神舟十二号升空,中国空间站正式“开张”!|C次元

原创 文/查攸吟 时间:2021-06-17 11:46

伟大的国际空间站,将在3年后迈入寿命末期。曾经被我们仰望的存在,陨落在即。站在2021年这个时间节点上,中国人民正以前所未有的自信,向着这颗苍蓝之星以外的星辰大海迈进。

北京时间2021年6月11日,神舟十二号载人飞船与长征二号F遥十二运载火箭组合体,在酒泉卫星发射中心升空。

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▲6月9日,正在向发射区转运的神舟十二号长征二号F遥十二运载火箭组合

这是继今年4月29日发射天和核心舱、5月29日天舟二号货运飞船升空以后,在不到一个半月时间内,中国航天的第三次发射任务。也是继2016年11月18日,神舟十一号返航以后,中国航天时隔4年半以来再次启动载人航天任务。

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▲发射时刻直播截图(图自央视新闻)

神舟十二任务,注定将被载入史册。因为这一次,不但要把中国航天员上轨道,还要将他们送入天和核心舱。

最精干的航天人队伍

授命执行神舟十二任务的航天员小组,由聂海胜、刘伯明、汤洪波等3人组成。

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▲天和核心舱已进入指定轨道并实现系统展开

这是一个精心搭配过的组合,由现役第一批和第二批航天员,资深指令长和新人宇航员混编而成。

担任任务指令长任务的聂海胜少将,是中国首批航天员之一。

聂海胜出生于1964年,现年57岁。虽然年龄较大,但却有着异常丰富的任务经验:曾经参加过神舟六号任务,并在神舟十号任务中担任指令长。

无论是资历还是经验,在中国航天员队伍中均属顶尖。

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▲资深航天员,本次任务的指令长聂海胜少将

而1966年出生的刘伯明,同样是是1997年年末我国选拔的首批14位航天员之一。

刘伯明籍贯黑龙江依安,1966年9月出生,现为中国人民解放军航天员大队特级航天员,少将军衔。1998年1月入选为我国首批航天员前,曾任空军某部飞行中队长,拥有1050飞行小时资历,是空军一级飞行员。

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▲二次上天的刘伯明

2005年6月,刘伯明曾经入选神舟六号飞行任务备份乘组。2008年9月,获得执行神舟七号飞行任务的机会首次进入太空。同年11月,因功勋卓著,刘伯明被授予“英雄航天员”荣誉称号,并获“航天功勋奖章”。

相比两位60后资深航天员,1975年9月出生,现年47岁的汤洪波,就显得“嫩”了许多。

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▲中国航天员团队的新秀汤洪波

1975年10月出生,1995年9月入伍的汤洪波,现为中国人民解放军航天员大队二级航天员,大校军衔。2010年5月入选为我国第二批航天员。2016年5月,入选神舟十一号飞行任务备份航天员。2019年12月,入选神舟十二号飞行任务乘组。

神舟十二号任务,便是将上述3位航天员安全送入天和核心舱,并在其中停留3个月的时间。

目前,先期和天和核心舱对接的天舟二号,已为核心舱加注满了燃料,但储存在货运飞船内的大量补给物资和部分科研机柜,仍需要通过人力转运入核心舱。

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▲天舟二号货运飞船,已经提前为天和号运去了给养和新的设备

而在长达3个月的轨道驻留期内,3位航天员除了客串“装卸工”,还将展开包括舱外的维修维护、设备更换、科学应用载荷调整等多项任务,旨在为空间站的进一步完善和大量后续科研工作的开展,做好充分的准备。

神舟飞船的最新升级

尽管我国最新一代载人飞船的研制工作一直在稳步推进,但未来十年内,可靠、稳定和安全的神舟号飞船,仍旧是载人航天任务的主力。

不过,正如每代车型到了中期都需要改款一样,神舟号这型已经服役22年的飞船,也是要来个大升级的。

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出于安全考虑,飞船总体构型、发动机、在轨姿态控制系统等,若非必要是不会去进行大调整的。所以本次在神舟十二号上,最大的改变来自于飞船的“大脑”。

负责研制和生产神舟系列飞船的航天五院,为神舟十二号加装了全新的GNC系统:即制导(Guidance)、导航(Navigation)和控制(Control)系统。GNC系统最初为天舟号货运飞船而研制。

