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神舟十六号发射成功,一文透彻了解任务亮点

本文来自微信公众号:腾讯太空(ID:qqtaikong),作者:乔辉,原文标题:《神十六发射成功!首位非军人航天员进太空,一文透彻了解任务亮点》,头图来自:视觉中国

据央视新闻消息,2023年5月30日9时31分,长征二号2F运载火箭搭载神舟十六号载人飞船顺利升空并取得圆满成功!地点位于我国酒泉卫星发射中心。本次发射是中国空间站应用与发展阶段首个载人飞行任务。神舟十六号将在飞行6.5个小时后对接中国空间站,然后与空间站上的神舟十五号飞行乘组进行“太空会师”。

神舟十六飞行乘组由指令长景海鹏、航天飞行工程师朱杨柱和载荷专家桂海潮组成。景海鹏属于中国第一批航天员,朱杨柱和桂海潮属于中国第三批航天员。本次飞行也是我国第三批航天员首次执行飞行任务

图注:神舟十六号飞行乘组(桂海潮、景海鹏和朱杨柱)

景海鹏分别在2008年、2012年和2016年三次进入太空,这是他第四次执行飞行任务,是中国到目前为止进入太空次数最多的航天员。朱杨柱作为我国首位航天飞行工程师,执行空间站转入应用与发展阶段的首次载人飞行任务,并在太空开展相关技术试验。桂海潮是北京航空航天大学的一名教授,他在科学、航天工程等领域受过专业训练且具有丰富操作经验,主要负责空间科学实验载荷的在轨操作。

一、本次飞行乘组四个首次

1. 航天飞行工程师和载荷专家首秀

本次飞行乘组与以往最大不同是,除了航天驾驶员外,新增加了航天飞行工程师载荷专家两个类别。其中,航天驾驶员和航天飞行工程师主要负责直接操纵、管理航天器,以及开展相关技术试验,载荷专家主要负责空间科学实验载荷的在轨操作。

2. 中国第三批航天员首秀

我国第一批9名在役航天员分别是杨利伟、聂海胜、费俊龙、刘伯明、翟志刚、景海鹏、刘旺、张晓光和邓清明。

第二批7名航天员分别是刘洋、王亚平、陈冬、汤洪波、叶光富、蔡旭哲和张陆。

朱杨柱和桂海潮属于第三批航天员。此前,根据官方报道,我国于2020年10月完成第三批18名预备航天员选拔,包括7名航天驾驶员、7名飞行工程师、4名载荷专家。

3. 首次有非飞行员出身的航天员

桂海潮是北航的教授,也是我国首位非军人航天员,他从2500名候选对象中脱颖而出,成为中国第三批18位预备航天员中的4名载荷专家之一,也是唯一来自高校的载荷专家。2022年6月,入选神舟十六号载人飞行任务乘组。

4. 首次一位老航天员带两位新航天员

你是否有注意到,此前的飞行任务中,通常是两位执行过飞行任务的老航天员带一位新航天员。但这次不同,作为老航天员的景海鹏带领的是两位首次执行任务的新航天员。

二、中国空间站新阶段的六类任务

根据中国载人航天办消息,中国空间站进入应用与发展阶段,将常态化实施乘组轮换和货运补给任务,航天员乘组的在轨工作安排也将趋于常态化,主要包括六类任务

1. 驾乘载人飞船交会对接和返回,辅助货运飞船、巡天望远镜等来访飞行器对接和撤离,确保人员、物资正常轮换补给。 

2. 对空间站组合体平台的照料,包括飞行器状态设置、在轨物资管理、平台设备维护巡检、舱内外设备安装、载荷进出舱等工作,确保空间站平台安全稳定运行。 

3. 乘组自身健康管理,包括健康状态监测、在轨锻炼训练等,确保航天员在轨健康工作生活。 

4. 进行在轨实(试),利用空间站舱内外应用设施开展大规模科学研究与应用,确保发挥空间站应用效益。 

5. 开展科普及公益活动,包括天宫课堂授课、公益视频拍摄等,最大化发挥空间站综合效益。 

6. 进行异常情况处置,包括在轨故障的应急处置,对故障设备进行在轨维修更换,必要时通过出舱活动进行舱外维修作业,确保空间站能够长期稳定运行。

三、中国空间站组合体再次形成最大构型

2022年11月份,神舟十五号飞船对接空间站后,曾经形成过所谓“三舱三船”的构型:一个核心舱、两个实验舱、一艘货运飞船、两艘载人飞船。当神舟十四号返回地面后,空间站退回到“三舱二船”的构型。本次,神舟十六号进入太空后,对接在中国空间站的径向对接口上,中国空间站组合体再次形成“三舱三船”的最大构型

