中國空間站挺進有人長期駐留時代(筑夢“太空之家”——中國空間站建設記(11))

　　本報記者 劉峣

　　《 人民日報海外版 》( 2021年10月28日 第 09 版)

　　近日，神舟十三號載人飛船成功發(fā)射，并與中國空間站天和核心艙完成了徑向交會對接。3名中國航天員——翟志剛、王亞平和葉光富進入核心艙，開啟了為期6個月的太空生活。中國空間站迎來了“老家”來的第二批訪客，開啟了有人長期駐留時代。

　　轉眼間，神舟十三號任務已進行了十日有余。在中國各地，夜空中“捕捉”空間站的蹤跡，成為眾多天文愛好者的新時尚。而在太空之上，中國航天員也將在駐留期間實施出艙活動、空間科學實驗與技術試驗等任務。

　　徑向交會對接跳起“太空華爾茲”

　　神舟十三號與天和核心艙的交會對接，是中國載人飛船在太空實施的首次徑向交會對接，即通過天和核心艙下方對接口與空間站進行交會并對接。

　　為何要進行徑向交會對接？北京航天飛行控制中心空間站任務總師孫軍說，后期進行航天員乘組輪換時，同時會有兩艘飛船對接空間站，而徑向交會對接能提高進駐空間站的通道和手段。

　　此前，天舟二號、神舟十二號和天舟三號飛船均采用前向或后向對接。對接時，核心艙和飛船“連成一條線”。而神舟十三號對接后，則與核心艙呈垂直狀態(tài)。目前，中國空間站實現(xiàn)了核心艙、2艘貨運飛船、1艘載人飛船共4個飛行器組合體運行。

　　據(jù)專家介紹，神舟飛船的發(fā)動機、控制系統(tǒng)和敏感器，都是專門為全方位與空間站對接而設計，只有神舟飛船能和空間站進行徑向交會對接。徑向對接雖然只是方向變了90度，但“太空華爾茲”的難度卻不小。

　　在前向、后向交會對接時，飛船有一個200米保持點，即使發(fā)動機不工作，飛船也能較長時間保持穩(wěn)定的姿態(tài)和軌道。但徑向交會沒有穩(wěn)定的中途停泊點，需要持續(xù)控制飛船姿態(tài)和軌道，推進劑消耗大、故障處置難。

　　徑向交會過程中，飛船要進行由平飛轉豎飛等大范圍的姿態(tài)機動。這對飛船的敏感器提出了更高的要求。如同飛船的“眼睛”，敏感器必須具備較高的識別目標和不被復雜光照變化干擾的能力。

　　神舟十三號徑向交會對接整個過程，是在制導導航與控制(GNC)系統(tǒng)指揮下，由飛船智能自主完成的。據(jù)專家介紹，未來空間站載人交會對接任務中，徑向交會和前向交會將交替使用。

　　首次徑向交會對接順利實施，離不開中國航天科技集團五院神舟飛船研制團隊數(shù)年的技術攻關和地面實驗。為適應空間站組合體不同構型及來訪航天器不同停靠狀態(tài)，研制團隊設計了新的交會路徑和繞飛模式，增加了繞飛、快速交會對接、徑向交會對接各項功能。1個多月前，神舟十二號與空間站組合體完成了繞飛及徑向交會試驗，為神舟十三號任務奠定了技術基礎。

　　機械臂任務升級 “太空課堂”繼續(xù)開啟

　　在神舟十二號任務中，“全能”的核心艙機械臂成為各界關注的熱點。通過兩次出艙活動，神舟十二號任務首次檢驗了航天員與機械臂協(xié)同工作的能力及出艙活動相關支持設備的可靠性與安全性。

　　神舟十三號任務中，機械臂依舊是任務的“主角”之一。中國載人航天工程新聞發(fā)言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強說，神舟十三號任務的主要目的包括開展機械臂輔助艙段轉位、手控遙操作等空間站組裝建造關鍵技術試驗；進行2-3次出艙活動，安裝大小機械臂雙臂組合轉接件及懸掛裝置，為后續(xù)空間站建造任務作準備。

