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。6时32分,航天员景海鹏、陈冬先后进入天宫二号空间实验室,他们将在太空停留30天,完成一系列太空实验。
神舟·对接
在科技人员精确控制下,神舟十一号载人飞船经过5次变轨,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。
经北京航天飞行控制中心就对接准备状态进行最终确认,神舟十一号开始向天宫二号缓缓靠拢。3时24分,神舟十一号与天宫二号对接环接触,在按程序顺利完成一系列技术动作后,对接机构锁紧,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,航天员景海鹏、陈冬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。
在向地面报告对接完成后,根据地面口令,两名航天员解开束缚带,从座椅上缓缓起身,依次打开返回舱舱门平衡阀和返回舱舱门,进入轨道舱。他们在轨道舱脱下舱内压力服,换上蓝色工作服。
完成各项准备后,景海鹏成功开启天宫二号空间实验室实验舱舱门。6时32分,航天员景海鹏、陈冬先后进入天宫二号空间实验室。他们将在舱内按计划开展相关空间科学实验和技术试验。 文/新华社
神舟·揭秘
飞船如何“穿针引线”?
神舟十一号19日在距地面393公里的轨道高度成功完成与天宫二号的自动交会对接。这一过程中,地面科技人员是如何判断变轨效果是否符合预期,怎样准确掌握飞船的轨迹并引导飞船和天宫进行交会对接的呢?
精确计算轨道
北京航天飞行控制中心轨道计算主任设计师张宇对记者说:“飞船踏入太空那一刻,我们就要进行精确定轨,知道它在哪里。”张宇说,通俗讲,精确定轨就是航天器在某一时刻的飞行轨迹,是椭圆轨道还是其他形状,什么速度,这些通过计算都能知道。
影响参数的变量很多。张宇介绍,要达到航天任务的精度要求,不但要考虑航天器的几何结构和实际飞行姿态,还要综合考虑空间环境的影响因素如高层稀薄大气阻力、地磁指数等。
和以往几次发射不同,这次张宇还要算出神舟十一号和天宫二号的相对轨道关系,为之后的自动交会对接轨道控制提供决策依据。
预报每一秒钟的位置
在确定飞船精确位置之后,预报岗位的科技人员开始紧张忙碌起来。“我们要计算出飞船每一秒钟所处位置。”预报岗位主岗颜华打了个比方,譬如风筝在天上飞,轨道岗位确定了当前风筝的位置,我们就能计算出,接下来的每一秒风筝会往哪里飞。
这次任务中需要攻破的一个重要“难关”,就是对天宫二号运行轨道进行精确预报。
对此,中心提出对预报方法进行改进,建立起更为精确的预报模型和参数。张宇说:“这就好像要提前一个月进行天气预报,还报得准当天是阴晴雨雪。”
5次远距离导引飞到预定位置
同时,这次交会对接任务中,还需要重新设计远导控制策略。中心轨道室主任谢剑锋告诉记者,这次神舟十一号任务中轨控比较多,在前面两天就要对飞船进行5次远距离导引使它顺利飞到预定位置,这要求轨道控制达到很高的精度。
“航天器在太空中,它们的每一步动作,都是由地面发出指令,因此地面必须清楚了解航天器当前的状态,并对全过程的轨道控制、姿态调整等心中有数,这就要求事先进行规划和控制。”谢剑锋介绍。
“航天器在天上的每时每刻,我们都要有人值守,把它在天上什么时间干什么算出来,而且要很细致地做验证。”谢剑锋说,数据注入给航天器是不能有任何差错的,地面随时要做好应对的措施。 综合新华社
神舟·解读
“红娘锁”保持能力达两年
神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功交会对接,二者“牵手”形成的组合体,将供两名中国航天员生活30天。中国航天科技集团公司第八研究院对接机构研究室主任靳宗向向记者解读被形容为“红娘锁”的对接机构的重要性,以及此次“红娘锁”要维持30天的技术难度。
中国是继美、俄后,世界上第三个独立掌握交会对接技术的国家,靳宗向说,对接技术是中国载人航天发展所必需的核心关键技术;中国“红娘锁”经过16年的自主研发,2011年已首次应用于神舟八号与天宫一号的中国首次空间交会对接任务。
而此番“红娘锁”所面临的新挑战是:中国航天员迄今最长太空驻留期间,怎么验证其可靠性。
靳宗向说,两个锁在一起长期保持的物体,通常如“用一根橡皮筋,将两本书绑起来,时间长了,橡皮筋的力就减小了,那我们的‘红娘锁’会不会存在类似的退化机理?怎样来杜绝这种现象?”
他表示,目前“红娘锁”已通过模拟2年左右保持能力的验证,所以对于此次保持30天,研发人员还是颇有自信。而其未来的“大目标”是15年,以满足中国在2020年前后建成空间站所需。
“红娘锁”有多重要?靳宗向介绍,目前国际空间站里,主要是依靠对接机构,来实现更大吨位的飞行器的组装。而这个组装过程中其实就像“太空搭积木”,运载一个飞行器上天,再运载另一个,在太空以“红娘锁”用搭积木的方式搭建在一起,逐渐扩展。 文/中新
天宫·生活
宇航员的太空生活 到底什么样
中国航天员景海鹏和陈冬19日顺利进驻天宫二号。2013年,我国3名航天员曾经在天宫一号停留15天,验证了“短期”在轨驻留。这一次,两位航天员将在天宫二号工作和生活30天,比之前长一倍时间,这也将成为我国迄今载人飞行时间最长的一次。那么,宇航员的太空生活是什么样?为期30天的太空驻留生活如何更舒适?宇航员可能面临的最常见问题是什么?又有哪些生活小技巧?
