神十三收官,中國空間站新起點(diǎn)

樊巍

編者的話：在空間站組合體工作生活了183天，刷新中國航天員單次飛行任務(wù)太空駐留時(shí)間紀(jì)錄之后，4月16日9時(shí)56分，翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員乘坐神舟十三號(hào)載人飛船以快速返回模式順利降落在東風(fēng)著陸場"隨著3名航天員-平安回家，神舟十三號(hào)已圓滿完成本次飛行任務(wù)預(yù)定的各項(xiàng)要求，這標(biāo)志著我國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段任務(wù)圓滿收官，在接下來的八個(gè)月中，中國空間站工程將“馬力全開”進(jìn)入全面組裝建造階段。

體驗(yàn)“快速回家”，航天員狀態(tài)良好

神舟十三號(hào)載人飛船采用快速返回模式，在與組合體分離之后，繞飛地球5圈就返回地面，返回過程僅耗時(shí)7個(gè)多小時(shí)。這也是神舟系列飛船首次采用快速返回模式將航天員送回地面。而經(jīng)歷了這種“快速回家模式”的3名航天員目前狀態(tài)如何呢？

快速返回模式相比以往的返回模式，在技術(shù)和程序上有什么特殊之處？航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)副經(jīng)理邵立民在接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，繞行5圈快速返回模式，并不會(huì)對(duì)載人飛船的軟硬件進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，也不涉及載人飛船返回程序的調(diào)整，神舟十三號(hào)返回過程仍要經(jīng)歷分離撤離、制動(dòng)離軌、慣性滑行、再入大氣層和開傘、反推、落地的著陸階段。主要的挑戰(zhàn)還在于5圈的返回模式會(huì)要求飛行控制的節(jié)奏更加緊湊，“比如原來我們在飛船和組合體分離后執(zhí)行的任務(wù)，現(xiàn)在要放在分離前完成，再比如以前我們需要繞飛兩圈完成的任務(wù)，現(xiàn)在在一圈內(nèi)就要完成，我們將串行依次執(zhí)行的任務(wù)改成了并行同步執(zhí)行，這樣就可以將此前繞行18圈的規(guī)定任務(wù)壓縮到5圈內(nèi)完成，這些都要求任務(wù)之間的前后銜接非常緊密”。

參與神舟十三號(hào)返回段測控任務(wù)的西安衛(wèi)星測控中心喀什測控站工程師喬培武告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，返回時(shí)間壓縮，更加密集的發(fā)令需求，對(duì)該中心所屬地面測控設(shè)備的穩(wěn)定性提出更高要求。返回艙再入過程姿態(tài)多變，捕獲跟蹤是否及時(shí)關(guān)乎任務(wù)成敗。為了提高測控可靠性，此次任務(wù)新增一顆中繼衛(wèi)星和一套地面雷達(dá)參試，數(shù)據(jù)源更加豐富，冗余性更強(qiáng)，從而確保再入跟蹤捕得上、測得準(zhǔn)。

在談到這次創(chuàng)新的初衷時(shí)，邵立民表示，此前設(shè)計(jì)的返回時(shí)長在一天左右，這項(xiàng)指標(biāo)雖然符合要求，但一天的飛行時(shí)間還是比較長，特別是此次神舟十三號(hào)飛行任務(wù)中，3名航天員在太空中已經(jīng)駐留6個(gè)月，從較為寬敞的空間站轉(zhuǎn)移到空間狹小的載人飛船，而且還要飛行一天，3名航天員的舒適度肯定比較差，“技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有止境，我們想讓3名航天員在返回艙中待的時(shí)間盡量短一些"。

