“问天”飞天 中国空间站将如何“升级”?

本文转自:看看新闻
7月25日凌晨3点13分 , “问天”实验舱与“天和”核心舱组合体成功完成在轨交会对接 。在浩瀚宇宙中 , 实现了中国航天分量最重的“太空之吻” 。
整个交会对接过程历时13个小时 , 这是我国两个20吨级航天器首次在轨实现交会对接 , 也是空间站有航天员在轨驻留期间首次进行交会对接 。
上午10点03分 , 神舟十四号航天员乘组成功开启“问天”实验舱舱门 , 顺利进入“问天”实验舱 。这也是中国航天员首次在轨进入科学实验舱 。交会对接好比在太空“穿针引线” , 为了更精准、可靠地完成这一任务 , “问天”实验舱从发射到对接 , 克服了多重困难 。
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"太空之吻"能否成功 "零窗口"发射很关键
交会对接最大的难点 , 莫过于实现“零窗口”发射 。这意味着发射时间必须分秒不差 , 这对大推力的长征五号B运载火箭来说 , 是不小的挑战 。为了实现“零窗口”发射 , 科研团队对发射流程进行了优化 , 预留出2.5分钟的故障处理时间 。
此外 , 还对火箭起飞时间进行了偏差修正 , 使火箭如果推迟0到2.5分钟发射 , 都能在飞行过程中自动修正飞行偏差 , 将“问天”精准送入预定轨道 。而与火箭分离后 , “问天”还要进行6次变轨 , 来到与“天和”核心舱相距52公里的位置上 。
“问天”和“天和”交会 对飞控提出更高要求
两个重量均超过20吨的庞然大物 , 要实现交会对接 , 必须尽量减少它们之间撞击力 。由于“问天”实验舱还携带着两个巨大的太阳能帆板 , 就好比带着一对巨大的翅膀进行交会对接 , 更增加了额外的难度 。为此 , “问天”实验舱专门采用太阳帆板二次展开方案 , 发射后先展开约五分之一的长度 , 待对接完成后再展开到位 , 大大提高了交会对接的可控性 。
曾参与过神舟飞船、天宫实验室、空间站“天和”核心舱以及“梦天”实验舱的工业设计等任务的载人航天工业设计专家、西北工业大学教授苟秉宸认为 , “问天”实验舱与“天和”核心舱两个超过20吨级的航天器以第一宇宙速度实现精准地接 , 是我国航天史上首次 。对接时信号的互联互通 , 也是最终成功的关键因素之一 。至于为何要实现“零窗口”发射 , 苟秉宸称 , 航天器进入太空轨道后是以第一宇宙速度 , 也就是每秒7.9公里飞行 , 如果“问天”要追上并对接“天和” , 也就意味着它需要携带更多的燃料 , 花费更多的时间以及更快速度 , 中间错过任何一秒 , 或者携带燃料存在误差 , 对接就会失败 , 这实际上是系统性的复杂工程 。
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“梦天”蓄势待发 定位与“问天”大有不同
“问天”实验舱的成功发射是中国空间站建设的重要一步 , 接下来 , “天和”核心舱还将迎来多位“太空访客” 。
目前 , “问天”实验舱与“天和”核心舱的前项对接口完成交会对接 , 形成了一个“一”字组合体 。而在轨2个月后 , “问天”实验舱将转位到核心舱的侧向对接口 , 与它形成“L”构型 , 这也是我国空间站建造阶段的首次转位任务 。转位后的组合体将静待“梦天”实验舱的到来 。按照计划 , 今年中国载人航天工程还将执行3次发射任务 , 发射“梦天”实验舱与“天和”核心舱对接 , 形成空间站三舱“T”字基本构型 , 完成空间站在轨建造 。