神舟十二號的性能特點(神舟十二號的性能特點是什么)
北京日報客戶端 | 記者 王鴻良
2022年11月29日23時8分,搭載了“神舟十五號”載人飛船的“長征二號F”遙十五運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射,“神舟十五號”載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道。在載人飛船與空間站組合體成功實現自主快速交會對接后,“神舟十五號”航天員和“神舟十”航天員順利會合入駐“天宮”。
這是我國載人航天工程立項實施以來的第27次飛行任務,也是進入空間站階段后的第4次載人飛行任務。此次發射成功,標志著空間站關鍵技術驗證和建造階段規劃的12次發射任務全部圓滿完成。我們邀請中國科學院國家空間科學中心助理研究員王錚,和我們一起回顧我國載人航天工程“第三步”任務中的“12發”。
2021年4月29日,搭載著中國空間站“天和”核心艙的“長征五號B”遙二運載火箭,在我國文昌航天發射場點火升空。
中國空間站在軌運行示意圖
1992年9月,中國載人航天工程“三步走”發展戰略被批準實施,距今已經30年。其中,“第一步”是發射無人和載人飛船;“第二步”是繼續突破載人航天的基本技術——多人多天飛行、航天員出艙在太空行走、完成飛船與空間艙的交會對接;“第三步”就是建立永久性的空間站。在這關鍵的“第三步”設計了“12發”的任務,來循序漸進地完成空間站的建設。
第1發新火箭搭載新飛船
發射時間:2020年5月5日18時0分
主要內容:“長征五號B”遙一運載火箭搭載新一代載人飛船的試驗船、柔性充氣式貨物返回艙實驗艙,自文昌發射場成功發射。
關鍵看點:新飛船新火箭新在哪里?
新一代飛船“新”在三個方面:大容量、多用途、可重復。與“神舟”“天舟”客貨分流不同,它天地往返運輸時客貨“兼營”,還能混合運輸,比如可以在搭乘3名航天員的同時搭載約500公斤的貨物。它的載人型號預計會在2026年首飛。目前我們建設空間站實際使用的還是“神舟”載人飛船和“天舟”貨運飛船。
而新火箭“長征五號B”,是在“長征五號”運載火箭基礎上改進研制的新型運載火箭,主要用于空間站艙段等近地軌道大型航天器發射任務?;鸺鶕臻g站任務要求新研制了大型整流罩,并對全箭進行了適應性改造。它的結構使其成為中國目前近地軌道運載能力最大的運載火箭,起飛質量約850噸,近地軌道運載能力大于22噸。它是中國乃至亞洲重量級數最高的航天器,首次發射驗證了這樣的火箭運載技術,才能放心用來送“天和”“問天”“夢天”等“大家伙”順利上天,稱得上是我國空間站建設的奠基石。
第2發 “天和”核心艙上天了
發射時間:2021年4月29日11時23分
主要內容:“天和”核心艙搭乘“長征五號B”遙二運載火箭,自文昌發射場成功發射。
關鍵看點:核心艙的“核心”都是啥?
中國航天“天宮”空間站的基本構型是由一段核心艙及兩段實驗艙以T字形布局組成。兩段實驗艙分別位于核心艙的左右兩側長期??繉?,而貨運飛船及后續的載人航天飛船則會在核心艙的前后兩端完成對接。
其中位于中心的核心艙,長16.6米,主要用于空間站的控制和管理,具備長期自主飛行能力,能支持航天員長期駐留,還能支持開展航天醫學和空間科學實驗。核心艙包括節點艙、生活控制艙和資源艙三部分。核心艙首次采用了大面積可展收柔性太陽能電池翼。
第3發 “快遞小哥”第一次送貨
發射時間:2021年5月29日20時55分
主要內容:“天舟二號”貨運飛船搭乘“長征七號”遙三運載火箭,自文昌發射場成功發射,上行對接于“天和”核心艙后向端口。
關鍵看點:“快遞小哥”身手咋樣?
