號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,“徑向?qū)印奔夹g(shù)首次得到太空驗(yàn)證。
在一個(gè)月前的9月16日,神舟十二號在返回之前,曾為神舟十三號此次的徑向?qū)哟蛄藗€(gè)“前站”,進(jìn)行過徑向交會(huì)試驗(yàn),成功驗(yàn)證了徑向交會(huì)技術(shù)。專家告訴記者,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)。
南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院聞新教授對快速交會(huì)對接技術(shù)充滿信心,他在接受記者采訪時(shí)表示,徑向交會(huì)技術(shù)難度極大,我國此前還未在太空中進(jìn)行過驗(yàn)證。在太空中的對接是“萬里穿針”的難度。從神舟十二號開始,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??磕芰?。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。此前,在神舟十二號之前,神舟飛船及航天員已經(jīng)掌握了自動(dòng)交會(huì)對接和手動(dòng)交會(huì)對接技術(shù)。
為什么要采用徑向?qū)拥姆绞剑?/strong>
不僅節(jié)約燃料,還能為明年發(fā)射實(shí)驗(yàn)艙做準(zhǔn)備
康國華教授介紹,神舟十三號之所以選擇徑向?qū)拥姆绞脚c天和核心艙進(jìn)行對接,是因?yàn)榭臻g站接口有限,在前后對接上后,徑向?qū)泳统蔀橐环N選擇,可以充分利用核心艙下的空間,還可以為明年已經(jīng)“安排上了”的實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射和搭建做準(zhǔn)備?!半m然是‘萬里穿針’,但一定會(huì)越‘穿’越熟練。這一次交會(huì)對接的時(shí)間縮短到6.5小時(shí)就是個(gè)明證?!?/p>
據(jù)悉,徑向?qū)邮且粋€(gè)從低軌道飛向高軌道的過程,在一定程度上也降低了天舟貨運(yùn)飛船在軌姿態(tài)調(diào)整的次數(shù),進(jìn)而節(jié)約燃料。此外,徑向?qū)訉τ谡麄€(gè)軌道的抬高和控制都是有好處的。
根據(jù)發(fā)射日程,大約在明年,我國將要發(fā)射太空實(shí)驗(yàn)艙。屆時(shí),“丁”字形的實(shí)驗(yàn)艙組合,將在搭建時(shí)也用上徑向?qū)蛹夹g(shù)?!翱臻g站核心艙的對接口也不會(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)?!?/p>
【太空任務(wù)】
太空任務(wù)有六大不同
女性航天員將首次出艙
在10月14日下午舉行的神舟十三號載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會(huì)上,中國載人航天工程新聞發(fā)言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強(qiáng)介紹,空間站在軌建設(shè)分為關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證和建造兩個(gè)階段實(shí)施,神舟十三號任務(wù)是關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段的決勝之戰(zhàn)、收官之戰(zhàn),也是空間站在軌建設(shè)過程中承前啟后的關(guān)鍵之戰(zhàn)。林西強(qiáng)說,通過神舟十三號任務(wù),將更加全面地考核工程各系統(tǒng)執(zhí)行空間站任務(wù)的功能性能,以及系統(tǒng)間的匹配性與協(xié)調(diào)性。神舟十三號任務(wù)結(jié)束后,將組織進(jìn)行全系統(tǒng)綜合評估,滿足要求后轉(zhuǎn)入空間站建造階段。
據(jù)悉,與神舟十二號任務(wù)相比,神舟十三號任務(wù)主要有六大不同:
一是載人飛船將采用自主快速交會(huì)對接的方式,首次徑向??靠臻g站;
二是屆時(shí)中國空間站將實(shí)現(xiàn)核心艙、2艘貨運(yùn)飛船、1艘載人飛船共4個(gè)飛行器組合體運(yùn)行;三是航天員將首次在軌駐留6個(gè)月,這也是空間站運(yùn)營期間航天員乘組常態(tài)化駐留周期;
四是中國女航天員將首次進(jìn)駐中國空間站,航天員王亞平也將成為中國首位實(shí)施出艙活動(dòng)的女航天員,而神舟十三號乘組也將包括中國首次出艙的男女航天員;
五是在神舟十二號任務(wù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開展更多的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn),產(chǎn)出高水平科學(xué)成果;
六是實(shí)施任務(wù)的飛船、火箭均在發(fā)射場直接由應(yīng)急待命的備份狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)射狀態(tài)。
南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院教授聞新表示,此次的六大任務(wù)中,女性航天員的出艙尤為亮眼?!按饲霸趪H空間站里,雖然也有女性航天員的聲音,從她們從未進(jìn)行過出艙。這是因?yàn)榕越邮茌椛涞拈撝凳且陀谀行缘?,因此在太空作業(yè)時(shí),身著航天服的男性會(huì)更加適合。但我國此次能夠信心十足的安排女性航天員出艙,充分說明我國在艙外航天服的設(shè)計(jì)上有了更完善的設(shè)計(jì),尤其是在抵擋輻射方面更加安全。這也是航天綜合實(shí)力的一種展現(xiàn)?!?/p>
“快遞小哥”們還和空間站連著呢
將來會(huì)進(jìn)入銷毀流程,還能順帶幫空間站“扔垃圾”
關(guān)心空間站的讀者盤了一下發(fā)射日程不難發(fā)現(xiàn),目前在太空中和空間站連著的航天器,已有“天舟二號”“天舟三號”和“神舟十三號”三個(gè)??臻g站的對接口也是有限的,接下來要是再發(fā)射載人飛船或是“快遞小哥”天舟系列貨運(yùn)飛船上天,會(huì)不會(huì)空間站的對接口不夠用了呢?
