神十五為何深夜發(fā)射？這次發(fā)射都有哪些亮點和難點？

2022-11-30 13:12:11

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11月29日晚23:08，在將近-20℃的低溫天氣里，神舟十五號載人飛船順利點火出發(fā)，向著中國空間站奔騰而去。這是中國載人航天歷史上“最晚”的一次載人飛行，神十五乘組將與神十四乘組在中國空間站首次“會師”，并接過空間站建造階段的最后一棒，在太空見證中國人自己的空間站正式建成的圓夢時刻。這一次的發(fā)射都有哪些亮點和難點？記者特邀南京航空航天大學的專家進行了解讀。

關鍵詞：低溫出行

火箭和航天員的“裝備”有變化

“為什么這一次航天員是‘空手’出征？他們原本拎著的一個‘小箱子’去哪里了？”不少看過發(fā)射直播的讀者，提出了這樣的疑問。其實，航天員手里的“小箱子”是一個風扇。此前我們見到的神十三、神十四乘組的出征，都是在夏天和秋天，航天員身著厚重的艙內壓力服，自然需要通風“散散熱”。他們手中的“箱子”便是通風熱調節(jié)裝置。對于在零下十六攝氏度出征的神十五乘組來說，通風熱調節(jié)裝置完全用不上。艙內壓力服比較厚重，不透氣透濕，防寒作用明顯。因此，“神十五”乘組出征時才會“空手”登船。

不僅人怕冷，火箭也怕。長二F遙15火箭采取了保暖措施，給相對“怕冷”的一二級級間段穿了一件包裹整個級間段的“保暖外衣”。雖然在起飛時“噼里啪啦”掉了個八九不離十，但對于長期在發(fā)射塔架“站崗”的火箭來說，“保暖外衣”作用還是很大的。

“火箭還有個地方需要恒溫，那便是它的燃料箱。”南京航空航天大學航天學院聞新教授告訴記者，火箭從推進劑加注到最終發(fā)射，會經過10-20小時不等的針對低溫發(fā)射的情況，火箭推進劑在加注之前會進行預調溫，加注后也會進行保溫，確保液態(tài)的推進劑能一直“保持狀態(tài)”，發(fā)射無憂。

關鍵詞：夜間發(fā)射

發(fā)射時間是根據空間站飛行位置來決定的

這一次神十五出征，發(fā)射時間安排在了29日晚十一點零八分。發(fā)射時間為什么會安排這么晚？能不能在“工作時間”發(fā)射，不要“熬大夜”？聞新教授告訴記者，發(fā)射的時間，是根據空間站飛行的位置來決定的。我國“天宮”號空間站的軌道傾角為 41.5 度，由于地球由西向東自轉，因此空間站的軌道平面依次掠過地面的不同位置。當這個軌道平面正好掠過酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心時，就是火箭發(fā)射倒計時的“零點”，此時發(fā)射的飛船，軌道平面與空間站的軌道平面是相同的，這是實現快速交會對接的必要條件。如果不滿足這個條件，飛船與空間站對接前需要改變軌道傾角，這樣既浪費時間，又浪費燃料。另外，由于我們還要考慮飛船到達空間站的時間等因素，這次的“零窗口”就在深夜了。

關鍵詞：快速交會對接

據悉，本次神舟十五號與中國空間站的對接，依然采用的是快速交會對接的方式，預計在發(fā)射過后6.5小時，就能實現與空間站的“太空會面”。

專家告訴記者，從神舟十二號開始，我國的載人飛船新增了自主快速交會對接、徑向交會對接和180天在軌停靠能力。在太空中“相遇”后，兩個航天器會在空間軌道上合并在結構上連成一個整體，這是載人航天活動的三大基本技術之一，是實現空間站和空間運輸系統(tǒng)的裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌服務的先決條件。

關鍵詞：百噸最大構型

只要維持飛行速度，空間站“掉”不下來

經過6.5個小時完成交會對接后，中國空間站將以百噸級的最大構型出現在眾人面前：天和一號核心艙+問天號實驗艙+夢天號實驗艙+天舟五號貨運飛船+神舟十四號載人飛船+神舟十五號載人飛船。這樣的“大陣仗”是前所未有的。

“呈現在我們面前的‘太空房子’有‘三室兩廳’，是航天員和科研工作者一間一間‘拼’起來的。”聞新教授介紹，我國之所以這么執(zhí)著，在太空建造空間站，是因為在太空開展長期科研，得讓航天員“有地方住”。 “對于飛船而言，空間站就是‘碼頭’。同時，空間站也是太空實驗室，科學家可以在里面開展一些空間科學實驗。”

這么重的“龐然大物”在太空中飛行，為啥不會掉下來？“在失重的太空中，影響飛行高度的因素是飛行速度，空間站的自重對于飛行高度的影響非常小。”聞新教授打了個比方，在太空中飛行的空間站，就像一艘在海水中漂浮的“船”，“太空中的天體，都按照天體運動規(guī)律在轉動，不會停止，也不會加速，比如我們最常見的‘地球繞著太陽轉’，地球也沒有‘發(fā)動機’。因此，空間站只需要維持飛行速度，一圈一圈繞著地球轉，‘掉下來’的擔心完全是多余。”

關鍵詞：太空會師

這一次的發(fā)射，中國載人航天還將創(chuàng)下一個新的“首次”：神舟十五號和神舟十四號兩個乘組將實現“太空會師”，共同完成中國航天史上首次航天員乘組的在軌輪換。“太空會師”意義非同一般。專家表示，這一次的太空會師，首先是驗證了空間站在設計之初就具備短期支持兩個乘組，同時在軌的這樣一個能力，包括對于環(huán)控、熱控，還有再生生保系統(tǒng)的功能驗證。另外，更重要的是兩個乘組可以完成在軌交接，就是面對面地開展工作，還有生活上一些注意事項的這樣一個提醒，可以說，對我們第一次進入空間站組合體的乘組來講是特別重要的。

“這一次也是對空間站常駐航天員的一次檢驗，未來，在空間站常駐的航天員和科研工作者，或許將在目前3人的基礎上進行擴容。”聞新教授預測。

關鍵詞：最后一棒

“太空一期”竣工，中國空間站即將迎來圓夢時刻

與神舟十四號乘組“會師”后，神十五乘組將接過空間站建造階段的最后一棒，在太空見證中國人自己的空間站正式建成的圓夢時刻。

聞新教授告訴記者，太空實驗室建成后，神十五和神十六乘組進入太空的任務，將從建造空間站轉變?yōu)榭臻g科學技術實驗。“比如一些生命科學實驗，還有相關的基礎科學研究等等。”聞新告訴記者，從神舟五號到神舟十二號，中國載人航天實現的大踏步的跨越，跟隨航天員上天的物件也從乒乓球等小物件，逐漸發(fā)展為種子等植物個體。“其實從神舟一號開始，航天器就在陸陸續(xù)續(xù)帶著各類種子上天，進行太空實驗。”聞新透露，未來，航天員在太空中的食物，有望“自產”。

也有網友樂觀展望，伴隨著“太空一期”在今年年底的完工，未來，是否會有“太空二期”甚至是月球空間站？聞新教授透露，中國空間站的使用壽命是十年，“太空二期”已經在科研人員的計劃中了。在未來，中國建造月球空間站也不是沒有可能。

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