歷史時刻:中國人首次進入了自己的空間站
搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭,在酒泉衛星發射中心順利點火升空。在升空飛行約573秒後,神舟十二號飛船與長二F火箭分離,順利進入近地點約200公里,遠地點約348公里的近地軌道,軌道傾角為41.3度。
三名航天員今天早晨從酒泉問天閣出征
神舟十二號飛船搭載的三名航天員分別為:聶海勝,劉伯明,湯洪波。其中聶海勝執行過神舟六號,神舟十號任務,並在本次任務中擔任指令長;劉伯明執行過神舟七號任務,並有過太空出艙經驗;湯洪波為首次執行太空飛行任務。
對接過程中天和核心艙發回的美麗太空畫面
6.5小時快速對接讓航天員實現早飯在問天閣,午飯在飛船,晚餐在空間站
航天員進入空間站
此前已進入太空的天和核心艙軌道高度為352×384公里,軌道傾角41.5度。而本次神舟十二號飛船首次實施了載人飛船自主快速交會對接,在對接之前飛船需進行6次變軌抵達空間站後下方,與空間站建立一個相對導航,之後飛船繞飛到空間站正前方開始實施對接,最後一個交會對接的停泊點兩者距離僅19米,軌道高度約390公里。
在北京時間17日下午15時54分,神舟十二號載人飛船採用自主快速交會對接模式,成功對接於天和核心艙前向端口,形成神舟十二號飛船-天和核心艙-天舟二號貨運飛船的“一字形”組合體,隨後形成對接機構鎖緊。北京時間今天傍晚,航天員提前換好藍色的艙內工作服,依次打開載人飛船與空間站內四道艙門(神舟飛船返回艙艙門,軌道艙前艙門,節點艙前艙門,節點艙後艙門),正式進入空間站核心艙,三名航天員順利進駐中國“天宮”空間站。預計明天上午,航天員將打開貨運飛船的艙門。
在對接過程中,天和核心艙與天舟二號貨運飛船的組合體重達30多噸,神舟飛船重量約8噸,對接規模與以往天宮一號/二號的8噸重有了較大噸位的提升,對接難度加大。
整個快速對接過程從發射到進入空間站,用時僅約6.5小時,與黑龍江哈爾濱飛海南三亞的直飛航班時間相當,比過往神舟飛行任務需要約兩天的對接時間快了很多,可以讓航天員更快更方便的進入寬敞舒適的中國空間站,消除疲勞。三名航天員一天內實現早飯在酒泉問天閣,午飯在神舟飛船,晚餐在天宮空間站的便捷生活。
圖為進入19米停泊點後,神舟十二號飛船視角里的天和核心艙;以及對接畫面。
太空駐留三個月完成四大任務進行兩次太空行走
三名航天員將在空間站駐留三個月,預計在今年9月返回地球,這也將刷新我國航天員單次太空停留時間的紀錄。之前單次太空停留時間最長為神舟十一號乘組創下的33天。神舟十二號乘組三名航天員將在三個月內完成四個方面的工作,併計劃開展兩次出艙活動與艙外作業,單次出艙時間將達到約7個小時,比神舟七號出艙時間的20分鐘要久的多,與國外航天員在國際空間站的太空行走時間相當。
根據任務安排,神舟十二號飛行中,三名航天員將在軌完成四個方面的主要工作。一是要開展核心艙組合體的日常管理。包括天和核心艙在軌測試、再生生保系統驗證、機械臂測試與操作訓練,以及物資與廢棄物管理等。
二是要開展出艙活動及艙外作業。包括艙外服在軌轉移、組裝、測試,進行兩次出艙活動,開展艙外工具箱的組裝、全景攝像機抬升和擴展泵組的安裝等工作。
三是要開展空間科學實驗和技術試驗。進行空間應用任務實驗設備的組裝和測試,按程序開展空間應用、航天醫學領域等實驗,以及有關科普教育活動。四是要進行航天員自身的健康管理。按計劃開展日常的生活照料、身體鍛煉,定期監測、維持與評估自身健康狀態。