图注:中国空间站三舱三船构型。

我们不妨简单梳理一下空间站的结构:首先处于核心位置的是“天和”核心舱,核心舱上有五个对接口:分别是前向对接口、后向对接口、两个侧向对接口和一个径向对接口。

其中,两个侧向对接口分别对接问天和梦天实验舱、后向对接口对接天舟六号货运飞船、径向对接口对接神舟十六号飞船、前向对接口对接神舟十五号飞船。这样梳理一下就很容易想象空间站的整体布局了吧。

四、黄金搭档:不断优化的神箭和神舟

图注:5月22日,神舟十六号载人飞船与长征二号F遥十六运载火箭组合体在转运途中。

目前,我国历次载人发射使用的都是长征二号F火箭,这款火箭安全性极高,主要用于载人航天。火箭高58.34米,由四个助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成。其中,芯级直径3.35米,助推器直径2.25米,逃逸塔位于火箭顶部,因此长征二号F火箭的辨识度非常高。在发射初始阶段,一旦航天员有危险,逃逸塔上的火箭会迅速点燃,可快速把航天员带到安全的高度并最终安全落地。

值得一提的是,虽然每次长征二号F火箭外观看起来都非常相似,但每次发射都在迭代优化。据官方数据,执行载人飞行任务的长征二号F运载火箭全箭可靠性指标达0.98,安全性指标达0.997。

神舟飞船是我国自行研制,用于天地往返运送航天员。飞船主体由轨道舱、返回舱和推进舱构成。轨道舱是一个圆柱体,总长度为2.8米,最大直径2.27米,一端与返回舱相通,另一端与空间对接机构连接。轨道舱集工作、吃饭、睡觉和清洁等诸多功能于一体。轨道舱的两侧安装有太阳能电池板,在独自飞行时也有电能供应(注释:从神舟七号开始,省去了太阳能电池板)。

返回舱呈钟形,有舱门与轨道舱相通。返回舱是飞船的指挥控制中心,长2米,直径2.4米,内设可供三名航天员斜躺的座椅,供航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。

推进舱呈圆柱形,长3米,直径2.5米,底部直径2.8米,内部装载推进系统的发动机和推进剂,为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力,还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。

五、历数中国空间站建设和发展阶段的发射

文章开头我们提到,本次发射是中国空间站应用与发展阶段首个载人飞行任务。此前,中国空间站建设阶段,经历了重要的11次发射。每次发射我们都进行了跟踪报道,整理如下:

1. 2021年4月29日,长征五号B运载火箭搭载中国空间站“天和”核心舱成功入轨。

2. 2021年5月29日,长征七号运载火箭把天舟二号货运飞船送入轨道,成功对接“天和”核心舱。

3. 2021年6月17日,神舟十二号载人飞船成功对接在“天和”核心舱,神舟十二号飞行乘组聂海胜、刘伯明、汤洪波,成为首批入驻中国空间站的航天员。

4. 2021年9月20日,长征七号运载火箭把天舟三号货运飞船送入轨道,成功地接“天和”核心舱。

5. 2021年10月16日,神舟十三号载人飞船成功对接“天和”核心舱,神舟十三号飞行乘组翟志刚、王亚平、叶光富,成功入驻空间站,并进行了令人印象深刻的太空授课。

6. 2022年5月10日,长征七号运载火箭把天舟四号货运飞船送入轨道,成功地接“天和”核心舱。

7. 2022年6月5日,神舟十四号载人飞船成功对接“天和”核心舱,陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员入驻,这也是中国空间站建造阶段的第一次载人航天任务。

8. 2022年7月24日,长征五号B运载火箭搭载中国空间站问天实验舱成功入轨,问天实验舱成功对接于“天和”核心舱。

9. 2022年10月31日,长征五号B运载火箭搭载中国空间站梦天实验舱成功入轨,梦天实验舱成功对接于“天和”核心舱。

10. 2022年11月12日,长征七号运载火箭把天舟五号货运飞船送入轨道,并成功与中国空间站对接。

11. 2022年11月29日,神舟十五号载人飞船发射升空,随后成功对接中国空间站,航天员飞行乘组已在轨生活了180多天。

六、中国空间站相关任务还有哪些发射?

目前,中国空间站进入了长期有人驻留模式。按照节奏,平均每年发射两艘货运飞船和两艘载人飞船,其中货运飞船在文昌发射,载人飞船在酒泉发射。

此外,2024年前后还有一个大彩蛋,那就是中国第一个太空望远镜将发射升空,并与中国空间站形成“伴飞”状态。

图注:太空中飞行的“巡天望远镜”(艺术图)。

这台望远镜的口径达到了两米,分辨率和哈勃望远镜相当,但视场却是哈勃的300多倍,这意味着它的巡天效率比哈勃更高。届时,长征五号B火箭将在文昌执行这次发射,有兴趣的朋友请留意官宣时间,不要错过现场观看发射的机会。

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