目前三位航天員的狀態(tài)如何是大家關(guān)注的話題。載人航天工程航天員系統(tǒng)總師黃偉芬在17日的國新辦新聞發(fā)布會(huì)上介紹稱，神舟十三號(hào)飛行乘組飛行183天,圓滿完成各項(xiàng)任務(wù)，創(chuàng)造多項(xiàng)紀(jì)錄，他們在軌駐留期間圓滿完成2次出艙活動(dòng)、2次太空授課，還有手控?fù)u操作交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)以及航天醫(yī)學(xué)、航天心理學(xué)、航天工效學(xué)和空間材料科學(xué)，共計(jì)40余項(xiàng)在軌實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)任務(wù)，完成80余項(xiàng)在軌數(shù)據(jù)收集和分析工作，還完成大量空間站組合體平臺(tái)巡檢測試、設(shè)備維護(hù)照料以及物資和站務(wù)的管理工作，并實(shí)施窿康監(jiān)測、在軌防護(hù)鍛煉以及在軌訓(xùn)練和演練，完成大量科普教育等公益視頻錄制，拍攝大量圖片和視頻資料，獲取了寶貴和豐富的資料。目前，他們已經(jīng)返回北京航天城，正在按劃開展返回后恢復(fù)工作，他們的身心狀態(tài)很好?！?/p>

首次半年駐留取得重磅成果

神舟十三號(hào)乘組的平安返回，意味著中國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段任務(wù)圓滿收官。本任務(wù)對(duì)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證效果如何？

中國載人航天工程辦公室主任郝淳在17日舉行的國新辦新聞發(fā)布會(huì)上表示，中國空間站建造分為關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證和建造兩個(gè)階段實(shí)施，分別規(guī)劃6次飛行任務(wù)，其中關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段主要任務(wù)目標(biāo)是突破并掌握空間站建造和運(yùn)營相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)。自2020年以來，成功實(shí)施長征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛，天禾口核心艙，神舟十二號(hào)、神舟十三號(hào)載人飛船，天舟二號(hào)、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船6次飛行任務(wù)。神舟十三號(hào)載人飛行任務(wù)的圓滿成功，標(biāo)志著空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段任務(wù)完美收官，階段任務(wù)目標(biāo)全面實(shí)現(xiàn)，為我國空間站組裝建造和長期運(yùn)營奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

中國載人航天工程空間站系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊宏在17日舉行的新聞發(fā)布會(huì)上介紹稱，核心艙在軌運(yùn)行將近一年時(shí)間里，開展了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證工作，主要包括物化再生生保、大型組合體控制以及大型柔性太陽電池翼及驅(qū)動(dòng)技術(shù)等，經(jīng)過評(píng)估，結(jié)果符合預(yù)期，目前功能性能優(yōu)于設(shè)計(jì)。例如,神舟十二號(hào)和神舟十三號(hào)兩個(gè)乘組駐留期間，天和核心艙的再生生保系統(tǒng)為航天員提供良好載人環(huán)境，滿足航天員在軌的物質(zhì)代謝需求。其中，將航天員排出濕氣收集成冷凝水，尿液回收再處理成飲用水和電解制氧，整個(gè)水回收效率優(yōu)于95%,水利用效率優(yōu)于83%,均滿足指標(biāo)要求，通過這項(xiàng)技術(shù)，大大降低通過貨運(yùn)飛船上行攜帶航天員飲用水和氧氣的需求量；大型柔性太陽電池翼及其電源技術(shù)，自去年核心艙發(fā)射到現(xiàn)在，持續(xù)為核心艙及其組合體提供能源，經(jīng)過評(píng)估，發(fā)電能力近10千瓦，超出設(shè)計(jì)預(yù)期，在出艙活動(dòng)、交會(huì)對(duì)接、機(jī)械臂轉(zhuǎn)位等能源需求較大的任務(wù)中提供充足能源供給。機(jī)械臂在整個(gè)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段任務(wù)中發(fā)揮重要作用，完成航天員出艙、轉(zhuǎn)位貨運(yùn)飛船以及艙外狀態(tài)巡檢等多項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。

