“飞船转30米保持、飞船最后靠拢,状态正常、对接机构捕获、对接环开始拉回、对接机构锁紧完成……”
随着北京航天飞行控制中心指挥大厅发出道道指令,现场雷鸣般的掌声随之响起,神舟返回舱的两名航天员景海鹏和陈冬缓缓竖起了大拇指。10月19日3时31分,神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接。这是天宫二号自9月15日发射入轨以来,与神舟飞船开展的首次交会对接。
让两个8吨多的“大家伙”在每秒7.9公里左右的飞行速度下,完美地对接在一起,这个过程无异于在太空中“穿针引线”。那么,这次高难度的太空牵手是如何实现的?与此前任务相比有哪些新特点?两位航天员在天宫二号内将迎来怎样的生活?
对接前飞船进行了4次停泊,航天员进天宫要开三道门
在科技人员精确控制下,神舟十一号载人飞船经过多次变轨,到达与天宫二号相同的393公里高的轨道,并于19日1时11分转入自主控制状态,以自主导引控制方式向天宫二号逐步靠近。北京航天飞行控制中心就对接准备状态进行最终确认后,神舟十一号开始向天宫二号缓缓靠拢。
对接前,飞船共进行了4次停泊——分别为两者相距5公里、400米、120米和30米时。飞船通过敏感仪和通讯设备,检查位置、距离、姿态是否合适。在120米处的停靠站,如果神舟十一号和天宫二号的设备出现问题,将切换到航天员手控交会对接。
在30米停靠站,神舟十一号的捕获锁伸出,卡在天宫的卡板器里,这样飞船和天宫就建立了初步的连接。之后,捕获锁往回慢慢收缩,将飞船和天宫拉近,当对接环完全对上时,对接环里的12把钩锁紧紧钩定在一起,完成对接。两个飞行器建立刚性连接,形成组合体。
自动交会对接实施期间,景海鹏、陈冬并没有闲着。他们在神舟十一号飞船返回舱值守,密切监视着飞船仪表盘上的各类数据和对接过程,认真执行各种指令发送操作,并通过天地通信系统,迅速准确地向地面报告交会对接实施情况。“仪表显示,对接完成,完毕。”航天员景海鹏向地面发回报告,地面和天上进行指令的双重确认。
在两个飞行器完成浪漫“牵手”后,两名航天员开始从神舟十一号飞船进入天宫二号。
对接后,两个飞行器之间的对接机构形成了一个直径约80厘米,长约1米左右的通道。航天员就是通过这个通道进入到天宫二号中。然而,要进入天宫二号并不容易,需要开启“三重门”。
根据地面口令,两名航天员解开束缚带,从座椅上缓缓起身,首先要打开的是返回舱和轨道舱的舱门,这个过程大约耗时1小时左右。航天员必须先调整舱门两侧的气压,才能在安全的情况下打开这两道门。打开这两道门后,航天员则需要面对最后一道、也是最难打开的天宫二号舱门。由于对接通道只有约1米长、80厘米左右粗,航天员想找到一个稳定的姿态开门并不容易。此时,他们会使用手脚限位器帮忙。“神舟十一号报告,已打开空间实验室实验舱前舱门,关闭舱门平衡阀。完毕。”“北京明白。”19日凌晨6时32分,景海鹏、陈冬以漂浮姿态先后进入天宫二号空间实验室。
“北京,我是神舟十一号。”“我是北京,神舟十一号请讲。”通过天宫二号实验舱里的摄像通信系统,航天员景海鹏、陈冬说:“神舟十一号在空间实验室向全国人民问好!敬礼!”
