神十四神十五两乘组即将“太空会师”

孔苡亭 2022-11-23

    记者从中国载人航天工程办公室获悉,11月21日下午,在酒泉卫星发射中心,神舟十五号载人飞船与长征二号F遥十五运载火箭组合体已转运至发射区,计划近日择机实施发射。

    目前,发射场设施设备状态良好,后续将按计划开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作。

    ■ 已进入最后发射准备阶段

    21日下午,在酒泉卫星发射中心,已经完成了总装测试等工作的神舟十五号船箭组合体,平稳驶出垂直总装测试厂房,通过垂直转运的方式前往发射塔架。垂直总装、垂直测试、垂直运输,被称为三垂测试发射工艺,可最大限度保证产品测试、发射准备状态与发射状态一致。

    酒泉卫星发射中心测发技术总体专家谌廷政介绍,转运前,在技术区已经顺利完成了火箭的功能检查和匹配性测试,完成了飞船的综合电测和加注扣罩等工作。目前火箭和飞船状态良好。

    航天科技集团一院长征二号F运载火箭副总设计师刘烽解释说,火箭转到发射区之后,要进行各系统的功能检查,以及与飞船的接口匹配,后续还要参加整个发射场的全区合练。活动发射平台托举着神舟十五号船箭组合体平稳驶过约1.5公里的无缝转运轨道,安全抵达发射塔架,这意味着长征二号F遥十五运载火箭已经进入最后的发射准备阶段。

    ■ 航天员“专属座驾”全面升级优化

    作为航天员的“专属座驾”,长征二号F运载火箭这一次也进行了全面升级优化:这次遥十五火箭相比上一发遥十四火箭,一共有45项技术状态变化,其中就包括,怎样将航天员更加精准地送入预定轨道。

    据刘烽介绍,长征二号F运载火箭都是零窗口发射,如果发射过程中有任何问题,有可能会造成窗口的延迟,这样的话就会影响入轨的精度。

    作为航天员的“专属座驾”,需要将航天员精准地送入预定轨道,这就需要火箭可以自主应对天气因素产生的影响,从而实现零窗口发射。为了使入轨精度做到最高,科研人员还对火箭的控制系统和遥测系统进行了升级。

    刘烽说:“我们又增加了(火箭)起飞时间偏差的适应性,采用这个技术之后,可以在它(火箭)的轨道参数里头进行相关的修正,自动补偿起飞过程中的时间偏差,能够确保入轨的精度。另外,对火箭的遥测系统、发射机,还有导航接收机也进行了相关的升级工作,使导航接收机接收卫星的数量更多、精度更高。”

    ■ 发射1发备份1发,两发火箭轮流“站岗”

    长征二号F运载火箭是我国目前唯一执行载人任务的火箭,因此它的高安全性是必不可少的。中国空间站进入建造阶段后,迎来了高密度发射任务,每一次亮相,它的可靠性与安全性都会再次提升。

    刘烽说:“我们在提高遥十五火箭可靠性方面进行了26项的技术状态变化和更改,例如耗尽关机变换器,识别出有个别的器件存在单点失效的模式,这回也把相关的器件进行了冗余改进。”

    冗余改进简单来说就是相同器件有备份,在一个出现问题的情况下,另一台设备可以无缝衔接,确保火箭正常运行。不仅对器件进行了冗余设计,长征二号F运载火箭也采用了“发射1发、备份1发”的模式,两发火箭轮流“站岗”,进入值班状态的火箭如果接到应急救援命令,可以随时实施应急救援发射,保障航天员的生命安全。在接下来的工作中,航天人还会对火箭进行各项检查测试,每天监测火箭状态,让火箭以最佳状态迎接发射。

    ■ 载人火箭为航天员加了“双保险”

    长征二号F运载火箭是1992年我国载人航天工程启动后,专为载人任务而研制的火箭,到今天已经陪伴中国载人航天走过了30年。其实它的研制是参考了一型叫做长征二号E的火箭,这也是当时中国低轨道运载能力最强的火箭。它是怎样从一型普通运载火箭变身为载人火箭?未来还将有哪些突破?

    刘烽介绍,长征二号F作为载人火箭,最大的特点就是两个系统,一个逃逸系统,一个就是故障检测处理系统。这两个系统都是为了载人火箭而设置的。它主要目的就是为了在待发段和火箭飞行的上升段,检测火箭的故障。这时候如果火箭出现一些灾难性的故障,为了确保航天员的生命安全,用这两个系统来把航天员带离火箭的危险区。载人(任务)多人多天的任务特点,后续载人飞船肯定重量会更大,也需要载人火箭进一步提高运载能力。第二个就是对于整个飞行的故障容错能力应该进一步提高,我们正在做智慧火箭。第三方面就是可重复使用,对于载人火箭来讲,要在可重复使用方面做出更大的技术创新和进步。

    ■ 神十四神十五两乘组在轨轮换

    神舟十五号载人飞船发射后,将会对接在天和核心舱节点舱的前向对接口,也就是现在空间站组合体唯一一个空着的对接口。到那时,中国空间站将会形成“三大舱段”+“三艘飞船”的组合体。两艘神舟飞船同时在轨工作,这将是我国载人航天工程中的首次。而神舟十五号和神舟十四号两个乘组也将实现“太空会师”,共同完成首次航天员乘组的在轨轮换。

    据航天科技集团五院载人飞船系统总体主任设计师高旭介绍,一切正常的话,神舟十五号的乘组将会在太空中与神舟十四号在轨会面,在完成短暂的5—10天的同时在轨轮换之后,神舟十四号的乘组搭乘神舟十四号返回地面,神舟十五号乘组继续在轨执行飞行任务。

    两艘神舟飞船同时在轨工作,这也将是我国载人航天工程中的首次,对于神舟飞船研制团队来说也将是一次全新的挑战。据航天科技集团五院载人飞船系统总体主管设计师肖雪迪介绍,两艘飞船停靠在空间站,天地通信,还有飞行器之间的通信,对两艘飞船的识别都是一个新的状态,为此,在地面充分地做了仿真测试等验证工作,做好了充分准备。

    ■ 未来空间站建成之后转入应用阶段

    目前,中国空间站已经完成了“T”字基本构型的在轨组装,随着神舟十五号的到来,还将首次迎来两组航天员的在轨轮换。

    肖莉介绍,我们从空间站建设之初的理念就是“建站为应用”,其中最核心的内容是为了科学发展。未来,三舱组合体可以达到25个科学实验机柜的规模,并且都是技术先进、瞄准前沿科学问题的。未来空间站建成之后转入应用阶段,将对外分阶段发布项目征集,已经建立很完备的科学应用规划体系,有实验机柜基础设施的配套、实验项目的遴选和推举机制。未来,通过国家的空间实验室,产生一批有质量的、国际领先的科学发现和科技成果。

    中国人探索太空的脚步一定会越走越远,目前也在研制新型载人火箭和载人飞船,在可重复使用、低成本、提升性能和能力方面做进一步的研究和研制工作。

    明后年还将发射巡天光学望远镜,这是一个可以自主飞行的天文界翘首期盼的设备,能观测的场域达到42%左右,性能先进,同时它还可以停靠到空间站上进行模块升级,或者推进剂的补加和维修维护的工作。制图:肖琴

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