神舟十三號的發射意義
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神舟十三號的發射意義,2021年10月16日0時23分左右,我國長征二號F運載火箭搭載神舟十三號載人飛船順利升空,並取得圓滿成功,神舟十三號的發射意義。
神舟十三號的發射意義1
神舟十三號載人飛船是中國空間站關鍵技術驗證階段的最後一次任務,飛船由中國航天科技集團有限公司研製。此次飛行,它將驗證空間站建造和運營所需的最後幾項關鍵技術,爲中國建造“天宮”打下重要基石。
倘若一切順利,在太空度過大約6個月後,搭乘神舟十三號飛船升空的3名航天員將返回我國東風着陸場。 中國載人航天工程將正式轉入下一階段——空間站建造階段。
神舟之“ 神”
神舟十三號載人飛船發射前,我國空間站天和核心艙、天舟三號貨運飛船和天舟二號貨運飛船已經形成了“一”字構型。
10月16日,神舟十三號抵達太空後,與“天和”“天舟”組合體順利進行了首次徑向交會對接,即在“一”字下方與天和核心艙快速交會對接。“徑向交會對接是關鍵,也是神舟十三號飛行任務要驗證的關鍵技術之一。”神舟飛船總體副主任設計師高旭告訴《中國航天報》記者。
中國此前的載人航天飛行任務從未進行過徑向交會對接,而只有掌握徑向交會對接技術,才能確保在未來的載人航天飛行任務中,天和核心艙可以從其“前向”“徑向”同時對接兩艘飛船,進而實現6名航天員同時在軌飛行。
太陽光被遮擋可能造成飛船能源供應不足。飛船設計師的解決方法是“借”——飛船與天和核心艙對接後,兩者實現併網供電,當飛船能源缺乏時,可由天和核心艙爲其供電。
遮擋還帶來熱控問題。“飛船一半很熱一半很冷,太陽照射到的地方130多攝氏度,照不到的地方零下130多攝氏度。”神舟飛船熱控分系統主任設計師付楊說。爲此,來自航天科技集團五院的熱控團隊在飛船表面鋪設了熱控管路,爲飛船返回艙設計了新的塗層,同時採用返回艙艙壁加熱的方式,保證船體熱量均衡。
除此之外,研製團隊還解決了徑向交會對接帶來的控制、軌道、測控等難題。飛船的對接機構也進行了升級,提高了橫向緩衝能力,以便順利完成徑向交會對接。
神舟十三號飛船要驗證的另一項關鍵技術是6個月長期在軌飛行,這將創下中國航天員最長太空駐留紀錄。高旭介紹,從神舟八號起,神舟飛船就按照180天在軌時間進行研製。“完成180天任務,我們是有信心的。”
神舟十三號飛船是中國空間站轉入建造階段前發射的最後一艘飛船,自有其“神奇”和“獨特”之處。徑向交會對接和180天在軌飛行是實現中國空間站多人同時值守和長期有人照料的關鍵,只有掌握它們,中國才能擁有一個堅不可摧的“天宮”。
“五船” 並行
嚴格來講,神舟十三號任務不僅僅是一艘飛船的任務。它是對中國航天生產製造和管理能力的一次“大考”,這種能力對中國建造和運營空間站至關重要。
今年8月,對剛剛進駐發射場的神舟飛船試驗隊而言,“神舟”呈現“五船”並行狀態:一艘在天上,兩艘在發射場,一艘在測試中心,一艘在總裝廠房。神舟飛船副總指揮常躍東告訴記者,隊伍要合理安排好神舟十二號的回收任務、神舟十三號的發射任務、神舟十四號的應急救援任務、神舟十五號的測試任務以及神舟十六號的交付任務。
如此高密度、高強度,恰恰是後續中國進入空間站建造和運營階段的新常態。可見,建造和運營中國空間站除了要掌握必要的關鍵技術外,還要經得住對生產製造和管理能力的全面考驗。
《中國航天報》記者在酒泉衛星發射中心採訪時瞭解到,今年8月,神舟飛船試驗隊進駐發射場時,距離神舟十二號飛船從太空返回還有一個月時間。其間,他們一方面要準備新的飛船發射任務;另一方面也要準備神舟十二號的回收任務。而鑑於載人航天採取的應急救援模式,新飛船發射又要同時兼顧神舟十三號和神舟十四號兩艘飛船。
常躍東介紹,我國計劃在明年春季發射神舟十四號飛船。按照規劃,神舟十五號飛船作爲其應急備份,也應在明年隨試驗隊一同進場,目前這艘飛船正在北京進行測試。而神舟十六號作爲下一批次飛船的首艘,交付節點也迫在眉睫。綜合起來,試驗隊就有5艘“神舟”在手。運營難度可想而知。
如何駕馭這支“神舟”艦隊,才能使多船有序並行?
