中国访谈丨解读首次“太空会师”后为何任务繁重?中国空间站将迎来哪些新变化?
中国访谈

2022-12-02 17:27
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时间:2022年12月2日
嘉宾:国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员 杨宇光

2022年11月29日23时08分,我国的长征二号F遥十五运载火箭承载着神舟十五号飞船发射升空。6个半小时后,神舟十五号飞船采用快速自主交汇对接的方式对接于我国天宫空间站天和一号核心舱的前向端口,神舟十五号的三名乘组与神舟十四号乘组的三名航天员顺利在轨“会师”。这是我国历史上第一次进行在轨任务交接,意义重大。

本期节目,邀请国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光为您解读任务亮点及中国空间站建造情况。

国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光。(资料图) 中国网 杨佳 摄影

中国网:神舟十五号飞行任务为何意义重大?首次“太空会师”后为何任务繁重?

杨宇光:神舟十五号飞行任务可以说是一次承上启下的飞行任务,它既是我国在空间站的建造阶段的最后一次飞行任务,也将开启我国空间站的正式运营。

在不久前,随着我们的梦天实验舱的发射,它在与天和一号核心舱对接以后,从前向的对接口转到了侧向的靠泊口,我们空间站的“T”字型的构型就已经构成,这也就是未来我们空间站建成以后的样子。

中国的空间站虽然是三个舱,也就是天和一号核心舱,问天、梦天实验舱组成的,但是要进行深度的一体化,那么整个的空间站,它的环境控制与生命保障系统,它的轨道控制与姿态控制,测控通信与数据管理以及热控等等各个系统都是要进行一体化的。那么这里面有很多繁重的工作,所以说神舟十五号是我们在建设阶段的最后一次飞行任务。从这个角度来说,确实我们的神舟十五号飞行任务有非常重大的意义。

而执行神舟十五号飞行任务的三名乘组也将会非常繁忙。根据中国载人航天工程办公室的权威发布,他们将解锁十五个科研用的机柜。我们知道,中国的空间站在天和一号核心舱有四个机柜的位置是专门为科研准备的。在问天实验舱有八个,在梦天实验舱有十三个机柜的位置是专门为科研准备的。所以,二十多个机柜的位置,我们神舟十五号的乘组要解锁其中的一多半。因为我们知道,随着梦天和问天发射上天的过程中,要经历长征五号B飞行剧烈的震动以及加速等等的环境条件。这些非常敏感的、灵敏的科学仪器,为了保证它不被损坏,都是处在一个加固的状态的,绝大多数都并不是它最终的工作状态。所以,这个解锁的工作量就非常非常繁重,非常非常大。那么这些科研机柜的安装以及随后要进行的40多项科学实验,都是我们神舟十五号飞行任务的亮点,这也代表着我们整个技术是在走向成熟。那么我们在建造阶段,确实面临很多的关键技术的验证,包括空间站从前向对接口转到侧向靠泊口,它的这个转位的过程,这其实是我们在地面上是没法完全验证的,在天上也是头一次做。所以,神舟十四号乘组承担了很多建造过程中的保障任务。如果问天和梦天对接的过程中出现问题的话,我们的神舟十四号乘组可以把它切到手动的对接模式来完成这个过程。所有的这些都说明,我们的神舟十四和神舟十五它的使命任务和分工是完全不同的。

这次我国6名航天员同时在轨,也是创造了一个纪录。我们同时有这么多的中国航天员在空间飞行,这其实背后也需要很深的技术保障,尤其是我们的可再生式的环境控制与生命保障系统。前不久,我们载人航天工程的工程总师周建平在接受媒体采访的时候做过这个比较,我们空间站的设计是按照三人长期在轨驻留设计的,三个人在天上生活一年,如果你不进行资源的回收,每年需要补给的量是8吨,这是非常多的。但目前我们采用物理和化学的方法,采用可再生式的环控生保系统,这样通过资源的回收再利用,我们每年只需要补给400公斤的物资。所以,这个差异是非常大的。

这样复杂的系统,如果我们只有一套,尽管它可以实现很高资源的回收率,但是因为越复杂的系统它就越容易出问题,这也就是为什么我们在问天实验舱有一套独立的环境控制与生命保障系统,它和天和一号核心舱的这一套系统可以形成互为备份,这样能够保证我们三人长期在轨,短期六人在轨。而且三个人和六个人每天呼出的二氧化碳、吸收的氧气、使用水的量都是不一样的。所以说,目前只有在我们空间站问天实验舱到来以后的状态,我们能够支持六名航天员短期在轨的驻留。

尽管只有5天左右的时间,他们每天工作的交接是非常繁忙的。中国建设空间站建站是为了用,空间站每天的科学研究工作越来越繁忙,尤其是现在机柜数量非常多。今后大量存在的是某一项科学实验可能它在某个乘组驻站这半年时间还来不及完成,那么就必须下个乘组来做。在这样的情况下,我们就更需要航天员进行面对面的任务交接,这样对下一个接班的乘组,保障他的安全,正常的生活和工作,应当说也是非常重要的,也是效率最高的方式。

从国外的情况来看,从上个世纪80年代后期,前苏联的和平号空间站就采用了这样的方式。所以说,这也是我们追赶国际先进水平的一个必要的步骤。

中国网:中国空间站将会开展哪些深度国际合作?

杨宇光:根据载人航天工程办公室的发布消息来看,或早或晚我们能够看到国外的航天员乘坐中国的载人飞船来造访我们中国的天宫空间站,就是说这是一个大概率的事件。而且之前我们中国航天员、神舟十三号乘组的叶光富在欧洲参与的联合的洞穴探险的训练,以及意大利宇航员萨曼莎·克里斯托福雷蒂,和德国宇航员马蒂亚斯·毛雷尔在中国的烟台参加海上搜救训练,而且这两位航天员已经能够说流利的中文。所有的这些我们已经公开的事实都让我们看到,应该这一天不会太遥远了。那么未来,我们也期待中国和国际上的其他国家能够有更为深度的合作,而且根据我国的航天白皮书(所介绍),未来我们建设中国航天强国,国际合作是其中必不可少的一个方面,也将成为我们航天强国的一个非常重要的标志。

作为我们中国的空间站,它不但是个国家级的太空实验室,更是一张“中国名片”,那么就是将是一个非常重要的国际合作的平台。那么未来,其实已经由中国载人航天工程办公室和联合国外空司联合向全世界进行实验项目的征集,到现在为止已经有来自17个国家的科学家提出的9项实验被选中,那么这些实验的科学仪器也已经研制完毕,或早或晚可以上行到我们空间站,由中国的航天员开展相应的科学实验。所以,所有的这些都代表我们国际合作将会更加深入地进行。那么未来,我们也期待着甚至可以有国外航天器的造访,或者是将来当我们的空间站在进行扩展,由“T”字型的构型扩展为“干”字型的构型的时候,我们会增加第二核心舱。第二核心舱增加出来的新的对接口和靠泊口可以连接更多的科学实验舱,甚至将来从技术的角度来说是有这样的可能性,由国外制造一个舱段,成为它的永久的一部分。我们也期待这样的可能性能够变为现实,那么这个也是未来我们中国的航天走向国际,那么就是说和国际上的同行共同造福全人类的这样一个举措。

我们也希望能够有更多的国家和中国一道来开展更为深度的合作,这也是整个全世界的大趋势,希望大家共同地为人类的社会进步和科技发展做出贡献。

(本期人员:编导:裴希婷;后期:董超;主编:郑海滨;图片素材提供:汪江波

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