GNC的价值在于,该系统可以取代航天员以及地面指令站,自动控制飞船的姿态、轨道,进行全自动飞行。甚至可以根据飞船相对于太阳的位置,自动调整太阳能帆板的角度,确保飞船始终得到足够的电力。其效率之高,在2017年4月的天舟一号任务中,已经证明了其具备在6.5小时内控制航天器与在轨目标飞行器(天宫二号)实现快速对接的能力。

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▲天舟一号货运飞船,正是凭借着GNC系统实现了自动交汇对接

在天舟一号于2017年成功发射,并验证了该系统以后,自2018年起,航天科技集团空间技术研究院502所,展开了针对神舟十二号的升级改装工作,旨在将通过天舟一号货运飞船获得验证的GNC,移植到神舟系列载人飞船上。

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所以本次神舟十二号的在轨飞行和对接工作,实际上是由GNC系统来负责的。从飞行到对接,全部由飞船上的系统自动完成。

中国空间站正式“开张”

在天宫一号和天宫二号的时代,中国航天员也曾执行过太空驻留任务。但受制于这两个实验性质的目标飞行器的体积和性能,航天员只能在其中进行短期居留。

在神舟十一任务中,为了以验证我国空间站人员中期驻留的可行性,载人航天办公室曾经刻意将成员组减少1人,由景海鹏和陈冬两位太空人组成任务组,试验性的在天宫二号内,留驻了30天时间。

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▲举世瞩目的神舟十一号任务,使中国初步具备了航天员中期在轨驻留能力。但平台太小,是当时不可解的难题

30天的驻留时间,与国际空间站、和平号空间站等可谓相去甚远,但已是8.6吨的天宫二号所能达到的极限。而随着满载重量超过25吨的天和核心舱的正式启用,中国航天也终于“鸟枪换炮”,有了可以支持太空人长期在轨工作和生活的大平台。

在轨验证航天员与机械臂共同完成出舱活动、及舱外操作的能力,是本次神舟十二号任务的重要一环。根据计划,航天员将在机械臂的支持下,首次开展较长时间的出舱活动,进行舱外的设备安装、维修维护等操作作业。

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▲也正因为以前的筚路蓝缕,才令我们对未来中国航天展的光辉前景,无比的期待

目前,中国在轨空间站虽然还只有天和核心舱一个模块部署到位,但任务已经被排的满满。

随着太空人的就位,中国航天计划将展开生命、材料、基础物理、天文、流体力学等十几个类目的多项研究。

我们的征途是星辰大海

根据目前的计划,神舟十二任务组将在空间站内停留至今年9月。在此之后,替换的神舟十三号飞船将运来新的航天员小组,展开新一期3个月任务。

在此期间,天舟三号货运飞船也将紧随而至,为空间站带来新的给养和设备。

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▲两艘货运飞船和神舟十三号同时靠泊天和核心舱的景象,大家今年就将见到

在已经公布的日程表中,生命科学研究将会是今年我国展开太空课题研究的主要内容。

有消息灵通人士通过媒体透露称,后续的神舟十三号航天员小组将会携带试验用小白鼠一同升空,以便观察这些特殊的小伙伴,是如何适应低重力环境的。

后续可能还会将怀孕母鼠送上太空,并尝试在太空中孕育出新一代的“太空鼠”。

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▲天和核心舱内景(图自中国航天科技集团官方推送)

在生物制造领域,中国航天计划在年内展开太空糖分合成试验,计划使用微生物来催化二氧化碳,以便合成人类可以摄入和代谢的碳水化合物。该实验一旦成功,对于人类长期在轨道上生存将具有非凡意义。

当然,并不是所有的研究项目都指向前沿探索。太空材料开发也是目前关注的重点领域。已知的太空材料项目包括:高熵合金、多孔合金、发动机车叶金属材料等。

是的,在中国的空间站内,我们将有希望彻底治愈那严重钳制中国航空事业发展的“心脏病”问题!

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伟大的国际空间站,将在3年后迈入寿命末期。曾经被我们仰望的存在,陨落在即。站在2021年这个时间节点上,中国人民正以前所未有的自信,向着这颗苍蓝之星以外的星辰大海迈进。

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