中國網:北京時間2023年6月4日6時33分,神舟十五號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸,神舟十五號載人飛行任務取得圓滿成功。神舟十五號航太員乘組費俊龍、鄧清明、張陸在軌駐留期間,完成大量空間科學實(試)驗,進行了4次出艙活動,圓滿完成多項任務,為後續開展大規模艙外科學與技術實驗奠定了基礎。神舟十五號航太員乘組不僅刷新了中國航太員單個乘組出艙活動次數的紀錄,還見證了中國空間站全面建成的歷史時刻。神舟十五號載人飛船的任務亮點有哪些?兩次在軌任務交接有哪些不同?本期節目,特邀國際宇航聯空間運輸委員會副主席楊宇光為您解讀。
國際宇航聯空間運輸委員會副主席楊宇光解讀神舟十五號在軌任務亮點。 中國網 楊佳 攝影
中國網:宇光,您好,歡迎您做客中國網《中國訪談》節目。
楊宇光:非常榮幸和中國網的網友一起分享相關話題。
中國網:神舟十五號航太員乘組在軌駐留6個月,圓滿完成了多項任務,取得了多項階段性成果。盤點神舟十五號航太員乘組的在軌任務,您認為有哪些亮點?
楊宇光:首先,神舟十五號乘組被譽為是“圓夢乘組”,這是非常恰如其分的。因為我們知道,其實整個中國空間站的“T字形”構型在神舟十四號乘組期間就已經形成了。但我們要強調一點,“T字形”構型的建成和空間站建成不是一碼事。
整個空間站是一個非常龐大、複雜的系統,空間站裏不同的艙段之間有非常複雜的機電熱介面的連接。按照王翔總指揮的話説,“1+1”等於“1”,“1+1+1”還等於“1”,一定要在各個方面實現一體化。在空間站,問天實驗艙、夢天實驗艙最終的位置是在天和一號核心艙前方的球形節點艙左側和右側的靠泊口。這個靠泊口不同於對介面,它是一個永久形成的位置,在靠泊口的對接機構的端面上有很多的孔,這些孔裏面有液路連接、氣路連接、信號電纜和供電電纜連接,這些我們都要進行一體化,這個過程是極其複雜的。
整個資訊要實現一體化,各種科學儀器要在天和一號核心艙的主控電腦的管理下統一運作,主控電腦出現問題要能夠用問天實驗艙的主控電腦進行代替和運作,這都是必須要做到的。
除此之外,整個環境控制與生命保障系統也要一體化。三個艙都是連在一起的,整個大氣控制和液體控制都要做到一體化。還包括測控、姿態控制等等也都要一體化。
三艙結構建成後,很快神舟十四號乘組就安全地返回地面了,這個主要工作量就落在了神舟十五號乘組。
神舟十五號乘組整個工作的第一個大的亮點就是真正意義上實現了三艙一體化,這是非常重要的一項工作,也是具有很高的技術含量和很有挑戰性的一項工作。第二項比較重要的工作,我認為是他們創紀錄地進行了四次出艙活動,由費俊龍、張陸兩位航太員(執行)。一個乘組在一次飛行任務期間進行四次出艙活動,這在國內創紀錄了,在國外來看也是很少見的,這從另外一個角度説明瞭他們的工作是非常繁忙的。
我們在艙外不但安裝了很多的科學儀器,也包括過去幾個乘組進行過的全景相機的抬升、擴展泵組的安裝等等這樣一些屬於空間站建造階段的安裝操作。因為整個空間站的建成不光是艙內(工作),艙外也有很多(工作)。之前神舟十四號乘組已經做了一部分,其中很重要的一個工作是在球形節點艙的兩側安裝了兩個過渡用的,類似于導軌的桿狀結構,航太員在進行跨艙操作時,因為主出艙口在問天實驗艙,是在“T字形”的一端上,距離其他地方都很遠。現在搭了這麼一個橋,過去是很便利了。當時是神舟十四號乘組做了這樣的準備(工作),讓神舟十五號乘組的整個出艙活動進行得更為廣泛,而且更為成熟。
