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零下20℃發(fā)射,神十五為啥不會(huì)被“凍僵”?解析神十五發(fā)射的亮點(diǎn)與難點(diǎn)
發(fā)布者: 超級(jí)管理員 發(fā)布時(shí)間: 2022-11-30 已訪問(wèn): 211 次

11月29日晚23:08,在將近-20℃的低溫天氣里,神舟十五號(hào)載人飛船順利點(diǎn)火出發(fā),向著中國(guó)空間站奔騰而去。這是中國(guó)載人航天歷史上“最晚”的一次載人飛行,神十五乘組將與神十四乘組在中國(guó)空間站首次“會(huì)師”,并接過(guò)空間站建造階段的最后一棒,在太空見(jiàn)證中國(guó)人自己的空間站正式建成的圓夢(mèng)時(shí)刻。這一次的發(fā)射都有哪些亮點(diǎn)和難點(diǎn)?記者特邀南京航空航天大學(xué)的專家進(jìn)行了解讀。



圖源新華社



關(guān)鍵詞:低溫出行



火箭和航天員的“裝備”有變化



“為什么這一次航天員是‘空手’出征?他們?cè)玖嘀囊粋€(gè)‘小箱子’去哪里了?”不少看過(guò)發(fā)射直播的讀者,提出了這樣的疑問(wèn)。其實(shí),航天員手里的“小箱子”是一個(gè)風(fēng)扇。此前我們見(jiàn)到的神十三、神十四乘組的出征,都是在夏天和秋天,航天員身著厚重的艙內(nèi)壓力服,自然需要通風(fēng)“散散熱”。他們手中的“箱子”便是通風(fēng)熱調(diào)節(jié)裝置。對(duì)于在零下十六攝氏度出征的神十五乘組來(lái)說(shuō),通風(fēng)熱調(diào)節(jié)裝置完全用不上。艙內(nèi)壓力服比較厚重,不透氣透濕,防寒作用明顯。因此,“神十五”乘組出征時(shí)才會(huì)“空手”登船。



不僅人怕冷,火箭也怕。長(zhǎng)二F遙15火箭采取了保暖措施,給相對(duì)“怕冷”的一二級(jí)級(jí)間段穿了一件包裹整個(gè)級(jí)間段的“保暖外衣”。雖然在起飛時(shí)“噼里啪啦”掉了個(gè)八九不離十,但對(duì)于長(zhǎng)期在發(fā)射塔架“站崗”的火箭來(lái)說(shuō),“保暖外衣”作用還是很大的。



“火箭還有個(gè)地方需要恒溫,那便是它的燃料箱。”南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院聞新教授告訴記者,火箭從推進(jìn)劑加注到最終發(fā)射,會(huì)經(jīng)過(guò)10-20小時(shí)不等的針對(duì)低溫發(fā)射的情況,火箭推進(jìn)劑在加注之前會(huì)進(jìn)行預(yù)調(diào)溫,加注后也會(huì)進(jìn)行保溫,確保液態(tài)的推進(jìn)劑能一直“保持狀態(tài)”,發(fā)射無(wú)憂。



關(guān)鍵詞:夜間發(fā)射



發(fā)射時(shí)間是根據(jù)空間站飛行位置來(lái)決定的



這一次神十五出征,發(fā)射時(shí)間安排在了29日晚十一點(diǎn)零八分。發(fā)射時(shí)間為什么會(huì)安排這么晚?能不能在“工作時(shí)間”發(fā)射,不要“熬大夜”?聞新教授告訴記者,發(fā)射的時(shí)間,是根據(jù)空間站飛行的位置來(lái)決定的。我國(guó)“天宮”號(hào)空間站的軌道傾角為 41.5 度,由于地球由西向東自轉(zhuǎn),因此空間站的軌道平面依次掠過(guò)地面的不同位置。當(dāng)這個(gè)軌道平面正好掠過(guò)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心時(shí),就是火箭發(fā)射倒計(jì)時(shí)的“零點(diǎn)”,此時(shí)發(fā)射的飛船,軌道平面與空間站的軌道平面是相同的,這是實(shí)現(xiàn)快速交會(huì)對(duì)接的必要條件。如果不滿足這個(gè)條件,飛船與空間站對(duì)接前需要改變軌道傾角,這樣既浪費(fèi)時(shí)間,又浪費(fèi)燃料。另外,由于我們還要考慮飛船到達(dá)空間站的時(shí)間等因素,這次的“零窗口”就在深夜了。



關(guān)鍵詞:快速交會(huì)對(duì)接



據(jù)悉,本次神舟十五號(hào)與中國(guó)空間站的對(duì)接,依然采用的是快速交會(huì)對(duì)接的方式,預(yù)計(jì)在發(fā)射過(guò)后6.5小時(shí),就能實(shí)現(xiàn)與空間站的“太空會(huì)面”。



專家告訴記者,從神舟十二號(hào)開(kāi)始,我國(guó)的載人飛船新增了自主快速交會(huì)對(duì)接、徑向交會(huì)對(duì)接和180天在軌停靠能力。在太空中“相遇”后,兩個(gè)航天器會(huì)在空間軌道上合并在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè)整體,這是載人航天活動(dòng)的三大基本技術(shù)之一,是實(shí)現(xiàn)空間站和空間運(yùn)輸系統(tǒng)的裝配、回收、補(bǔ)給、維修、航天員交換及營(yíng)救等在軌服務(wù)的先決條件。



