神舟十四號(hào)載人飛船將創(chuàng)多個(gè)“首次”

　　任務(wù)期間完成天宮空間站建造 建成國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室

　　□　本報(bào)記者 廉穎婷

　　6月6日11時(shí)9分，已進(jìn)駐空間站天和核心艙的神舟十四號(hào)載人飛船任務(wù)航太員乘組，成功開(kāi)啟天舟四號(hào)貨物艙艙門(mén)。12時(shí)19分，陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航太員順利進(jìn)入天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船。

　　6月5日10時(shí)44分，搭載神舟十四號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十四運(yùn)載火箭(以下簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)二F遙十四火箭”)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。

　　在此次飛行任務(wù)中，由中國(guó)航太科技集團(tuán)有限公司五院研製的神舟十四號(hào)載人飛船，將創(chuàng)下多個(gè)“首次”：

　　是中國(guó)空間站任務(wù)轉(zhuǎn)入建造階段後的首次載人任務(wù)。

　　飛船與空間站在軌運(yùn)作期間，將首次迎來(lái)其他航太器——問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙、天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船、神舟十五號(hào)載人飛船。

　　將在太空迎來(lái)神舟十五號(hào)載人飛船對(duì)接空間站，首次實(shí)現(xiàn)兩艘載人飛船同時(shí)在軌。

　　首次實(shí)現(xiàn)航太員乘組在軌輪換。

　　神舟十四號(hào)載人飛船與神舟十五號(hào)載人飛船航太員乘組將同時(shí)在軌駐留，6名中國(guó)航太員齊聚太空。

　　在軌期間航太員面臨諸多挑戰(zhàn)

　　據(jù)中國(guó)載人航太工程新聞發(fā)言人、中國(guó)載人航太工程辦公室副主任林西強(qiáng)介紹，神舟十四號(hào)飛行任務(wù)是我國(guó)空間站建造階段第一次載人飛行任務(wù)，任務(wù)期間將全面完成以天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙為基本構(gòu)型的天宮空間站建造，建成國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室。

　　具體講，神舟十四號(hào)航太員乘組將和地面配合完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙與核心艙的交會(huì)對(duì)接和轉(zhuǎn)位；首次進(jìn)駐問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，建立載人環(huán)境；配合地面開(kāi)展兩艙組合體、三艙組合體、大小機(jī)械臂、氣閘艙出艙等相關(guān)功能的測(cè)試工作；首次利用位於問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙實(shí)施2到3次出艙活動(dòng)；完成問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙十余個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)櫃解鎖、安裝；繼續(xù)開(kāi)展“天宮課堂”太空授課及其他公益活動(dòng)。

　　除此之外，神舟十四號(hào)航太員乘組還將開(kāi)展在軌健康監(jiān)測(cè)與檢查、防護(hù)鍛鍊、在軌訓(xùn)練與演練，以及大量空間站平臺(tái)巡檢測(cè)試、設(shè)備維護(hù)、維修驗(yàn)證、物資管理和站務(wù)管理等工作。

　　“在軌期間，航太員乘組將面臨構(gòu)型多(其間經(jīng)歷9種組合體構(gòu)型)，狀態(tài)新(要操控小機(jī)械臂和組合臂、從問(wèn)天艙氣閘艙實(shí)施出艙)，任務(wù)密(實(shí)施5次交會(huì)對(duì)接、3次分離撤離、2次轉(zhuǎn)位、2到3次出艙，各次任務(wù)環(huán)環(huán)相扣)等挑戰(zhàn)，對(duì)乘組執(zhí)行任務(wù)能力提出很高要求。”林西強(qiáng)説。

　　實(shí)驗(yàn)艙將開(kāi)展哪些實(shí)(試)驗(yàn)項(xiàng)目

　　林西強(qiáng)表示，作為國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)空間站艙內(nèi)可以部署25臺(tái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)櫃，每臺(tái)實(shí)驗(yàn)櫃都是一個(gè)小型的太空實(shí)驗(yàn)室，可以支援開(kāi)展單學(xué)科或多學(xué)科交叉的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)。