航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師柏林厚告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者,中國空間站核心艙自去年4月29日發(fā)射至今已在軌穩(wěn)定運(yùn)行300余天，空間站組合體的運(yùn)行狀態(tài)一直保持正常。通過神舟十二號(hào)乘組3個(gè)月駐留和神舟十三號(hào)乘組6個(gè)月駐留，對(duì)空間站后續(xù)建造和使用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)和充分的驗(yàn)證，目前結(jié)果都符合預(yù)期?！?/p>

即將進(jìn)入全面組裝建造階段

神舟十三號(hào)載人飛行任務(wù)及工程全系統(tǒng)綜合評(píng)估后，下一步中國空間站將全面進(jìn)入組裝建造階段。

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，在中國空間站全面建成后，中國空間站三艙艙內(nèi)活動(dòng)空間將超過110立方米，同時(shí)可提供6個(gè)睡眠區(qū)和2個(gè)衛(wèi)生區(qū)，具備保障長期3人駐留、短期兩個(gè)乘組6人駐留的能力，如果算上?？康妮d入飛船和貨運(yùn)飛船,中國空間站上的活動(dòng)空間將會(huì)更大。此外，“I字”的中國空間站還將配置兩個(gè)航天員出艙艙口和大小兩個(gè)機(jī)械臂。兩個(gè)出艙口，一個(gè)位于核心艙的節(jié)點(diǎn)艙，另一個(gè)位于實(shí)驗(yàn)艙I的氣閘艙。而大小兩個(gè)機(jī)械臂既可以單獨(dú)使用也可以組合使用，保障航天員和貨物的出艙、艙外的載荷安裝和照料任務(wù)。

而隨著實(shí)驗(yàn)艙I和實(shí)驗(yàn)艙II先后發(fā)射，中國空間站組合體的在軌管理模式也會(huì)由單艙模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗯摴芾砟Ｊ?。柏林厚介紹稱，后續(xù)出艙活動(dòng)將更加多樣，也更加復(fù)雜，“很多新任務(wù)的實(shí)施也為我們后續(xù)的管理帶來很高的難度。同時(shí)，我們也會(huì)有許多首次，例如6個(gè)航天器組合體首次同時(shí)運(yùn)行，兩個(gè)乘組的6名航天員首次同時(shí)在軌，以及首次一年內(nèi)有兩艘載人飛船要回收。針對(duì)這些特點(diǎn)，我們也開展了充分的準(zhǔn)備。”

在中國空間站全面建成后，載人航天工程還有哪些藍(lán)圖構(gòu)想？郝淳17日介紹稱,今年完成空間站在軌建造以后，工程將轉(zhuǎn)入為期十年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段。初步計(jì)劃是每年發(fā)射兩艘載人飛船和兩艘貨運(yùn)飛船。航天員要長期在軌駐留，開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，對(duì)空間站進(jìn)行照料和維護(hù)。中國還將節(jié)制新一代載人運(yùn)載火箭和新一代載人飛船，其中新一代載人運(yùn)載火箭和新一代載人飛船的返回艙都可以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用。新一代載人飛船綜合能力得到大幅提升，可搭載7名航天員，另外它的上行和下行載荷能力也得到大幅度提高。

對(duì)于俄羅斯國家航天集團(tuán)公司總裁羅戈津提出在中國空間站上中俄探討建造新模塊和艙體的設(shè)想，柏林厚向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，從技術(shù)層面而言，中國空間站可以加裝艙段，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，“技術(shù)上是可以接入中國空間站的，但需要匹配中國空間站目前的艙段。”據(jù)柏林厚介紹，國外宇航員有兩種方式可進(jìn)入中國空間站，可以乘坐我國神舟飛船進(jìn)入空間站，國外航天機(jī)構(gòu)也可以研制自己的載人飛船對(duì)接中國空間站，但飛船必須符合中國標(biāo)準(zhǔn)，“這是后續(xù)長期運(yùn)營過程中會(huì)考慮的事情。當(dāng)務(wù)之急還是要把中國空間站建好、運(yùn)營好”?！?/p>