2022年11月29日23時08分,我國的長征二號F遙十五運載火箭承載著神舟十五號飛船發射升空。6個半小時後,神舟十五號飛船採用快速自主交匯對接的方式對接于我國天宮空間站天和一號核心艙的前向端口,神舟十五號的三名乘組與神舟十四號乘組的三名航太員順利在軌“會師”。這是我國歷史上第一次進行在軌任務交接,意義重大。
本期節目,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任務亮點及中國空間站建造情況。
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。(資料圖) 中國網 楊佳 攝影
中國網:神舟十五號飛行任務為何意義重大?首次“太空會師”後為何任務繁重?
楊宇光:神舟十五號飛行任務可以説是一次承上啟下的飛行任務,它既是我國在空間站的建造階段的最後一次飛行任務,也將開啟我國空間站的正式運營。
在不久前,隨著我們的夢天實驗艙的發射,它在與天和一號核心艙對接以後,從前向的對介面轉到了側向的靠泊口,我們空間站的“T”字型的構型就已經構成,這也就是未來我們空間站建成以後的樣子。
中國的空間站雖然是三個艙,也就是天和一號核心艙,問天、夢天實驗艙組成的,但是要進行深度的一體化,那麼整個的空間站,它的環境控制與生命保障系統,它的軌道控制與姿態控制,測控通信與數據管理以及熱控等等各個系統都是要進行一體化的。那麼這裡面有很多繁重的工作,所以説神舟十五號是我們在建設階段的最後一次飛行任務。從這個角度來説,確實我們的神舟十五號飛行任務有非常重大的意義。
而執行神舟十五號飛行任務的三名乘組也將會非常繁忙。根據中國載人航太工程辦公室的權威發佈,他們將解鎖十五個科研用的機櫃。我們知道,中國的空間站在天和一號核心艙有四個機櫃的位置是專門為科研準備的。在問天實驗艙有八個,在夢天實驗艙有十三個機櫃的位置是專門為科研準備的。所以,二十多個機櫃的位置,我們神舟十五號的乘組要解鎖其中的一多半。因為我們知道,隨著夢天和問天發射上天的過程中,要經歷長征五號B飛行劇烈的震動以及加速等等的環境條件。這些非常敏感的、靈敏的科學儀器,為了保證它不被損壞,都是處在一個加固的狀態的,絕大多數都並不是它最終的工作狀態。所以,這個解鎖的工作量就非常非常繁重,非常非常大。那麼這些科研機櫃的安裝以及隨後要進行的40多項科學實驗,都是我們神舟十五號飛行任務的亮點,這也代表著我們整個技術是在走向成熟。那麼我們在建造階段,確實面臨很多的關鍵技術的驗證,包括空間站從前向對介面轉到側向靠泊口,它的這個轉位的過程,這其實是我們在地面上是沒法完全驗證的,在天上也是頭一次做。所以,神舟十四號乘組承擔了很多建造過程中的保障任務。如果問天和夢天對接的過程中出現問題的話,我們的神舟十四號乘組可以把它切到手動的對接模式來完成這個過程。所有的這些都説明,我們的神舟十四和神舟十五它的使命任務和分工是完全不同的。
這次我國6名航太員同時在軌,也是創造了一個紀錄。我們同時有這麼多的中國航太員在空間飛行,這其實背後也需要很深的技術保障,尤其是我們的可再生式的環境控制與生命保障系統。前不久,我們載人航太工程的工程總師周建平在接受媒體採訪的時候做過這個比較,我們空間站的設計是按照三人長期在軌駐留設計的,三個人在天上生活一年,如果你不進行資源的回收,每年需要補給的量是8噸,這是非常多的。但目前我們採用物理和化學的方法,採用可再生式的環控生保系統,這樣通過資源的回收再利用,我們每年只需要補給400公斤的物資。所以,這個差異是非常大的。
這樣複雜的系統,如果我們只有一套,儘管它可以實現很高資源的回收率,但是因為越複雜的系統它就越容易出問題,這也就是為什麼我們在問天實驗艙有一套獨立的環境控制與生命保障系統,它和天和一號核心艙的這一套系統可以形成互為備份,這樣能夠保證我們三人長期在軌,短期六人在軌。而且三個人和六個人每天呼出的二氧化碳、吸收的氧氣、使用水的量都是不一樣的。所以説,目前只有在我們空間站問天實驗艙到來以後的狀態,我們能夠支援六名航太員短期在軌的駐留。
儘管只有5天左右的時間,他們每天工作的交接是非常繁忙的。中國建設空間站建站是為了用,空間站每天的科學研究工作越來越繁忙,尤其是現在機櫃數量非常多。今後大量存在的是某一項科學實驗可能它在某個乘組駐站這半年時間還來不及完成,那麼就必須下個乘組來做。在這樣的情況下,我們就更需要航太員進行面對面的任務交接,這樣對下一個接班的乘組,保障他的安全,正常的生活和工作,應當説也是非常重要的,也是效率最高的方式。
從國外的情況來看,從上個世紀80年代後期,前蘇聯的和平號空間站就採用了這樣的方式。所以説,這也是我們追趕國際先進水準的一個必要的步驟。
中國網:中國空間站將會開展哪些深度國際合作?
楊宇光:根據載人航太工程辦公室的發佈消息來看,或早或晚我們能夠看到國外的航太員乘坐中國的載人飛船來造訪我們中國的天宮空間站,就是説這是一個大概率的事件。而且之前我們中國航太員、神舟十三號乘組的葉光富在歐洲參與的聯合的洞穴探險的訓練,以及義大利宇航員薩曼莎·克裏斯託福雷蒂,和德國宇航員馬蒂亞斯·毛雷爾在中國的煙臺參加海上搜救訓練,而且這兩位航太員已經能夠説流利的中文。所有的這些我們已經公開的事實都讓我們看到,應該這一天不會太遙遠了。那麼未來,我們也期待中國和國際上的其他國家能夠有更為深度的合作,而且根據我國的航太白皮書(所介紹),未來我們建設中國航太強國,國際合作是其中必不可少的一個方面,也將成為我們航太強國的一個非常重要的標誌。
作為我們中國的空間站,它不但是個國家級的太空實驗室,更是一張“中國名片”,那麼就是將是一個非常重要的國際合作的平臺。那麼未來,其實已經由中國載人航太工程辦公室和聯合國外空司聯合向全世界進行實驗項目的徵集,到現在為止已經有來自17個國家的科學家提出的9項實驗被選中,那麼這些實驗的科學儀器也已經研製完畢,或早或晚可以上行到我們空間站,由中國的航太員開展相應的科學實驗。所以,所有的這些都代表我們國際合作將會更加深入地進行。那麼未來,我們也期待著甚至可以有國外航太器的造訪,或者是將來當我們的空間站在進行擴展,由“T”字型的構型擴展為“幹”字型的構型的時候,我們會增加第二核心艙。第二核心艙增加出來的新的對介面和靠泊口可以連接更多的科學實驗艙,甚至將來從技術的角度來説是有這樣的可能性,由國外製造一個艙段,成為它的永久的一部分。我們也期待這樣的可能性能夠變為現實,那麼這個也是未來我們中國的航太走向國際,那麼就是説和國際上的同行共同造福全人類的這樣一個舉措。
我們也希望能夠有更多的國家和中國一道來開展更為深度的合作,這也是整個全世界的大趨勢,希望大家共同地為人類的社會進步和科技發展做出貢獻。
(本期人員:編導:裴希婷;後期:董超;主編:鄭海濱;圖片素材提供:汪江波)