中國網:2022年4月17日,國務院新聞辦公室舉行新聞發佈會,介紹中國空間站建造進展情況。中國空間站建造分為關鍵技術驗證和建造兩個階段實施,神舟十三號任務圓滿成功標誌著空間站關鍵技術驗證階段完美收官。根據任務安排,今年將計劃實施6次飛行任務,完成我國空間站的在軌建造。計劃發射的神舟十四號和神舟十五號兩個乘組都將在軌飛行6個月,將首次實現在軌乘組輪換,實現不間斷有人駐留。神舟十四號和神舟十五號乘組在軌需要完成哪些任務?任務分工有何不同?本期節目,特別邀請國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航太科工集團二院研究員楊宇光為您解讀。
國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航太科工集團二院研究員楊宇光解讀神州十四號任務亮點。 中國網 楊佳 攝影
中國網:楊老師,您好。
楊宇光:您好。
中國網:神舟十三號載人飛船返回之後,那今年我國還有哪些航太任務?
楊宇光:因為我們知道我們整個空間站工程在它正式建成之前,其實有一個關鍵技術驗證的階段和正式的建造的階段。關鍵技術驗證階段就包括之前2020年我們長征五號B運載火箭首次發射以及到了2021年我們“天和一號”核心艙的發射,以及我們這個天舟二號、神舟十二號、天舟三號和我們神舟十三號任務,所以總共是6次任務。我們在正式的建造階段也是有六次任務。
當然,這次我們神舟十三號返回以後,我們會有一個評估,對我們關鍵技術進行評估。我們需要強調就是説在評估完成之前,其實我們“天和一號”它正式的名稱是實驗核心艙,只有評估它本身是沒有大問題的,我們才能夠正式命名為空間站的核心艙,一旦它命名為正式的空間站的核心艙,就意味著要開始建造的過程。
今年,兵馬未動,糧草先行,我們首先就是要發射我們天舟四號貨運飛船。就是我們的神舟十二號和神舟十三號任務是由天舟二號和天舟三號貨運飛船來支撐他們這個在軌的長期駐留的,包括各種補給,包括艙外航太服。下面我們要執行神舟十四號任務了,它的補給主要在天舟四號貨運飛船裏面,所以我們首先會看到天舟四號貨運飛船的發射,天舟四號貨運飛船發射以後,它會對接到空間站的後向對介面。然後我們就會發射神舟十四號飛船,神舟十四號就是我們空間站建造階段的首次飛行任務了,而且從這次飛行任務開始,如果正常的話,我們將實現中國人在太空的連續不間斷的駐留。那麼神舟十四號上天以後,它應該會對接到空間站的徑向的對介面,然後把前向的對介面騰出來,這個時候就等於是在天舟三號離軌以後,我們就會發射“問天號”實驗艙,它也是一個和“天和”核心艙一樣個頭的20多噸的一個大傢夥,是由長征五號B運載火箭發射的。它首先會和我們核心艙前項對介面對接,那麼這樣的話就形成一字型的構形,主體是一字型的。
經過各種詳細的在軌測試以後,把它轉到側面,就是形成L型的構型,再把前方的對介面騰出來,然後再發射“夢天號”實驗艙,再對接到前向對介面,再轉位到另外一側的靠泊口上,也就是在神舟十四號任務乘組值班期間,T字型的構成就建成了。之後我們就會發射天舟五號貨運飛船和神舟十五號飛船,神舟十五號乘組和我們神舟十四號進行在軌的任務交接。
從這個時候我們就可以説我們空間站的建造任務就完成了,如果順利的話,今年年底之前,我們就可以做完。那個時候我們會看到天上同時有六個中國的航太員。
中國網:計劃發射的神舟十四號和神舟十五號載人飛船將主要完成哪些任務?如果將來實現了兩艘載人飛船同時在軌,他們的任務分工又有哪些不同?