工作
每周6天每天8小时
据解放军报介绍,这一个月时间景海鹏和陈冬将采用“6+1”的作息模式,即每周6天、每天8小时的工作制,以及天地同步作息制度。
此次飞行期间,航天员要在天上做实验,比如,首次开展我国航天飞行中的医学超声检查,可以实时检测航天员心脏和血管等方面功能。
参与“神舟九号载人飞行任务”的女航天员刘洋对新华社记者表示,因为这次工作时间长,所以实验数量有所增加,难度也有所提高。对于太空上的实验,曾在国际空间站驻站的美国华裔宇航员焦立中称,多数实验是生物医学实验,这是因为我们真正需要了解太空飞行对宇航员的不利影响,并制定相应对策,保证宇航员的健康。
那每一天的具体工作安排是什么样?焦立中披露,正常情况下,每一天的开始是和地面任务控制中心开一个短会,主要讨论当天的活动。每个宇航员随后按照各自的日程安排开始工作,内容包括实验操作、维修维护任务、吃饭、短暂休息以及锻炼。
休闲
上网拍照健身冲咖啡
至于太空的八小时之外,据了解,景海鹏和陈冬的机动时间是每晚八点到十点,根据自己的需要、喜好进行配置,还可以摄影摄像、听音乐等,隐私都会得到保护。
观察、拍摄空间站舷窗外的画面也是太空中生活的一部分。刘洋说:“当我第一眼透过舷窗看到地球的时候,感觉非常震撼。第一反应就是兴奋地冲着两位师兄喊:‘你们快来看呀!地球真的是圆的!’小时候老师就讲过地球是圆的,但是当你亲眼见到地球的边缘,看到这种梦幻之美,还是感觉非常震撼。”
美国宇航员凯利(Scott Kelly)停留太空记录520天,他几乎每天更新推特和在Instagram发布照片,把自己在太空中的生活和拍到的风景分享给大家。他使用固定在墙上的iPad和笔记本看电视节目,晒出空间站水循环系统的照片,并发推特称:“尿液可以饮用,并可以冲咖啡,滴滴浓香”。根据NASA统计,凯利在空间站大约饮用了193加仑(730升)的回收水。此外,长期生活在太空的宇航员容易出现骨质疏松,所以凯利要进行必要的锻炼,减少骨骼的软化以及肌肉的萎缩,他在跑步机上跑了大约648英里(1040公里),时长超过700个小时。
在外太空会遇见外星人吗?刘洋回忆了自己在太空的一段经历:“我们也希望有外星人来敲门,但确实没有看到任何外星朋友。有一次我值班,突然像是眯着了,然后就听到返回舱里面有声音,后来才发现是通气软管发出的声音。”
美食
食谱是5天一个周期
太空飞行和地球一样,还是早中晚一日三餐,合理配置能量和营养。据了解,两位宇航员包括餐食、主食等六类产品,酱牛肉、鱼香肉丝等传统菜肴都有。
中国航天员科研训练中心航天营养与食品研究室副主任曹平介绍,“神十一”航天员的食谱是5天一个周期。飞行后期,会适当安排低膳食纤维的食谱,增加复合营养素的补充。
在太空如何喝水?刘洋称,在地面喝水的时候只需要将水倒入水壶,然后喝就行。在太空中,这是不可能的。“我们在太空中是把水储存在一个水箱里,然后再给水箱加压,打到储水袋中。储水袋上方的吸管上有一个卡扣,喝完水之后要把这个卡扣扣上,这样里面的水不会飞到舱内,到处乱飘。如果水在空中乱飘,飘到一些电子元器件上,可能会造成潮湿,对设备造成影响。”
技巧
所有东西必须固定好
在太空生活有什么小技巧,空间站上宇航员可能面临的最常见问题是什么?
焦立中对新华社记者表示:“对我来说,最常见的问题就是努力别丢东西。所有东西都必须固定在安全的地方,通常是用尼龙搭扣或橡皮筋固定。但如果有人撞到某件物品,那么这个物品就有可能摆脱束缚,就丢掉了。多数丢失的东西都可以在空气过滤器那里找到,但有时一些东西可能好久都找不到,甚至永远找不到了。找不到的东西包括一些小零件,以及个人物品如手表、铅笔,等等,但不会构成危险。”
针对长期在太空飞行给宇航员带来的生理问题,俄罗斯齐奥尔科夫斯基航天研究院院士亚历山大·热列兹尼亚科夫接受新华社记者采访时表示,目前一些国家已制定了一整套如何让宇航员适应长期太空生活的方法,这些方法可大致分为药物疗法和物理方法。前一类方法主要是用各种药物防止长期失重导致的骨钙流失和器官异常变化,第二类方法是通过多种体育锻炼消除某些不良因素对健康的影响。
文/本报记者 邢颖 综合新华社