但是從另外一個角度來説,四次出艙活動是非常繁重的,對他們本人來説也是具有很大的挑戰性。還有一個很重要的特點,費俊龍是“一老帶兩新”,費俊龍是過去執行過飛行任務的,但即便費俊龍是作為神舟六號任務的指令長,一是在十七年前了,二是他在神舟六號任務時也沒有執行過出艙活動。所以,他進行這四次出艙活動,尤其是第一次時對他也是很大的挑戰,對他和張陸都是很大的挑戰。
還有一個重大的亮點,我認為就是集中在空間站的機櫃上。空間站有如此繁多的機櫃,尤其是夢天實驗艙,空間站有超過一半的機櫃都是在夢天實驗艙,而夢天實驗艙是在神舟十四號乘組即將離開空間站之前才到達空間站的。所以,我們空間站的機櫃的安裝、解鎖工作絕大多數都是由神舟十五號乘組完成的,這是非常繁重的一項工作。因為我們知道空間站科學實驗的機櫃都是非常嬌貴、非常精密的科學儀器,而恰恰是這些機櫃要經歷從地面到太空的惡劣的運輸環境。
為了保證這些精密的機櫃不出問題,其實它上天運輸的狀態和在軌工作的狀態是不一樣的,裏面要進行很多的加固,甚至航太員過去舉過一個例子,光是一個機櫃擰螺絲就要擰下來一百多個,所以可以想像工作量有多大。還要和地面的科研人員、工程人員密切配合來解決每一個機櫃的調試和安裝的問題,所以,這也是為什麼稱他們是“圓夢乘組”,在他們的手上把空間站建成的。
其實是不光把三艙連接在一起,這裡面這些科學研究機櫃安裝的工作量也是其中非常重要的一個方面。所以,我認為這也是神舟十五號乘組很大的一個任務亮點。
中國網:神舟十五號航太員乘組他們分別經歷了兩次在軌任務交接,而這兩次在軌任務交接的時間點也比較特別,分別是中國空間站全面建成的前和後。那麼這兩次任務交接會有哪些不同?交接的任務量是否也會非常繁重?
楊宇光:無論在空間站的關鍵技術驗證階段還是在空間站的建造階段,其實我們更多關注的是工程而不是科學,我們儘管也利用乘組駐站期間也進行了一些科學實驗,但這個我相信和我們的關鍵技術驗證的任務,和空間站建造的任務相比可能並不是最重要的。
因為你即使到了天和一號核心艙發射的時候,我們已經掌握了乘組的天地往返運輸、交會對接、出艙活動這三大基本技術,但這三大基本技術不代表我們掌握了空間站的建造、運作所有的關鍵技術,這是我們還進行了為期兩年的關鍵技術驗證階段的很重要的原因。而即使到了建造階段其實有很多的技術我們也是第一次做,比如空間站的問天實驗艙和夢天實驗艙的造訪,二十噸級的航太器和另一個更大的航太器進行對接,然後進行轉位操作,這都是我們頭一次做,但頭一次我們就做成了。但即便是神舟十四號乘組經歷了三艙組合體建成的時刻,但其實還是有很多工程上的問題,包括艙內,無論是測控通信的問題、整個空間站的統一的數據管理的問題、通信的問題等等,這些其實我們都是頭一次做。在這個過程中,不可避免會面臨各種各樣的問題需要去解決。
我相信在神舟十四號和神舟十五號的交接期間,因為空間站還沒有建成,這個階段關於建設、關於工程、關於空間站平臺的維護運作等工作所佔有的比例,我相信是非常高的。
從神舟十五號和神舟十六號乘組的六人交接,這已經是我們第二次的六個人的“太空會師”了。這次就等於是我們在有第一次經驗的基礎上,當然還會有很多關於空間站運作和維護方面的交接,但是我相信和科學實驗有關的任務交接會佔有更高的比例,畢竟已經進入了空間站的應用與發展階段。這個時候的主題不是建造、不是工程、不是技術驗證,而是科學研究和科學實驗。所以,我相信這方面其實是有很大的差異的。
中國網:隨著中國空間站進入到了應用與發展階段,在軌任務交接將來也成為乘組之間常態化的交接模式。相較于地面交接而言,您認為在軌交接有哪些優點?
