“天宫”升空伴明月 天宫二号中秋夜顺利升空

16.09.2016  16:37
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15日,长征二号F T2火箭将天宫二号空间实验室发射升空 新华社发

9月15日22时04分,搭载着天宫二号空间实验室的长征二号F T2运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约575秒后,天宫二号与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。

后年发射空间站核心舱

天宫二号是真正意义上的空间实验室,肩负着验证中国空间站建造重要技术的使命。

与空间站相比,8吨多重的天宫二号还很小。“麻雀虽小,五脏俱全。作为一个长期在轨无人独立飞行、短期有人照料的在轨平台,天宫二号具备了空间站需要具备的基本能力。”中国载人航天工程总设计师周建平说。

空间实验室任务完成后,我国将会进入空间站建设阶段,我们将建造一个具有时代技术特征和中国特色的中国空间站。”周建平说,“2018年前后,我国将发射空间站核心舱。”2020年前后将建成空间站。

中国空间站建成后,载人航天飞行将成为常态。”周建平说,“一般来说,一年至少需要两个乘组、6名航天员进入空间站,这意味着航天员的飞行任务会越来越频繁。

中国航天具备登月能力

国际上,许多科学家认为,火星是人类应该追求探索的重要目标。中国的火星探测器已进入研制阶段。对此,周建平坦言,火星探索是一个非常复杂的工程。

现阶段而言,载人登月才是离人类更近的目标。”周建平认为,“这是登陆火星之前必须要走的途径”。

从技术上讲,中国航天具备了开展载人登月的基本能力。”周建平说,载人登月在技术上比现阶段进行的载人飞行更复杂,规模也更大,要实现这一目标,我国在技术上仍然面临许多挑战:需要更大运载能力的火箭、可载人着陆月面并返回的飞行器和新的地月往返飞船…… (新华社)

逐月 天宫二号空间实验室发射升空(拼版照片) 新华社发

文/羊城晚报记者 李妹妍 温建敏

中秋夜,天宫二号正式升空。在接下来的一个月,天宫二号将以最佳的姿态等待神舟十一号的到来,在距离地球近400公里的太空完成交会对接,构建我国“最高空间实验室”,为航天员组建“太空之家”,共同开展以航天器新技术验证和航天医学试验为主题的一系列太空实验。

航天员的“太空之家”如何打造?“最高空间实验室”又有何奥秘?羊城晚报记者从中国空间技术研究院了解到,在天宫二号和神舟十一号研制过程中,研制人员对天宫二号进行了全面的改装和升级,不仅为航天员打造“五星级太空之家”,也为各项空间科学和应用实验提供有力保障。

A、全面升级的高智能“太空之家

天宫二号和神舟十一号的深空之征,不仅要克服发射过程中高低温交叉的“冰火两重天”、剧烈震动的严峻挑战,还要在高能粒子、宇宙射线充斥的恶劣环境中为两位航天员提供三十天如一日的高品质空间保障。

天宫二号进行了全面的改装和升级。”天宫二号总设计师朱枞鹏介绍称,不仅解决了天宫一号在轨运行过程暴露出的产品设计瑕疵,“更极尽所能、集智攻关用各类‘神器’武装‘太空之家’,显著提升了它的性能和智能化程度。

据了解,高智能是“太空之家”的一个突出特点。其“智能大脑”——SpaceOS2操作系统不仅可自主进行航天器飞行轨道、姿态调整、运行状态的智能化诊断,遥测下传、地面遥控指令的执行,还可“一心多用”,同时管理运行几十个任务,实现多台计算机在故障时无缝切换,为航天员在太空工作生活提供了有力的生命保障。

整合航天器十多个分系统的所有数据,把复杂、晦涩的专业数据浓缩成为52组画面,实现在轨海量信息的图形、文字、动画的智能化处理与显示,为航天员执行任务提供了清晰、直观、舒适的显示界面,极大降低在轨操作的负担和难度。

值得一提的是,“天宫二号”在我国航天器上首次采用“插拔式”的结构设计,其系统设计是模块化的,也就是说它出现问题时可以快速更换和在轨维修,这在国内空间领域属于首创。

B、“钢铁熔炉”细细打磨可靠家园

在远离地球300多公里的冷寂太空执行长达30天的飞行任务,是对我国空间保障能力的严峻挑战。

据介绍,天宫二号和神舟十一号由数以万计的零部件组建构成,中国空间技术研究院技术人员按照整个产品研制过程,有重点、有针对性地设置了试验检验体系,并运用表格化管理、产品数据包管控的方式实现了对每个零部件全生产周期质量信息的可监控、可审查、可追溯。