　　其中，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙主要面向空間生命科學(xué)研究，配置了生命生態(tài)、生物技術(shù)和變重力科學(xué)等實(shí)驗(yàn)櫃，能夠支援開(kāi)展多種類植物、動(dòng)物、微生物等在空間條件下的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳、衰老等響應(yīng)機(jī)理研究，以及密閉生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，並通過(guò)可見(jiàn)光、熒光、顯微成像等多種線上檢測(cè)手段，支援分子、細(xì)胞、組織、器官等多層次生物實(shí)驗(yàn)研究，還能提供0.01g至2g的變重力模擬，支援開(kāi)展不同重力條件下生物體生長(zhǎng)機(jī)理的對(duì)比研究。

　　夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙主要面向微重力科學(xué)研究，配置了流體物理、材料科學(xué)、燃燒科學(xué)、基礎(chǔ)物理以及航太技術(shù)試驗(yàn)等多學(xué)科方向的實(shí)驗(yàn)櫃，支援開(kāi)展重力掩蓋下的多相流與相變傳熱、基礎(chǔ)燃燒過(guò)程、材料凝固機(jī)理等物質(zhì)本質(zhì)規(guī)律研究以及超冷原子物理等前沿實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)，在天宮二號(hào)空間冷原子鐘的基礎(chǔ)上，將建立世界上第一套由氫鐘、銣鐘、光鐘組成的空間冷原子鐘組，構(gòu)成在太空中頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度最高的時(shí)間頻率系統(tǒng)，開(kāi)展引力紅移、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測(cè)量等前沿的科學(xué)研究。

　　此外，還在艙外安排了材料艙外暴露試驗(yàn)裝置和元器件與組件艙外通用試驗(yàn)裝置，用於開(kāi)展艙外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。後續(xù)，還將發(fā)射與空間站共軌飛行的巡天空間望遠(yuǎn)鏡研究設(shè)施，開(kāi)展廣域巡天觀測(cè)。

　　針對(duì)上述艙內(nèi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)櫃、艙外試驗(yàn)裝置和巡天空間望遠(yuǎn)鏡，在空間站建造階段，共安排了近百項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目。

　　航太員專屬列車(chē)三宗“最”

　　作為航太員專屬列車(chē)，中國(guó)航太科技集團(tuán)有限公司所屬中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院(以下簡(jiǎn)稱“火箭院”)研製的長(zhǎng)二F遙十四火箭有三宗“最”。

　　“站崗”時(shí)間最長(zhǎng)。據(jù)火箭院長(zhǎng)二F火箭總體主任設(shè)計(jì)師常武權(quán)介紹，自執(zhí)行“神十二”任務(wù)起，長(zhǎng)二F運(yùn)載火箭採(cǎi)取“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”及“滾動(dòng)備份”的發(fā)射模式。此次發(fā)射的長(zhǎng)二F遙十四火箭，就是“神十三”任務(wù)的應(yīng)急救援火箭。隨著4月16日神舟十三號(hào)飛行任務(wù)乘組成功返回，長(zhǎng)二F遙十四火箭也結(jié)束了應(yīng)急救援值班任務(wù)，由應(yīng)急狀態(tài)轉(zhuǎn)入正常任務(wù)狀態(tài)，再加上發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間，長(zhǎng)二F遙十四火箭站立時(shí)長(zhǎng)達(dá)到近10個(gè)月。

　　可靠性最高。為進(jìn)一步提升火箭可靠性，消除薄弱環(huán)節(jié)，研製人員不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。當(dāng)火箭的可靠性越來(lái)越接近1的時(shí)候，小數(shù)點(diǎn)後每一個(gè)數(shù)字的微小變化，實(shí)現(xiàn)起來(lái)都無(wú)比艱辛?；鸺洪L(zhǎng)二F火箭總體副主任設(shè)計(jì)師秦曈説：“在可靠性已經(jīng)相當(dāng)高的情況下，再提升，難度可想而知。”最終，團(tuán)隊(duì)將長(zhǎng)二F遙十四火箭的可靠性從指標(biāo)要求的0.97提升到0.9894，靠逃逸系統(tǒng)保障的航太員安全性評(píng)估值已達(dá)0.99996。