　　中國載人航天工程總設計師周建平表示，未來機械臂所承擔的任務會更復雜。例如空間站建好后，如果需要將核心艙的太陽能帆板收起來，就需要航天員與機械臂的協(xié)同。

　　神舟十三號是中國迄今為止時間最長的一次載人飛行，將首次考核并驗證空間站任務航天員長期在軌駐留能力。林西強說，在軌駐留6個月，是空間站運營期間航天員乘組常態(tài)化駐留周期。

　　為此，神舟十三號任務將進一步驗證航天員在軌駐留6個月的健康、生活和工作保障技術。林西強說，神舟十三號任務將針對不同時期、不同個體的身心特點，每月對航天員健康狀態(tài)進行全面評估。根據(jù)評估結果，適時調(diào)整航天員失重防護鍛煉項目、航天員營養(yǎng)配餐方案以及心理支持活動等。同時，針對女航天員參加飛行任務，重點從生活保障、健康保障等方面進行針對性設計，確保女航天員長期飛行、健康生活、高效工作。

　　在太空中開展科學實驗，也是空間站的主要使命之一。神舟十三號任務將進行航天醫(yī)學、微重力物理領域等科學技術試驗與應用�？梢灶A見，中國空間站在接下來的工作當中，有望獲得大量來自不同領域的科研數(shù)據(jù)，產(chǎn)出高水平的科學成果。

　　在2013年的神舟十號任務中。航天員王亞平曾進行了一場別開生面的“太空授課”，全國6000萬名中小學生在地面課堂上課，“太空課堂”收獲熱烈反響。此次跟隨神舟十三號進入空間站，王亞平將繼續(xù)開課。

　　林西強說，空間站作為國家級太空實驗室，蘊含著得天獨厚、極為豐富的科普教育資源。中國空間站不僅是全球科學家開展空間科學、空間技術、空間應用的研究平臺，而且是鼓勵青少年熱愛航天、參與探索、追求科學的實踐平臺。為此，此次任務策劃了更加形式多樣的科普教育活動。

　　明年年底前完成空間站三艙組合體建造

　　神舟十三號任務是空間站關鍵技術驗證階段的第六次飛行任務，也是該階段的“收官之戰(zhàn)”。后續(xù)，中國載人航天工程將全面轉入空間站建造階段。

　　林西強介紹，空間站建造階段共規(guī)劃實施6次飛行任務——首先發(fā)射天舟四號貨運飛船，運送補給物資，為隨后實施的神舟十四號載人飛行任務做準備；神舟十四號乘組在軌駐留期間，將先后發(fā)射問天實驗艙和夢天實驗艙，與天和核心艙對接，進行艙段轉位。

　　2022年底前，中國將完成空間站三艙組合體建造，隨后實施天舟五號貨運補給和神舟十五號載人飛行任務。神舟十五號乘組將與神舟十四號乘組開展在軌輪換。對空間站狀態(tài)進行全面評估后，將轉入空間站應用與發(fā)展階段。

　　后續(xù)，中國還將擇機發(fā)射巡天空間望遠鏡，與空間站共軌長期獨立飛行，開展巡天觀測，短期�？靠臻g站進行補給和維護升級。

　　周建平介紹，巡天望遠鏡的分辨率和哈勃望遠鏡相當，但巡天望遠鏡的視場角要比哈勃望遠鏡大300多倍，很多國際科學家非常感興趣。“我們一直在促進這方面的工作，會開放科學設施，歡迎更多的科學家進行合作。”

　　林西強說，對于其他國家的航天員進入中國空間站、展開國際合作，中國持歡迎態(tài)度。相信在中國空間站完成建造、進入運營與應用發(fā)展階段后，大家將會看到其他國家的航天員參與中國空間站的飛行任務。

　　林西強表示，中國空間站的建成，將為開展包括航天員聯(lián)合飛行在內(nèi)的更廣泛的國際合作提供更好的平臺。目前，已經(jīng)有不少國家和地區(qū)提出了這方面的意愿。在航天員選拔訓練方面的中外合作已經(jīng)開展。比如，中國航天員曾赴俄羅斯參與訓練。再比如，神舟十三號航天員葉光富曾于2016年參加過歐空局組織的洞穴實驗，歐洲航天員也曾于2017年參加過中國組織的海上救生訓練。