此外,神舟十二號乘組還將開展兩次出艙活動與艙外作業。航天員將在天和核心艙機械臂的支持下,首次開展較長時間的出艙活動,進行艙外的設備安裝、維修維護等操作作業。
作為我國空間站階段的首次載人飛行,神舟十二號載人飛行任務承上啟下,十分關鍵。航天員在軌期間,還將從橫向快速對接方式,切換成徑向快速對接的方式,為後續空間站任務奠定基礎。
中國空間站機械臂效果圖(圖片來源於網絡)
節點艙與機械臂
中國空間站的節點艙兼具氣閘艙的功能,整個節點艙包括兩個對接口,兩個停泊口,一個出艙口。停泊口位於節點艙兩側,將用於2022年發射的問天,夢天試驗艙的對接;兩個對接口位於節點艙的正面與下方,主要用於天舟貨運飛船與神舟載人飛船的對接;出艙口位於節點艙的頂端,用於宇航員進行出艙活動。
空間站機械臂是我國空間站工程的關鍵設備之一,用於保障空間站在軌壽命期間內安全、可靠運營,開展空間站組裝建造、維護維修、輔助航天員出艙活動、支持空間應用等任務,是我國目前智能程度最高、規模與技術難度最大、系統最複雜的空間智能製造系統。
我國空間站機械臂長度為10.2米,與問天實驗艙機械臂組合後長度能達到15米,預計能承載25噸重量,是我國第一條大型、預備長期在軌運行的機械臂,由7個關節、2根臂桿、2套延長件、2套末端執行器及相機、1套中央控制器及肘部相機組成。更厲害的是,我國空間站機械臂在移動後也具備載荷抓握的能力,可工作的範圍極大擴展,也可以配合航天員進行艙外作業。
返回的著陸場不再是四子王旗
在太空停留三個月後,神舟十二號乘組三名航天員將返回地球,屆時飛船返回艙將按慣例與軌道艙、推進艙分離後再入地球大氣層,最終在東風著陸艙著陸。相比以往四子王旗著陸,選擇東風著陸場將首次檢驗著陸場的搜索回收能力,首次開啟著陸場系統常態化應急待命搜救模式。
在此之前,神舟載人飛船均降落於內蒙古四子王旗著陸場,東風著陸場只作為備份著陸場。唯二的兩次啟用東風著陸場分別是:2016年長征七號火箭首飛發射的多用途飛船縮比返回艙,以及2020年長征五號B火箭首飛發射的新一代載人飛船試驗船返回艙的著陸。
總體來看,神舟十二號載人飛行任務將為後續空間站建造及應用發展奠定堅實基礎,積累寶貴經驗。
後續任務與國際乘組期待
今年9月,在神舟十二號乘組返回地球後,我國今年還會發射天舟三號飛船,神舟十三號飛船任務。神舟十三號乘組將在太空停留六個月,超過神舟十二號乘組太空停留三個月時間,他們將在太空度過2021年的春節。到2022年,我國還會發射問天,夢天試驗艙,天舟四號,天舟五號貨運飛船,以及神舟十四號,十五號載人飛船。到2022年底,空間站完成組建投入正式運行後,將建成國家太空實驗室,可支持大量科學研究和實驗,預計在軌10年以上。
2016年以來,我國面向所有聯合國成員國征集有意搭載到中國空間站的合作實驗項目。目前,已遴選出來自17個國家的9個項目,相信在中國空間站建成後,我們將會看到中外航天員聯合參加中國空間站的飛行。
根據歐洲空間局與中國航天局2015年達成的合作協議,雙方將持續互派航天員進行綜合性訓練,目標是從2022年起開始讓歐洲的航天員登上中國空間站。目前,來自德國、法國和意大利的三位航天員,已經在緊鑼密鼓地學習中文,期待未來與中國航天員在太空進行流暢的合作交流。