再探苍穹!神十八“80后”乘组出征

再探苍穹!神十八“80后”乘组出征
2024年04月26日 06:36 北京日报客户端

  本报记者 何蕊

  “5、4、3、2、1,点火!”北京时间4月25日20时59分,神舟十八号载人飞船在长征二号F运载火箭的有力托举下,从酒泉卫星发射中心点火升空,搭载着叶光富、李聪、李广苏3名航天员直冲云霄。

  火箭尾焰升腾,瞬间划破了漆黑夜空。

  约10分钟后,神十八载人飞船与火箭成功分离,精准进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射任务取得圆满成功。我国2024年首次载人发射任务告捷。

  约6.5小时的飞行后,飞船抵达中国空间站。3名航天员进驻空间站核心舱,与神十七乘组进行在轨轮换。

4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。新华社发

  此次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的第3次载人飞行任务,是工程立项实施以来的第32次发射任务,也是长征系列运载火箭的第518次飞行。

  太空“握手”丝滑流畅

  神十八载人飞船顺利入轨后,采用自主快速交会对接模式,对接于天和核心舱径向端口,形成三船三舱组合体。

  丝滑流畅的太空“握手”,一次性对准是关键。专家介绍,曾经,我国在太空进行的航天器交会对接都是在水平方向,两个航天器保持在一条直线上,对接只要控制好相对速度就可以实现。从神十三开始,径向交会对接成为常态,飞船是从下方向上,“追”着核心舱交会对接。这个过程,二者必须配合默契。空间站百吨级组合体对飞船测量敏感器的遮挡、空间站组合体发动机工作时羽流间的相互影响,都会给对接带来巨大挑战。

  要实现稳稳地对接,飞船的核心分系统——制导导航与控制系统是重中之重。它被研制人员亲切地称为“神舟舵手”,负责控制飞船从发射到与火箭分离,再到与空间站交会对接,最终从空间站撤离和返回地球的全过程。飞船独立飞行过程中的姿态与轨道控制、太阳翼帆板控制等也靠它。

  2023年5月30日,神十六载人飞船就运用了我国自主研发的“神舟舵手”,与中国空间站成功实现了径向对接。本次发射,研发人员严格把控每一发对接机构的传感器、执行机构、弹簧,把性能参数偏差控制在最小;通过地面标准流程试验,验证了对接机构具备在多种复杂工况下的捕获缓冲能力。

  太空“握手”后,3名神十八航天员将和神十七航天员见面,完成各项既定工作。神十八载人飞船计划停靠6个月。

  太空出差“养鱼种菜”

  一同抵达空间站的,还有拟南芥种子、斑马鱼、金鱼藻等实验样品,以及“微重力环境调控植物干细胞功能和结构的分子网络研究”“蛋白与核酸共起源及密码子起源的分子进化研究”“空间用固液复合润滑材料的设计、界面作用机理及舱外验证”等科学实验装置。在轨期间,航天员将利用它们开展多项太空科学实(试)验。

  发射前不到10小时,中国科学院空间应用工程与技术中心研究员仓怀兴和同事们把一批鲜活的斑马鱼送到了飞船。他介绍,在斑马鱼和金鱼藻所处的密闭太空鱼缸里,有望实现我国首次太空中培养脊椎动物。

  太空养鱼,鱼缸必须密闭,不然水会“飘走”。航天员不仅要给鱼喂食、供氧,为藻类提供营养液、照明,还要进行溶氧、温度、电导率等参数调节,鱼卵收集,废物处理等操作,从而实现系统内部物质和能量的自主平衡及稳定运行。

  有趣的是,斑马鱼也要面临“水土不服”的挑战,必须靠自己调节在水中的姿态,适应微重力环境。

  为何选择斑马鱼和金鱼藻搭配上太空?仓怀兴揭秘,漂亮的斑马鱼体长只有3至4厘米,具有生命力旺盛、繁殖能力强等优势,其与人类基因组有高达80%以上的相似性,可用于研究和揭示生命体某种具有普遍规律的生物现象。“斑马鱼呼出二氧化碳,给藻类进行光合作用,藻类产生氧再供给鱼,鱼的排泄物还能给藻类生长提供肥料和营养。它们构成了一个自给自足、稳定运行的空间自循环水生生态系统。”