圖源 中國(guó)載人航天



關(guān)鍵詞:百噸最大構(gòu)型



只要維持飛行速度,空間站“掉”不下來(lái)



經(jīng)過(guò)6.5個(gè)小時(shí)完成交會(huì)對(duì)接后,中國(guó)空間站將以百噸級(jí)的最大構(gòu)型出現(xiàn)在眾人面前:天和一號(hào)核心艙+問(wèn)天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙+夢(mèng)天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙+天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船+神舟十四號(hào)載人飛船+神舟十五號(hào)載人飛船。這樣的“大陣仗”是前所未有的。



“呈現(xiàn)在我們面前的‘太空房子’有‘三室兩廳’,是航天員和科研工作者一間一間‘拼’起來(lái)的?!甭勑陆淌诮榻B,我國(guó)之所以這么執(zhí)著,在太空建造空間站,是因?yàn)樵谔臻_(kāi)展長(zhǎng)期科研,得讓航天員“有地方住”。 “對(duì)于飛船而言,空間站就是‘碼頭’。同時(shí),空間站也是太空實(shí)驗(yàn)室,科學(xué)家可以在里面開(kāi)展一些空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。”



這么重的“龐然大物”在太空中飛行,為啥不會(huì)掉下來(lái)?“在失重的太空中,影響飛行高度的因素是飛行速度,空間站的自重對(duì)于飛行高度的影響非常小?!甭勑陆淌诖蛄藗€(gè)比方,在太空中飛行的空間站,就像一艘在海水中漂浮的“船”,“太空中的天體,都按照天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律在轉(zhuǎn)動(dòng),不會(huì)停止,也不會(huì)加速,比如我們最常見(jiàn)的‘地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)’,地球也沒(méi)有‘發(fā)動(dòng)機(jī)’。因此,空間站只需要維持飛行速度,一圈一圈繞著地球轉(zhuǎn),‘掉下來(lái)’的擔(dān)心完全是多余?!?/span>



關(guān)鍵詞:太空會(huì)師



這一次的發(fā)射,中國(guó)載人航天還將創(chuàng)下一個(gè)新的“首次”:神舟十五號(hào)和神舟十四號(hào)兩個(gè)乘組將實(shí)現(xiàn)“太空會(huì)師”,共同完成中國(guó)航天史上首次航天員乘組的在軌輪換。“太空會(huì)師”意義非同一般。專家表示,這一次的太空會(huì)師,首先是驗(yàn)證了空間站在設(shè)計(jì)之初就具備短期支持兩個(gè)乘組,同時(shí)在軌的這樣一個(gè)能力,包括對(duì)于環(huán)控、熱控,還有再生生保系統(tǒng)的功能驗(yàn)證。另外,更重要的是兩個(gè)乘組可以完成在軌交接,就是面對(duì)面地開(kāi)展工作,還有生活上一些注意事項(xiàng)的這樣一個(gè)提醒,可以說(shuō),對(duì)我們第一次進(jìn)入空間站組合體的乘組來(lái)講是特別重要的。



“這一次也是對(duì)空間站常駐航天員的一次檢驗(yàn),未來(lái),在空間站常駐的航天員和科研工作者,或許將在目前3人的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容?!甭勑陆淌陬A(yù)測(cè)。



關(guān)鍵詞:最后一棒



“太空一期”竣工,中國(guó)空間站即將迎來(lái)圓夢(mèng)時(shí)刻



與神舟十四號(hào)乘組“會(huì)師”后,神十五乘組將接過(guò)空間站建造階段的最后一棒,在太空見(jiàn)證中國(guó)人自己的空間站正式建成的圓夢(mèng)時(shí)刻。



聞新教授告訴記者,太空實(shí)驗(yàn)室建成后,神十五和神十六乘組進(jìn)入太空的任務(wù),將從建造空間站轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)。“比如一些生命科學(xué)實(shí)驗(yàn),還有相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)研究等等?!甭勑赂嬖V記者,從神舟五號(hào)到神舟十二號(hào),中國(guó)載人航天實(shí)現(xiàn)的大踏步的跨越,跟隨航天員上天的物件也從乒乓球等小物件,逐漸發(fā)展為種子等植物個(gè)體?!捌鋵?shí)從神舟一號(hào)開(kāi)始,航天器就在陸陸續(xù)續(xù)帶著各類種子上天,進(jìn)行太空實(shí)驗(yàn)?!甭勑峦嘎叮磥?lái),航天員在太空中的食物,有望“自產(chǎn)”。



也有網(wǎng)友樂(lè)觀展望,伴隨著“太空一期”在今年年底的完工,未來(lái),是否會(huì)有“太空二期”甚至是月球空間站?聞新教授透露,中國(guó)空間站的使用壽命是十年,“太空二期”已經(jīng)在科研人員的計(jì)劃中了。在未來(lái),中國(guó)建造月球空間站也不是沒(méi)有可能。



揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾?楊甜子



校對(duì) 陶善工