考虑到“太空之家”中长期在轨、在轨加注等任务的特点,技术人员专门推出了连续100小时模拟飞行试验、航天员中期驻留地面1:1试验等各种试验,在整船累计电测时间上更是突破了1500小时,刷新了天宫一号创造的纪录。

真金不怕火炼”,为了确保天宫二号、神舟十一号质量和可靠性过硬,技术人员打造出集力学、热真空、噪声、电磁兼容等各类试验于一体的“钢铁熔炉”,通过近百次各类实物试验、数千次数字化模拟仿真试验,确保每一个上天零部件、产品的质量都硬当当。

在不断加强试验检验力度的基础上,研究人员还针对“太空之家”两人乘组的新特点,用三维模型的数字化利器,对航天员在太空工作生活30多天的操作进行了全过程虚拟化仿真,从人工力学的科学性、各类程序的协调性、可操作性进行全面分析,进一步改进了产品设计方案和安全性,完善了在轨飞行程序和故障处置程序,为航天员在太空圆满完成各项既定任务再上一道安全锁。

为成功实现中期驻留,天宫二号空间实验室研制团队从提高生活质量、降低工作负荷、改善睡眠环境、丰富娱乐条件等几个方面对实验舱进行全新设计,这也是我国载人航天史上首次系统地开展载人宜居环境设计。

C、天宫二号满载任务升空

作为我国首个真正意义上的太空实验室,“天宫二号”空间实验室除了要验证航天员在轨中期驻留,还将开展14项空间科学和应用实验,这也是我国载人航天史上空间科学任务最多的一次。

天宫二号空间实验室将开展的实验中,包括了空间科学物理领域重点项目——空间冷原子钟实验,有望实现3千万年误差一秒的超高精度,对卫星定位导航等生产生活及引力波探测等空间科学研究将产生重大影响。空间冷原子钟可以将航天器自主守时精度提高两个数量级,大幅提高导航定位精度。

科研人员将借由冷原子钟,观测伽玛暴进一步推测宇宙演化;用半年时间进行植物全生命周期培养,试图制备出各种罕有材料;他们还会建一座液桥,剖析热毛细对流的过程……天宫二号总设计师朱枞鹏介绍说,天宫二号承担了各类科学实验涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学、航天医学等多个领域,任务量空前。其中,除了伽玛暴偏振探测是与国外科学家合作联合研究外,其余13项科学实验将全部由我国科学家自主完成。

航天员搭乘神舟十一号飞船与天宫二号对接后,也将会直接参与操作其中的两项实验,分别是综合材料制备实验和高等植物培养实验。中科院空间应用中心有效载荷运控中心主任郭丽丽介绍,天宫二号也是未来空间站的一个雏形,它是真正意义上的一个空间实验室。为充分利用这个实验室的资源,安排了比较丰富的科学应用项目。

与此同时,中科院上海光机所研制的“空间冷原子钟”搭载天宫二号发射升空,将成为国际上首台在轨运行并开展科学实验的“空间冷原子钟”,同时也是目前在空间运行的最高精度的原子钟。

关乎你我

天机”走进寻常百姓家!天宫二号将开展系列科普活动

孩子们,请期待“蚕宝宝的太空之路

天宫二号空间实验室和神舟十一号载人飞船组合体飞行期间,航天员将完成三项实验:太空养蚕、“双摆实验”以及“水膜反应”。三项实验的设计者都来自香港中学生太空科技设计大赛。

更令人期待的是,作为我国“最高科学殿堂”,天宫二号还将开展一系列科普活动。比如,随着下一步神舟十一号的发射,在天宫二号和神舟十一号构建的组合体中将进行香港中学生科学大赛的推荐作品——“蚕宝宝的太空之路”试验,通过向国内中小学生演示蚕宝宝在太空如何吐丝、结茧等过程,激发青少年热爱科学的热情。中国空间技术研究院技术人员称,他们为此专门运用轻质、高强度复合材料为蚕宝宝制造了高科技的“太空之家”。

天宫二号也承载着中外科学家的共同期盼。比如,中法两国科学家将联合对航天员心血管功能的失重效应及调控机制开展研究。

中国载人航天工程办公室副主任武平对记者说,自1992年实施载人航天工程以来,累计形成近千项国家级发明专利,有2000余项技术成果被广泛应用于国民经济各行业。

以天宫二号为例,空间冷原子钟将会提高卫星导航精度,让出行更加精确;宽波段成像光谱仪和紫外临边成像光谱仪,将提高天气预报及空气质量的预报水平。

武平说,未来空间站任务中,中国将在设备研制、航天员培训、空间应用、联合飞行和航天医学等方面开展更广泛的国际合作,与世界各国共同推动空间技术发展。