“天舟二號”貨運飛船是中國空間站關鍵技術驗證及建造階段的首飛貨運飛船。它的載貨比為0.51,處于國際領先水平,其攜帶的燃料除了自己使用外,還補給了空間站,另外還有160多個貨包、200多件貨物?!疤熘鄱枴痹谪涍\主任務圓滿完成的同時,在軌期間還完成交會對接、雙向并網(飛船和空間站的供電網絡并網)、機械臂在軌試驗等技術驗證的任務,為后續飛船打下了堅實的基礎。
在軌運行10個月,“天舟二號”作為儲藏室,既要保障航天員日常生活、工作物資隨取隨用,還要收納廢棄物、人體排泄物,最終離軌墜入大氣層燒毀。
第4發 建設中的空間站第一次來人了
發射時間:2021年6月17日9時22分
主要內容:“神舟十二號”載人飛船搭乘“長征二號F”遙十二運載火箭,自酒泉發射場成功發射,對接于“天和”核心艙前向端口。
關鍵看點:第一次進“新家”
“神舟十二號”任務是空間站上天之后,首次載人飛船帶聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員進駐。作為中國空間站的先鋒,這次飛行實際在軌驗證了航天員長期駐留,以及空間站上的再生式生命保障(氧氣和水的循環等)、物資補給、出艙活動、艙外操作、在軌維修等關鍵技術。
9月17日13時30分返回著陸時,也首次檢驗了地面的東風著陸場的航天員搜索救援能力。
第5發 “快遞小哥”第二次送貨
發射時間:2021年9月20日15時10分
主要內容:“天舟三號”貨運飛船搭乘“長征七號”遙四運載火箭,自文昌發射場成功發射,對接于“天和”核心艙后向端口。
關鍵看點:“快遞小哥”的新裝備
在充分繼承“天舟二號”貨運飛船研制和飛行成果基礎上,“天舟三號”貨運飛船還開展了系統優化設計,簡化平臺配置,提高運輸效率,推動元器件自主可控,因而具有貯箱動態調整、持續提高元器件國產化率和優化設備配置三個顯著的任務特點。
第6發 第二批航天員一待就是半年
發射時間:2021年10月16日0時23分
主要內容:“神舟十三號”載人飛船搭乘“長征二號F”遙十三運載火箭,自酒泉發射場成功發射,對接于“天和”核心艙徑向端口(圓柱體側面、非太陽能板的一側)。
關鍵看點:航天員首次長期在軌???個月
“神舟十三號”載人飛船實現了多個首次,即首次與三艙組合體自主快速徑向交會對接,首次長期在軌???個月。中國此前的載人航天飛行任務從未進行過“徑向交會對接”,這是“神舟十三號”飛行任務要驗證的關鍵技術之一?!吧裰凼枴陛d人飛船發射前,我國空間站“天和”核心艙、后向端口的“天舟三號”貨運飛船和前向端口的“天舟二號”貨運飛船已經形成了“一”字構型,“神舟十三號”在“一”字下方與“天和”核心艙快速交會對接,4個航天器組成了T形組合體,長期在軌飛行。
“神舟十三號”上執行任務的3名宇航員翟志剛、王亞平、葉光富在空間站工作了6個月之久。
第7發 “快遞小哥”第三次送貨
發射時間:2022年5月10日1時56分
主要內容:“天舟”貨運飛船搭乘“長征七號”遙五運載火箭,自文昌發射場成功發射,對接于“天和”核心艙后向端口。
關鍵看點:“快遞小哥”帶來了實驗裝置和設備
“天舟”補給了航天員日常的消耗和使用的貨物。在科學任務方面,飛船攜帶了空間科學實驗的裝置和設備,以及醫學實驗的低溫鎖柜(“冰箱”)。
第8發 第三批航天員艙內艙外“施工”忙
發射時間:2022年6月5日10時44分
主要內容:“神舟十”載人飛船搭乘“長征二號F”遙十四運載火箭,自酒泉發射場成功發射,對接于“天和”核心艙徑向端口。
關鍵看點:不但要接收新艙還要接待新人
“神舟十二號”和“神舟十三號”驗證了載人飛船往返空間站的各種關鍵技術,“神舟十”則是空間站建造階段的首次飛行,航天員在軌期間要在艙內艙外“施工”,完成中國空間站在軌組裝建造,完成空間站艙內外設備及空間應用任務相關設施設備的安裝和調試,抽空做一些實驗、維修等工作。
3名航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲同樣在空間站生活6個月之久。在此期間,不但接收了“問天”實驗艙和“夢天”實驗艙,還在2022年11月30日7時33分與“神舟十五號”的航天員費俊龍、鄧清明、張陸實現了太空“會師”。
第9發 “問天”實驗艙進了空間站
發射時間:2022年7月24日14時22分
主要內容:“問天”實驗艙搭乘“長征五號B”遙三運載火箭,自文昌發射場成功發射,對接于“天和”核心艙前向端口,并在隨后轉位對接于“天和”側向右側端口。
關鍵看點:“問天”問什么?