　　載荷最珍貴?！捌渌鸺妮d荷再貴重都有價(jià)，長(zhǎng)二F火箭的載荷是航太員，他們的生命是無(wú)價(jià)的?！被鸺洪L(zhǎng)二F火箭總設(shè)計(jì)師容易説。為保障航太員的生命安全，長(zhǎng)二F火箭專門(mén)設(shè)計(jì)了逃逸系統(tǒng)，假如火箭突發(fā)意外情況，逃逸系統(tǒng)啟動(dòng)，逃逸飛行器像“拔蘿蔔”一樣帶著返回艙飛離故障火箭。返回艙與逃逸飛行器分離後，打開(kāi)降落傘，緩慢降落到地面?！拔覀儼凑兆罡叩臉?biāo)準(zhǔn)、最嚴(yán)的品質(zhì)來(lái)研製逃逸火箭，它凝結(jié)著幾代航太人的心血，但是永遠(yuǎn)不要讓這個(gè)功能啟用是每個(gè)航太人的心願(yuàn)，這就意味著我們的火箭能夠永葆成功?！被鸺洪L(zhǎng)二F火箭故檢軟體設(shè)計(jì)師錢(qián)航説。

　　確保航太員“通行感覺(jué)良好”

　　由中國(guó)航太科技集團(tuán)有限公司八院研製的對(duì)接機(jī)構(gòu)，為航太員入住空間站搭建了一條安全可靠的“生命通道”。

　　飛船與空間站交會(huì)對(duì)接成功後，從飛船進(jìn)入空間站，並非像我們走進(jìn)家門(mén)一樣簡(jiǎn)單容易。穩(wěn)穩(wěn)?？靠臻g站後，航太員首先要打開(kāi)神舟十四號(hào)飛船返回艙艙門(mén)，來(lái)到飛船軌道艙艙門(mén)前。此時(shí)，軌道艙的前端主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)和核心艙的被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)之間，已經(jīng)形成了一條直徑80公分、長(zhǎng)約1米的通道，這就是航太員進(jìn)入空間站的“門(mén)廊”，在這裡，航太員可以有足夠的空間取出“鑰匙”，打開(kāi)通往核心艙的雙重保險(xiǎn)門(mén)。

　　在對(duì)接機(jī)構(gòu)研製之初，設(shè)計(jì)師對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)採(cǎi)用了異體同構(gòu)周邊式對(duì)接機(jī)構(gòu)。這種對(duì)接機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在於對(duì)接面直徑較大、對(duì)接後通道暢通，同時(shí)適應(yīng)性強(qiáng)、承載能力大，可以適應(yīng)各種噸位的航太器對(duì)接，但卻存在重量大、構(gòu)造複雜，許多纜線、組件、管路等都必須安裝在對(duì)接機(jī)構(gòu)的周邊的問(wèn)題，這給設(shè)計(jì)和裝配工作帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。

　　為給航太員創(chuàng)造一個(gè)進(jìn)出自如的空間，設(shè)計(jì)師對(duì)安裝在對(duì)接機(jī)構(gòu)上的産品進(jìn)行了整合設(shè)計(jì)，並參照人機(jī)工效學(xué)等，最終給航太員搭建了一個(gè)直徑達(dá)80公分的圓形通道，相當(dāng)於正常房間門(mén)的寬度。不僅如此，設(shè)計(jì)師還在地面進(jìn)行各類模擬實(shí)驗(yàn)，其中一項(xiàng)就是按照航太員體型最大包絡(luò)，請(qǐng)一位身高1.8米、體重80多公斤的設(shè)計(jì)師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)穿越人機(jī)工效評(píng)價(jià)，確保航太員“通行感覺(jué)良好”。