楊宇光:先回答最後一個問題。其實更多的區別是在時間線上,也就是我們兩個乘組在太空中匯合,更多的是為了進行任務交接。對標一下國外的情況來看,曾經就是説等於在和平號以及國際空間站上都進行過或者説變成了一個普遍的現象,就是兩個不同時期的乘組在太空進行任務交接,這樣的話效率是最高的。如果説一個乘組已經返回地球了,然後另一個乘組上天的話,很多技術狀態設置你不知道,你再問他,你只能跟地面進行聯絡。如果我在軌的話,我在天上等於是直接的就可以進行這方面的工作的交接。這裡面有很多方面,其中有一個保障是我們除了在天和一號核心艙有三個我們的航太員的休息的床位之外,我們在我們的“問天號”實驗艙,“問天號”實驗艙它不但是作為科學實驗艙,它也是作為我們核心艙絕大部分主要功能的一個備份,那麼其中有一點,它也有三個臥室,能夠提供足夠舒適和私密性的這樣一個臥室。在臨時的等於是六位航太員在天上聚首的這段時間,我們保證每一個航太員都是有自己獨立的臥室,這樣的話也是以人為本的考慮。
其實我們整個空間站它的航太生保系統也是按照三人長期在軌,短期支撐六人在軌這樣一個原則去設計的。因為你如果六人長期在軌的話,那你的,空間站的航太生保系統,包括它的大氣控制,濕度控制、溫度控制,水的迴圈控制等等負荷是不一樣的。所以説也就是短期的,有可能幾天,十幾天這樣的規模。
當然了,以後如果是正常的話,這個就會變成一個例行公事,也就是從神舟十四和十五之間的交接開始,後續的乘組,包括神舟十五和神舟十六之間的交接依此類推,都是在天上進行交接。這樣的話,其實也是確實能夠在極大程度上,去提高它的工作交接的效率。因為我們未來像剛才我已經提到了,等於目前我們的天和核心艙的實驗機會的數量並不太多,那麼未來我們的實驗機會尤其是“夢天號”艙專門用於科學實驗的機會是比較多的。這樣的話,就等於是你下個乘組過來在天上到了這個機櫃,我告訴你我現在做到這步了,它是這個狀態,這樣效率是最高的。尤其是未來的“問天”和“夢天”,它的裏面的科研,用於科研的機櫃的數量,與現在核心艙相比有非常顯著的增加,這也是體現我們空間站的高效和先進性的一個地方,這樣的話,未來的工作也會越來越複雜。甚至根據載人航太工程辦公室權威的發佈,其實我們前兩批航太員都是從空軍的飛行員裏挑的,第三批航太員裏面已經有專業的技術人員、工程人員在裏面,所以我們可以未來期待他們在天上做更為複雜的操作。
中國網:神舟十三號載人飛船實現了三名航太員在軌六個月的時間。未來航太員的在軌駐留時間以及數量上面是否會增加,以及包括女航太員的佔比又會做何考慮?
楊宇光:我覺得首先一點,根據載人航太工程的總師周建平在接受央視採訪的時候講過,未來我們也希望能夠進行更長時間的駐留。其實,這個就是更多的是從科學研究的角度考慮了,因為其實目前設計的半年駐留時間是一個正常的狀態,但是如果從科學研究的角度,因為我們講我們搞空間站也好,我們搞載人航太也好,我們不是為了這件事而去搞它,而是要做科學研究,為更遠的,為人類更雄心勃勃的目標,比如説未來登陸火星做準備。
所以説等於從我們國家角度,無論是從航太醫學的角度,航太生物學的角度,那麼進行科學實驗以及為了更遠的,我們將來有可能我們中國的航太員去月球建立基地或者説在火星建立基地這樣的考慮的話,都需要在太空停留更長的時間。這麼長的時間,你的身體會不會有問題,還有沒有其他方面需要考慮的,這都需要通過科學研究去驗證。你看現在除了俄羅斯的宇航員在和平號保持過437天的記錄以外,在國際空間站其實也做過兩次,就是各有一名美國和俄羅斯宇航員進行350多天的在軌的駐留,甚至美國曾經做過一對雙胞胎宇航員,這兩個都是有過飛天經歷的,但是他們是雙胞胎,一個是在天上待一年,一個在地上做平行的對比研究,這是非常有科學價值的。這樣的話就可以通過這樣的科學研究,其實科學實驗的性質,掌握更長時間的在軌的飛行的經驗,應該説國外已經做過了,從科學的角度,這個無論哪個航太大國,載人航太的大國,肯定會有這方面的需求,所以我們可以預見未來是有可能會有這樣安排的。
而且其實這裡面還會有一個副産品,就是説如果我們有一位航太員或者兩位航太員,他在天上連續待兩個週期(一年),就會産生一個什麼副産品呢?就會給我們的乘組輪換提供一到兩個座位的短期訪問乘組的機會。就為太空旅遊創造了一個機會。因為太空旅遊的乘客大概率不會在天上待半年的時間,等於是他待在天上十幾天已經足夠去享受這個太空旅行的美妙了。那我認為後面是有這種可能性,會出現這種情況的。
那麼除此之外,其實就是等於是我們這個女航太員王亞平已經給大家開了個好頭,所以説未來我認為女性參與到某一個乘組的概率應該還是非常高的,這個我認為一方面發揮女性的優勢,而且也是進一步完善我們國家載人航太的技術體系,應當説都是非常有幫助的。
而且,後續隨著“問天號”和“夢天號”實驗艙的建造完成,那麼到了那個時候,我們空間站又不一樣了,現在我們空間是50立方米,那未來我們會至少達到110立方米。基本上有了三個實驗艙以後,我的這個“問天號”艙的中繼星的天線,就是那個像鍋蓋一樣的東西,還有“夢天號”那個天線,它和我們天和一號的天線方向是不一樣的,這樣的話未來就可以有接近於基本上100%的自動覆蓋,也就是説任何時候我的空間站和地面進行大數據量的聯絡,多路視頻還有數據的傳輸。所以這個就為未來的科學實驗奠定了更好的基礎,就等於我們可以有更多的科學家來空間站進行更為複雜的工作。
(本期人員:編導/主持:裴希婷;圖片:楊佳;攝像:董超、王一辰;後期:劉凱;主編:鄭海濱)