  科研人员还专门给这套实验系统安装了相机,地面工作人员也可以通过实时传输的图像,了解实验的进展情况。

  包括这项实验在内,神十八乘组在轨期间将开展90余项实(试)验,涉及空间材料科学、空间生命科学、微重力基础物理、航天医学、航天技术等领域。

  “神箭”可靠性创新高

  托举神十八载人飞船一飞冲天的长二F火箭,被大家亲切地称为“神箭”。它从诞生之初,就注入了“安全基因”。从设计到产品生产,再到靶场的装配操作,任何一个环节,都被放在“显微镜”下,进行抽丝剥茧般的风险分析。航天科技集团一院相关专家介绍,在控制系统方面,火箭采用了双冗余甚至三冗余的设计策略,即使在飞行过程中出现了单板级故障,仍能保障飞行安全。

  与长二F遥十七火箭相比,遥十八火箭可靠性创新高:可靠性评估从0.9896提升至0.9903,安全性评估值达0.99996。

  这背后,是32项技术状态的改进。神十八发射首次使用了合罩操作平台——在扣罩厂房里,操作人员乘坐升降车上下移动,在纵向分离面上,自上而下连接解锁机构,使两个半罩合二为一。操作台由单层升级为4层,实现了并行操作。合罩时间由12个小时缩短为8个小时,合罩效率提升了30%。

  遥十八火箭还首次采用了质量确认形式。设计人员根据装配要求和技术指标形成检验表格,逐项确认装配状态,检查装配数据。装配操作质量更精准更可控。

  20多年间,长征二号F运载火箭保持了100%的发射成功率。随着技术改进和流程优化,长二F火箭发射场流程也已由空间站建造初期的49天缩减到30天。每一项看似微不足道的改变,都助力“神箭”越飞越稳,也为航天员搭建了一条安全“天梯”。

  超级“替补”从未启用

  长二F火箭有一个超级“替补”——逃逸救生系统,从未启用过。但是,研发人员持续不断地针对逃逸救生策略制定、故障模式修订等做改进和完善,力求万无一失。

  这位“替补”的核心部分,其实就在火箭顶上,形似避雷针的“尖尖”,学名为逃逸塔。火箭在待发和上升阶段一旦出现故障,逃逸塔可以迅速点火,拽着航天员乘坐的逃逸飞行器一起和火箭分离,飞到安全区域后再将返回舱释放。

  “逃逸塔就是一个小型火箭,里面安装了4台姿控发动机、1台分离发动机和1台逃逸主发动机,可以在短时间内把飞船带到距离火箭1000到2000米外的安全地带,从而保障航天员在发射前900秒到发射后120秒的救生。”航天科技集团一院长征二号F运载火箭研制人员肖楠形象地将它称为火箭上的“救生艇”。

  未来几年,长征二号F运载火箭将继续执行空间站应用与发展阶段神舟载人飞船发射任务,为空间站开展常态化运营提供坚实保障。而这套超级“替补”逃逸救生系统也将不断优化升级,力求在不启用的前提下,100%保障航天员的生命安全。

  现场

  观众欢送航天员出征

  “见证震撼的场面,感受祖国的强盛”

4月25日下午,神舟十八号载人飞行任务航天员乘组出征仪式在酒泉卫星发射中心问天阁圆梦园广场举行。这是航天员叶光富(右)、李聪(中)、李广苏在出征仪式上。 新华社发

  本报记者 何蕊

  大漠深处的酒泉卫星发射中心,丁香开得正艳,胡杨林逐渐转绿,一派春意浓。

  昨天17时30分许,东风航天城问天阁外的圆梦园广场上,人山人海,航天工作者、群众代表、中外媒体记者们簇拥着,翘首等待神舟十八号载人飞行任务航天员乘组3名航天员出现。

  18时09分,问天阁侧门,身穿乳白色航天服的身影出现了。人们纷纷探着身子,欢呼声越来越大。

  走在最前面的叶光富,脚步稳健。时隔两年,他再次领命出征太空。不过,这一次,他将作为指令长,带领两名新队友完成神十八飞行任务。

  紧跟着的,是两位首次圆梦太空的航天员。乘组中年龄最小的航天员李聪稍快两步。入选我国第三批航天员的3年多时间,他经历了思想、身心素质、专业技能等全方位的训练,完成了从战斗机飞行员到航天员的转变。

  最后走出来的航天员李广苏,非常期待即将开启的太空生活。他还带着一个温暖的“小任务”——替自己的孩子看一看,天上的星星到底会不会眨眼。

  “总指挥长同志,我们奉命执行神舟十八号载人航天飞行任务,准备完毕,请您指示!航天员叶光富!”

