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“神舟”奔“天宫”!“6+6”胜利会师,中国空间站进入长期有人驻留模式

来源:上海航天技术研究院 日期:2022-12-01

202211292308分,载有费俊龙、邓清明、张陆3名航天员的神舟十五号载人飞船,由长征二号F运载火箭托举升空,飞船准确进入预定轨道,中国空间站建造阶段的最后一次发射任务取得圆满成功。神舟十五号载人飞船入轨后,于1130542分,成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。

在载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,神舟十五号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱。完成各项准备后,1130733分,翘盼已久的神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”,热情欢迎远道而来的亲人入驻“天宫”。随后,“胜利会师”的两个航天员乘组,一起在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影。我国首次实现空间站 6 个飞行器和6 名航天员在轨短期驻留,中国空间站进入长期有人驻留模式。

后续,两个航天员乘组将在空间站进行首次在轨轮换。期间,6名航天员将共同在空间站工作生活约5天时间,完成各项既定任务和交接工作。

六战六捷,圆梦“天宫”

我国空间站阶段飞行任务取得了12连胜的优异成绩,其中,仅今年就实现了六战六捷。从 2020 5 5 日首次飞行任务首战告捷之后,我国成功将 3 舱、4 艘货运飞船、4 艘载人飞船送入预定轨道,成功筑梦“天宫”。上海航天技术研究院全体干部职工始终牢记初心使命,弘扬载人航天精神,圆满完成了每一次型号试验任务,为推动我国空间站建造作出了重要贡献。

其中,神舟系列载人飞船由轨道舱、返回舱和推进舱构成,共有 14 个分系统,是我国可靠性、安全性要求最严苛的航天器。上海航天技术研究院承担了神舟载人飞船的电源分系统、对接机构分系统、推进舱结构与总装、测控通信子系统、总体电路分系统推进舱电缆网及三舱配电器等研制任务。

自载人航天工程立项 30 年来,我国先后成功发射了15艘神舟飞船。神舟十五号飞行任务是我国开展的第10次载人航天飞行任务,截至目前,我国已成功将16位航天员、26人次送入太空,任务成功率100%。作为我国载人航天工程的重要研制单位,上海航天技术研究院牢记“载人航天,人命关天”,坚持“首飞标准”,成功交出了一份满意的答卷。

上海航天技术研究院抓总研制的梦天实验舱具有四个特点:最硬核,支持空间站更强科学实验;最智能,货物自动进出舱,打造“太空货运港”;最酷炫,支持在轨释放微小卫星;最顶配,双“翼”驱动实现用电无忧,打造空间技术应用研究“梦工场”,打响中国空间站建造收官之战。

此外,上海航天技术研究院还承担了天和核心舱和问天实验舱电源分系统、对接与转位机构分系统、资源舱结构与总装、测控通信子系统等研制工作,承担了天舟货运飞船电源分系统、对接机构分系统、推进舱结构与总装、测控通信子系统、总体电路分系统推进舱电缆网的研制工作。

“太空之吻”26次完美亮相

神舟十五号成功抵达中国空间站母港后,空间站形成“三舱、三船”“T”字组合体独特造型。不管是“T”字基本构型的搭建还是多艘飞船的来访,我国空间站均需要通过空间交会对接的方式来实现太空“搭积木”,而上海航天技术研究院研制的对接机构则是实现空间站各个舱段间在轨连接、组合运行的重要系统。

2011年对接机构首次成就“太空之吻”以来,至此,对接机构已在轨完成了26次完美亮相,从最初的几十小时到6.5小时,再到2小时快速交会对接,更彰显了对接机构这款“金牌产品”的可靠性。

天和核心舱上安装了空间站所有的被动对接机构,包括三个对接端口和两个停泊端口,是名副其实的“太空母港”。其中,三个对接端口分别是前向端口、径向端口、后向端口,两个侧向停泊端口分别是问天实验舱和梦天实验舱的专用停泊口。

神舟十五号采用快速交会对接模式,首次与90吨级的空间站组合体在前向端口对接,实现刚性连接。现在,核心舱上的对接口“满员”停靠,所有对接机构全部“上岗”工作。为了实现可靠对接、安全停靠,型号研制队伍在地面通过了31次捕获缓冲试验,验证了对接机构具备在单项极限偏差、组合偏差共31种工况下的捕获缓冲能力,使对接机构的运动精度横向偏差可以控制在1mm以内,角度偏差控制在0.1°以内。

此外,中国空间站首次实现同时停靠两艘神舟载人飞船,其中,神舟十五号停靠空间站节点舱前向对接口,神舟十四号停靠在空间站节点舱径向对接口。由于停靠位置的不同,看似状态相同的两艘飞船,无论是光照发电条件,还是天地通信条件,都是完全不同的。来自空间站四组超大柔性太阳电池翼和三个巨型舱体的遮挡,导致两船的能源需求和天地通信需求各不相同。为此,研制团队通过精细制定能源并网时机,精准调控能源并网功率,不仅可以让两艘载人飞船实现用电自由,还能避免能源过剩造成的用电风险。同时,两船在轨的天地通信可通过各种信息大联合,由空间站代传相关信息和指令,统一分配通信资源,实现两船天地测控无缝衔接。

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