高旭介紹,一方面需要隊伍提高管理水平,合理安排好各項工作;另一方面也需要培養多面手,提高人員的複用率,擴展人員調配餘地。此外,他們還要通過數字化手段和產品化思路提高研製生產效率。高旭解釋,產品化就是要達成產品狀態、流程等的固化,提高產品的通用性。他舉例說,現在神舟飛船的部分單機產品就實現了和天舟貨運飛船通用,明顯提高了研製效率。
神舟“密碼”
在神舟飛船試驗隊中,通過創新變革帶來效率提升的例子很多,綜合測試就是其中的'典型代表。
綜合測試是指從總裝到發射對整船工作進行數據判讀,確保每一個時間節點都達到相應的狀態。“如果達不到,可能會觸發故障機制,嚴重時甚至中止發射。”神舟飛船綜合測試主任設計師刁偉鶴說。
當前,神舟飛船的高密度發射對綜合測試的專業能力提出了較高要求。靠人海戰術去拼顯然不可取,再說,哪來這麼多測試人員?
經過幾年探索,“神舟”團隊找到一種新的測試模式。刁偉鶴總結爲:以機器爲一崗、人員爲二崗的數據判讀模式;北京和發射場的遠程異地協同測試模式;測試過程的兩個“一鍵式”。新模式的核心是自動化。“機器比人更可靠,人爲影響小了,測試結果也會更加可靠。”他說。
如何保證新模式是有效的?神舟十二號飛船電測之前,研製團隊把所有分系統相關人員召集過來,專門花了4個月時間對6000多個參數進行了判據的設計、推演和驗證。不僅驗證了正常數據,還通過“釣魚執法”人爲製造了一些故障數據,結果被一一識破。
累計1800多小時的驗證,最終打消了各方的疑慮。“不會漏判、不會錯判,因爲每一條我們都做了驗證。”刁偉鶴說。
新模式變革帶來的效益非常顯著。完成一艘飛船的綜合測試,神舟十一號需要40人,神舟十二號是30人,到了神舟十三號僅需要20人。時間也壓縮了,神舟十一號是70天,神舟十二號任務時兩艘船僅需70天,神舟十三號任務時兩艘船進一步壓縮到45天。
刁偉鶴說:“在自動化判讀上,我們追求‘一勞永逸’,因爲我們面對的是空間站10年運營的考驗。同時我也相信,別的型號不會有這麼大的驅動力。”
神舟飛船的每一次發射升空都是全國人民關注的焦點。隨着中國空間站建造任務的推進,“神舟”團隊面臨空前的考驗,他們正以最大的努力、最積極的思考、最主動的行爲、最廣泛的智慧去推動航天製造業的變革。
或許,這纔是這支隊伍能夠接下一個個難如登天的任務、順利完成中華民族“神舟築夢”的密碼。
神舟十三號的發射意義2
2021年10月16日0時23分左右,我國長征二號F運載火箭搭載神舟十三號載人飛船順利升空,並取得圓滿成功,發射地點位於酒泉衛星發射中心。這是繼今年9月17日神舟十二號順利返回地面後,一個月內再次執行載人飛行任務。
本次搭乘神舟飛船的航天員分別是:翟志剛、王亞平和葉光富。其中翟志剛在2008年執行過神舟七號飛行任務,併成爲第一位出艙活動的中國人;王亞平在2013年執行過神舟十號飛行任務,並首次進行了“太空授課”,給學生們演示了失重狀態下的各種奇妙實驗;三人當中,葉光富年齡最小,也是首次執行太空任務的航天員。
神舟十三號將執行五大主要任務
1. 開展機械臂輔助艙段轉位、受控操作等空間站組裝建造關鍵技術實驗;
2. 要進行2-3次出艙活動,安裝大小機械臂、雙臂組合轉接件及懸掛裝置,爲後續空間站建設任務做準備;
3. 要進一步驗證航天員在軌駐留6個月的健康生活和工作保障技術;
4. 進行航天醫學、微重力物理領域的科學技術試驗與應用,開展多樣化科普教育活動;
5. 全面考覈工程各系統執行空間站任務的功能性能以及系統間的匹配性。
挑戰難度更大的對接方式:徑向對接
圖注:神舟十三徑向對接示意圖。
目前,天舟二號和天舟三號貨運飛船都處於與核心艙對接狀態。神舟十二號返回地面後,空出來的核心艙上的“軸向對接口”(前向對接口)便被天舟二號貨運飛船佔用。天舟三號則對接在了原來天舟二號上的對接口上。這樣,核心艙前後兩個軸向對接口都被佔用,神舟十三號載人飛船隻能垂直對接在“徑向對接口”上。
如果你一直關注神舟飛船的動態,就會記得在9月17日神舟十二號準備返回前夕進行過徑向對接的模擬演練。
徑向對接比軸向對接難度更大。徑向對接是飛船從核心艙的下方接近,飛船和核心艙的軌道高度有一定偏差,且這種垂直對接的方式使得姿態控制難度也加大了。而此前進行過的都是軸向對接,飛船和核心艙同在一個高度,更容易對接,姿態也更容易維持。
既然這麼難,爲何非要徑向對接呢?簡單來講,未來航天員進行太空輪班交接的時候,可以同時將兩艘載人飛船對接在空間站上。
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