  “航天员李聪!”

  “航天员李广苏!”

  “出发!”

  问天阁圆梦园广场,欢腾的海洋翻涌起来。

  道路两侧,国旗招展,鲜花挥动,灿烂的笑容洋溢。“向航天员学习!向航天员致敬!”“祝你们成功!等你们凯旋!”鼓掌声、欢呼声此起彼伏。

  人群中,有身着制服的航天科技工作者,有从各地赶来的群众,有穿着校服的学生。电视屏幕前,还有千千万万的人关注着。航天梦的种子,在这一刻播撒。

  “航天员,加油!”6岁的朵朵站在观众席第一排,使劲儿挥动着手里的国旗,踮着脚向航天员打招呼。家长钟女士说:“我们专程从山东来看火箭发射。出发前,朵朵就激动得不得了,特意给自己挑了一件蓝色裙子,她说这是天空的颜色。我们希望带着她一起,见证震撼的场面,感受祖国的强盛。”

  刘先生是西安交通大学教师,专程和同事一起来现场观看发射。他们还专门参观了东风航天城的展览馆。刘先生说:“一代代航天人艰辛的付出,才换来了如今辉煌的航天成就。作为中国人,我感到无比自豪!我想把这些感受讲给学生听。”

  伴着《歌唱祖国》的旋律,3名航天员一边前行一边向热情的人群挥手,最后登车前往发射场。

  车开远了,人群久久不散。大家眺望远方,期盼着又一个灿烂壮丽时刻的到来。

  侧记

  天涯同此时

  共筑太空梦

  本报记者 孙乐琪

  “各号注意,我是0号,30分钟准备!”昨天20时29分许,北京航天飞行控制中心大厅内,工作人员正在紧张有序地为神舟十八号发射任务做着各项准备工作。

  大屏幕上,实时显示着火箭参数、发射场气象数据和酒泉卫星发射中心的实时图像。此时,发射场暮色四合,在发射塔架的灯光照射下,神舟十八号载人飞船与长征二号F遥十八运载火箭组合体巍峨矗立、蓄势待发。

  工作人员神情专注,严阵以待。一双双眼睛紧盯屏幕。

  大厅里,不时响起指尖敲击键盘的哒哒声,一声声“正常”的报告声此起彼伏,安抚着紧张的情绪。

  “1分钟准备!”随着现场0号指挥员的声音响起,每一个人都屏气凝神。

  承载着3名航天员的神舟十八号飞船即将升空,这是中国航天又一个里程碑式的瞬间。

  “5、4、3、2、1。”

  “点火!”

  每个人的目光,都聚焦在显示着实时画面的大屏幕上。20时59分,伴随着巨大的轰鸣声,托举着神舟十八号飞船的长征二号F遥十八运载火箭腾空而起、直冲云霄,喷射而出的熊熊尾焰照亮了深邃的夜空。

  “雷达跟踪正常”“遥测信号正常”“飞行正常”……来自四面八方的数据,源源不断地汇聚,洪亮有力的报告声接连不断。

  “逃逸塔分离!”“助推器分离!”“一二级分离!”“抛整流罩!”一个个预定动作完美完成。工作人员全神贯注地收集着信息,紧张地进行数据处理。

  “船箭分离!”约10分钟后,神舟十八号飞船脱离了长征二号F遥十八运载火箭,进入预定轨道。随后,太阳帆板顺利展开。经地面监测,座舱环境正常,航天员感觉良好……21时59分,中国载人航天工程办公室宣布神舟十八号载人飞船发射任务圆满成功,飞控大厅里响起热烈的掌声。

  夜已深,大厅里,工作人员们仍目不转睛地坚守在岗位上。大楼外,高远的星空下,“坚定航天报国志向,坚定航天强国信念”的标语隐隐泛着光泽。

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