“問天”實驗艙是中國空間站“天宮”的組成部分,艙段規模20噸級,主要面向空間生命科學研究?!皢柼臁睂嶒炁撦S向全長17.9米(相當于6層樓房高度),這一長度超越了國際空間站的任意艙段,比“天和”核心艙16.6米的軸向長度還要長1.3米,該艙段與“夢天”實驗艙同為當今世界軸向長度最長的單體載人航天器。
另外,本次任務是中國空間站首次在有人狀態下迎接航天器來訪。
第10發 “夢天”實驗艙追“問”而來
發射時間:2022年10月31日15時37分
主要內容:“夢天”實驗艙搭乘“長征五號B”遙四運載火箭,在文昌發射場發射升空,首先對接于“天和”前向端口,而后轉位對接于“天和”側向左側端口,空間站“T”字基本構型在軌組裝完成。
關鍵看點:“夢天”夢什么?
“夢天”實驗艙由工作艙、載荷艙、貨物氣閘艙和資源艙組成,目的是開展空間科學與應用實驗,參與空間站組合體管理,貨物氣閘艙可支持貨物自動進出艙,為艙內外科學實驗提供支持。它主要面向微重力科學研究,配置了流體物理、材料科學等多學科方向的實驗柜。
第11發 “快遞小哥”第四次送貨
發射時間:2022年11月12日10時3分
主要內容:“天舟五號”貨運飛船由“長征七號”遙六運載火箭在文昌發射場發射升空,并進入預定軌道,對接于“天和”核心艙后向端口。
關鍵看點:“快遞小哥”力氣更大了
在“天舟三號”和“天舟”的基礎上,“天舟五號”進行了多項改進,進一步提升了載貨能力,其貨物裝載密度已達300千克/立方米?!疤熘垡惶枴睍r只帶了4噸多一點兒的貨,到“天舟五號”時載貨已超過5噸?!疤熘畚逄枴必涍\飛船的載貨比已經達到0.51以上,是當今世界上載貨比最高、運輸效率最好的貨運飛船。
第12發 “神舟十五號”前來會師
發射時間:2022年11月29日23時8分
主要內容:搭載“神舟十五號”載人飛船的“長征二號F”遙十五運載火箭在酒泉發射場點火發射,對接于“天和”核心艙前向端口。
關鍵看點:兩個航天員乘組在空間站進行首次在軌輪換
“神舟十五號”與“神舟十”兩個航天員乘組在空間站進行了首次在軌輪換??臻g站的三個艙,以及“神舟十”“神舟十五號”“天舟五號”,“三船三艙”,空間站組合體首次形成最大構型,總質量近百噸,向全世界展現了中國載人航天工程的卓越能力。這也是首次實現兩艘載人飛船同時在“站”。這下空間站寬敞了許多,航天員活動空間超過100立方米,“天和”核心艙的3個睡眠區和“問天”實驗艙的3個睡眠區全部投入使用。
交接后,“神舟十”航天員順利回家,接下來“神舟十五號”的航天員將完成15個科學實驗機柜解鎖、安裝與測試,開展涵蓋空間科學研究與應用、航天醫學、航天技術等領域的40余項空間科學實驗和技術試驗;計劃實施3至4次出艙活動,還將首次使用“夢天”實驗艙的貨物氣閘艙轉移物品。
“神舟十五號”的任務既是中國空間站建造期的“最后一棒”,也是空間站應用與發展階段的“第一棒”。
2022年11月30日7時33分,“神舟十”航天員乘組與“神舟十五號”航天員乘組順利實現“太空會師”。
圖片來源:視覺中國