楊宇光:在軌交接既是非常必要,也是非常重要。神舟十六號乘組等於是整個在軌任務交接期間,會和神舟十五號乘組面對面地對每一個他們即將開展科學實驗的機櫃,這些機櫃具體的技術狀態、技術參數,當前工作進展到了什麼程度,未來還要進行哪些工作,有哪些注意事項,都要進行面對面地、高效地交接。
同時,對於天舟貨運飛船裏的物資,因為神舟十六號乘組和神舟十七號乘組的生活物資都是由天舟六號貨運飛船上行的。之前神舟十五號乘組已經開艙對物資進行了一部分的轉移和處理,所以,對於這部分物資的清點交接也是很重要的一部分工作。因為我們其實用了很多的先進技術,包括我們的每個貨包都有標識分類,帶有不同顏色的緞帶,還有我們每一個貨包上都有二維碼,每個航太員都有多個手機,拿手機掃一下就知道這裡面上行的時候裝的是什麼東西。但是在軌任務執行期間它可能是會有變化的,這件事情顯然是需要交接的,也不是一件小事。比如某一個必要的設備,你給它從貨包裏拿出來以後又放在哪兒了,是放回原來的貨包了,還是放在什麼其他的地方了,這些都需要交接。所以,我認為在軌的交接既是很高效率的一個選擇,同時也是非常必要的一個選擇,這個期間我相信他們是非常繁忙的。
這裡面還有一件很重要的事情,因為畢竟有老航太員、有新航太員,老航太員可能適應空間環境會快一點,對於首次執行飛行任務的航太員確實上天以後有一個適應的過程。這對於神舟十六號乘組也有一個適應的過程,這個階段的安排都要進行相應的調整,這也是非常重要的。所以,這個任務有一個逐漸交接的過程,最後確保神舟十五號乘組的離開返回。
對於神舟十五號乘組,就像你剛才問的前一個問題一樣,經歷了別人迎接他,又到了他去迎接別人,等於把這個流程走遍了。
中國網:今年是中國空間站進入應用與發展新階段的開局之年,中國載人航太工程也一直是照著“和平利用、平等互利、共同發展”的原則,願意與世界上所有致力於和平利用外空的國家和地區一道開展國際合作與交流。近年來,圍繞中國空間站開展的國際合作和交流有哪些?未來會有哪些期待?
楊宇光:其實嚴格意義上來説,中國載人航太工程從一開始就有深度的國際合作。早期我們中國的航太員曾經在俄羅斯參與他們組織的訓練,我們早期的飛行任務包括楊利偉進行首次飛行,以及早期其他的一些飛行任務,我們從歐洲空間局獲得了測控方面的支援,所以在早期我們就開展了很多這方面的合作。
到了神舟八號任務時,因為神舟八號是一艘無人的試驗飛船,我們利用裏面沒有坐航太員空出來的空間裝了一個有17個生物學實驗的實驗箱,叫SIMBOX,這個實驗室是德國宇航開展的。
我們早期已經開展了很多的國際合作,包括天宮一號、天宮二號,包括有一些科學儀器都是中科院和國外聯合研製的。
到了空間站階段,平臺就更不一樣了。目前中國空間站的中繼衛星尤其是當我們在使用天鏈二代的中繼衛星進行通信的時候,它的通信容量是國際空間站的兩倍。它還有更多的高清攝像頭和其他高品質的資源,不但可以供我們平臺使用,還可以供科學儀器使用。目前我們空間站為國外參與我國科學研究提供了一個非常好的平臺,其實從《2021中國的航太》白皮書就可以看出來,將來我們建設航太強國,將國際合作作為我們成為航太強國的一個非常重要的標誌,説明這是必不可少,也是重中之重。在這個過程中,中國的空間站不但是一張明亮的中國名片,而且也是我們開展國際合作的極為重要的平臺,它不僅僅是在太空領域定位於國家級的空間實驗室,同時也是一個極其重要的國際合作平臺。
所以根據中國載人航太工程辦公室多次發佈的(消息),未來或早或晚會看到國際乘組、國外的航太員乘坐神舟飛船造訪中國空間站。但在這之前,能夠看到最多的還是聯合的科學實驗,因為它需要的資源不太多,而且介面是標準的,也比較容易實現,這一類的實驗會更頻繁地、大量地進行。它都是造福全人類的,科學成果應該能被全世界科學家共用。
中國網:期待中國空間站在應用與發展階段能夠更深入、更廣闊。感謝宇光為我們帶來精彩的解讀。
楊宇光:謝謝!
(本期人員:編導/主持:裴希婷;圖片:楊佳;攝像:劉凱、王一辰;後期:劉凱;主編:鄭海濱)