專家介紹,“神舟”系列載人飛船和“天舟”系列貨運(yùn)飛船都各司其職,有著自己的業(yè)務(wù)只能。所有的“神舟”系列載人飛船,最終都將返回地球表面,而“天舟”的最終命運(yùn)則是在分離后開啟墜毀程序,降落在南太平洋的“航天器墳場”。
航天員在空間站里做實(shí)驗(yàn)、生活,也會(huì)產(chǎn)生一定的廢棄物。這些廢棄物基本都將轉(zhuǎn)移到“天舟”貨運(yùn)飛船內(nèi),然后,“天舟”將于航天器進(jìn)行分離,最終墜毀?!翱爝f小哥”送完快遞,還能“順手”給空間站扔一下“垃圾”。
【關(guān)注航天員】
水下訓(xùn)練、洞穴訓(xùn)練……
進(jìn)入太空前,航天員訓(xùn)練必須“上天入地”
因?yàn)榕院教靻T的加入,新版“太空出差三人組”備受矚目。航天員王亞平曾在接受新華社采訪時(shí)透露過航天員訓(xùn)練時(shí)的情景,如離心機(jī)訓(xùn)練、水下訓(xùn)練等。而首次上天的航天員葉光富,此前在歐洲接受洞穴訓(xùn)練的照片也頭一次出現(xiàn)在公眾視野里。
太空飛行,為什么要“上天入地”,接受各種訓(xùn)練?專家告訴記者,這些訓(xùn)練看上去“非人類”,實(shí)則考驗(yàn)著航天員的綜合能力。如離心機(jī)訓(xùn)練,鍛煉的就是航天員的“抗壓能力”。這里的抗壓和我們普通人不一樣,專業(yè)名詞叫“超荷載”。接受超荷載訓(xùn)練的目的,是為了適應(yīng)火箭起飛時(shí)的“推背感”。點(diǎn)火起飛時(shí),火箭對航天員造成的推力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1g(1g=9.8N/kg,是重力加速度的單位)。對于地球上的普通人來說,1g到2g是能夠承受的荷載極限,類似的感覺接近于特別陡的過山車猛然下坡,但航天員能夠承受的荷載至少要達(dá)到8g。我國首位進(jìn)入太空的航天員楊利偉曾經(jīng)這樣比喻,8g超荷載的“壓力”,相當(dāng)于8倍的體重壓在身上,訓(xùn)練的時(shí)候,甚至面部肌肉都會(huì)變形,眼淚唰唰向外流。
而水下訓(xùn)練考驗(yàn)的,則是航天員在失重環(huán)境下的工作能力。水下環(huán)境里,因?yàn)楦×椭亓ο嗟窒?,科研工作者可以為航天員模擬出失重的狀態(tài)。在失重的環(huán)境下吃飯、工作,甚至是穿脫航天服都是“難題”。
洞穴訓(xùn)練的作用,是黑暗而且較為惡劣的環(huán)境下航天員生存能力的提升,磨礪心理,對抗幽閉恐懼。“如果把你關(guān)在家里的客廳里6個(gè)月,你會(huì)怎樣?航天員呆在空間站里6個(gè)月,生理和心理都要適應(yīng)它。”專家說。
空間站里會(huì)不會(huì)皮膚干燥?
女性航天員的面霜引發(fā)“太空護(hù)膚”新話題
今年中秋,跟隨“天舟三號”進(jìn)入太空的空間站物資中,專門為女性航天員研發(fā)的化妝水、面霜等護(hù)膚產(chǎn)品成為網(wǎng)友們打趣的話題之一。在太空中也要“美美美”,果然護(hù)膚不分時(shí)間地點(diǎn)場合啊!
南航航天學(xué)院康國華教授表示,這一次女性航天員上天,科研人員特意準(zhǔn)備的護(hù)膚品,有著人性關(guān)懷的意味。但太空中護(hù)膚,不會(huì)像在地球上一樣“擰開化妝水瓶蓋”,盛放化妝水、面霜的容器肯定要特殊加工。
不少人也因此有了疑問,在空間站里長期生活,會(huì)不會(huì)引發(fā)皮膚干燥?專家告訴記者,空間站有環(huán)境控制航天生命保障分系統(tǒng),溫度、濕度、噪音分貝等都會(huì)控制在適合航天員生活的范圍。因此,男性航天員長期呆在空間站,基本不會(huì)出現(xiàn)皮膚干燥。“在空間站里,水分是蒸發(fā)不掉的,因此連悲傷電影都看不了,萬一哭出來,眼淚都在面罩上糊著呢?!?/p>
新華日報(bào)·交匯點(diǎn)記者 楊頻萍