“神十一”主动发光捕获天宫二号,技术难度、风险超过此前对接
此次载人航天任务,创下诸多之最。除了是我国目前持续时间最长的一次载人飞行任务、各类空间实验和试验项目为历次载人航天任务之最外,此次交会的对接轨道也是最高的。天宫二号与神舟十一号交会对接在距离地面393公里的轨道上进行,这比我国之前交会对接的轨道高了50公里,与未来我国空间站运行的轨道高度基本相同。为此,北京航天飞行控制中心工作人员对轨道控制策略和飞行程序进行相应调整,指令的发送时间和飞船返回轨道设计等较以前有所不同。
交会对接作为载人航天三大基本技术之一,是国际公认的技术难题。截至今天,我国已成功开展了7次空间交会对接,充分验证了自动和手控交会对接技术。与以前相比,此次交会对接技术难度更高、风险更大。
在以前的交会对接中,两个航天器距离约120米距离时,作为目标飞行器的天宫交会测量设备会主动发光,供神舟飞船测量成像。此次任务中,神舟飞船变被动为主动,由神舟十一号主动发光,天宫二号来“反射”,神舟十一号主动捕获天宫二号。这种改变有很多好处。天宫被动式反射光,对太阳光的干扰抑制能力更强,飞船获得的图像更清晰,更利于对接;主动发光需要供电,对航天器寿命有一定影响,被动式反射不存在这个问题,符合未来空间站对长寿命的要求。此外,对接的“眼睛”——光学成像敏感器、微波雷达等装备也实现了全面升级。
“不同轨道高度的空间环境不一样,轨道高度越高,空间高能粒子分布区域越广、粒子通量越大,对设备的危害可能性越大。”中国航天科工二院二十五所微波雷达主任设计师蒋清富介绍说,“整个立在舱外的微波雷达系统要抗击住空间高能粒子的冲击,必须有一套可靠的防护装备,才能适应空间站未来长时间服役任务的要求。”此次执行任务的应答机因为搭建了一套自我修复系统,即便空间“枪林弹雨”,也能坚守岗位。
航天员生理参数实时传输,验证了我国首个天地远程医疗会诊系统
19日下午,神舟十一号载人飞行任务两名航天员景海鹏、陈冬通过天地远程医疗会诊系统,成功实现了航天员和航天员支持室、远程医疗会诊中心、地面支持医院四方联动,打通了天地协同远程医疗会诊所需的数据传输链路,验证了我国首个天地远程医疗会诊系统,预示着我国航天员中长期在轨飞行医学保障能力得到显著提高。
“我是曙光医生,请按照手册开始常规医学检查和无创心功能检查”“我是会诊医生,常规医学检查数据和无创心功能检查数据完整有效”“视频话音传输清晰”……19日下午4时许,北京航天城内的航天员与空间应用支持室科研人员严阵以待,大屏幕上清晰地显示着航天员中心远程医学支持中心、地面医院远程会诊中心、航天员在轨画面和航天员实时生理参数,一条条口令、一串串数据在天地间往返。
据中国航天员中心航天员医监医保研究室主任吴斌介绍,景海鹏、陈冬在地面训练中,已经熟练掌握止血、清创和包扎换药等基本医疗技能,心肺复苏、捶击复律等自救互救技能。面对未来空间站任务,航天员在轨驻留时间延长,临床疾病发生概率将会提高,对航天员在轨诊断和医学保障提出了更高要求。为此,在神舟十一号载人飞行任务中,航天员中心牵头组建了天地远程医疗会诊系统,该系统以远程医学支持中心为枢纽,连接天宫二号空间实验室、航天员支持室和地面支持医院,满足及时开展天地协同医学问题专家会诊的需求。
“今天我们组织进行了视频图像下传测试,常规医学检查和无创心功能检查的医疗数据下传验证,结果显示话音图像清晰、医学检查数据完整,证明了天地远程医疗会诊系统链路已经调通,具备实时远程会诊能力。”吴斌介绍,一般情况下航天员在轨诊疗由医监医生即时处理,当病情复杂难以诊断时,就需要借助地面支持医院的临床专家进行会诊,对疾病诊断和处理提出建议,交由航天员中心进行决策处理。
吴斌告诉记者,通过判读当天下传的生理参数,景海鹏、陈冬身体状况一切正常。后续几天内,还将开展模拟医学问题天地协同会诊验证。
已有0人发表了评论