神舟與天宮順利“牽手”
兩個8噸多的“大傢夥”在每秒7.9公里左右的速度下完美對接
天地聯手 “天神”牽手
本報北京10月19日電 (記者劉詩瑤、余建斌)10月19日3時31分,神舟十一號載人飛船與天宮二號空間實驗室成功實現自動交會對接,這是天宮二號自9月15日發射入軌以來,與神舟飛船開展的首次交會對接。6時32分,景海鵬、陳冬以飄浮姿態先後進入天宮二號空間實驗室,順利實現入駐。
在神舟十一號與天宮二號成功實現自動交會對接,並向地面報告對接完成後,根據地面口令,兩名航天員解開束縛帶,從座椅上緩緩起身,依次打開返回艙艙門平衡閥和返回艙艙門,進入軌道艙。兩名航天員在軌道艙脫下艙內壓力服,換上藍色工作服。在完成各項準備後,景海鵬成功開啟天宮二號空間實驗室實驗艙艙門,兩名航天員先後進入天宮二號空間實驗室,他們將在艙內按計劃開展相關空間科學實驗和技術試驗。
19日,神舟十一號航天員景海鵬(左)和陳冬順利進入天宮二號,向全國人民問好並敬禮(攝于北京航天飛行控制中心大螢幕)。新華社記者 琚振華攝
“飛船轉30米保持、飛船最後靠攏,狀態正常、對接機構捕獲、對接環開始拉回、對接機構鎖緊完成……”
隨著北京航天飛行控制中心指揮大廳發出道道指令,現場雷鳴般的掌聲隨之響起,神舟返回艙的兩名航天員景海鵬和陳冬緩緩豎起了大拇指。10月19日3時31分,神舟十一號載人飛船與天宮二號空間實驗室成功實現自動交會對接。這是天宮二號自9月15日發射入軌以來,與神舟飛船開展的首次交會對接。
讓兩個8噸多的“大傢夥”在每秒7.9公里左右的飛行速度下,完美地對接在一起,這個過程無異於在太空中“穿針引線”。那麼,這次高難度的太空牽手是如何實現的?與此前任務相比有哪些新特點?兩位航天員在天宮二號內將迎來怎樣的生活?
對接前飛船進行了4次停泊,航天員進天宮要開三道門
在科技人員精確控制下,神舟十一號載人飛船經過多次變軌,到達與天宮二號相同的393公里高的軌道,並於19日1時11分轉入自主控制狀態,以自主導引控制方式向天宮二號逐步靠近。北京航天飛行控制中心就對接準備狀態進行最終確認後,神舟十一號開始向天宮二號緩緩靠攏。
對接前,飛船共進行了4次停泊——分別為兩者相距5公里、400米、120米和30米時。飛船通過敏感儀和通訊設備,檢查位置、距離、姿態是否合適。在120米處的停靠站,如果神舟十一號和天宮二號的設備出現問題,將切換到航天員手控交會對接。
在30米停靠站,神舟十一號的捕獲鎖伸出,卡在天宮的卡板器裏,這樣飛船和天宮就建立了初步的連接。之後,捕獲鎖往回慢慢收縮,將飛船和天宮拉近,當對接環完全對上時,對接環裏的12把鉤鎖緊緊鉤定在一起,完成對接。兩個飛行器建立剛性連接,形成組合體。
自動交會對接實施期間,景海鵬、陳冬並沒有閒著。他們在神舟十一號飛船返回艙值守,密切監視著飛船儀錶盤上的各類數據和對接過程,認真執行各種指令發送操作,並通過天地通信系統,迅速準確地向地面報告交會對接實施情況。“儀錶顯示,對接完成,完畢。”航天員景海鵬向地面發回報告,地面和天上進行指令的雙重確認。
在兩個飛行器完成浪漫“牽手”後,兩名航天員開始從神舟十一號飛船進入天宮二號。
對接後,兩個飛行器之間的對接機構形成了一個直徑約80釐米,長約1米左右的通道。航天員就是通過這個通道進入到天宮二號中。然而,要進入天宮二號並不容易,需要開啟“三重門”。
根據地面口令,兩名航天員解開束縛帶,從座椅上緩緩起身,首先要打開的是返回艙和軌道艙的艙門,這個過程大約耗時1小時左右。航天員必須先調整艙門兩側的氣壓,才能在安全的情況下打開這兩道門。打開這兩道門後,航天員則需要面對最後一道、也是最難打開的天宮二號艙門。由於對接通道只有約1米長、80釐米左右粗,航天員想找到一個穩定的姿態開門並不容易。此時,他們會使用手腳限位器幫忙。“神舟十一號報告,已打開空間實驗室實驗艙前艙門,關閉艙門平衡閥。完畢。”“北京明白。”19日淩晨6時32分,景海鵬、陳冬以漂浮姿態先後進入天宮二號空間實驗室。
“北京,我是神舟十一號。”“我是北京,神舟十一號請講。”通過天宮二號實驗艙裏的攝像通信系統,航天員景海鵬、陳冬説:“神舟十一號在空間實驗室向全國人民問好!敬禮!”
“神十一”主動發光捕獲天宮二號,技術難度、風險超過此前對接
此次載人航天任務,創下諸多之最。除了是我國目前持續時間最長的一次載人飛行任務、各類空間實驗和試驗項目為歷次載人航天任務之最外,此次交會的對接軌道也是最高的。天宮二號與神舟十一號交會對接在距離地面393公里的軌道上進行,這比我國之前交會對接的軌道高了50公里,與未來我國空間站運行的軌道高度基本相同。為此,北京航天飛行控制中心工作人員對軌道控制策略和飛行程式進行相應調整,指令的發送時間和飛船返回軌道設計等較以前有所不同。
交會對接作為載人航天三大基本技術之一,是國際公認的技術難題。截至今天,我國已成功開展了7次空間交會對接,充分驗證了自動和手控交會對接技術。與以前相比,此次交會對接技術難度更高、風險更大。
在以前的交會對接中,兩個航天器距離約120米距離時,作為目標飛行器的天宮交會測量設備會主動發光,供神舟飛船測量成像。此次任務中,神舟飛船變被動為主動,由神舟十一號主動發光,天宮二號來“反射”,神舟十一號主動捕獲天宮二號。這種改變有很多好處。天宮被動式反射光,對太陽光的干擾抑制能力更強,飛船獲得的圖像更清晰,更利於對接;主動發光需要供電,對航天器壽命有一定影響,被動式反射不存在這個問題,符合未來空間站對長壽命的要求。此外,對接的“眼睛”——光學成像敏感器、微波雷達等裝備也實現了全面升級。
“不同軌道高度的空間環境不一樣,軌道高度越高,空間高能粒子分佈區域越廣、粒子通量越大,對設備的危害可能性越大。”中國航天科工二院二十五所微波雷達主任設計師蔣清富介紹説,“整個立在艙外的微波雷達系統要抗擊住空間高能粒子的衝擊,必須有一套可靠的防護裝備,才能適應空間站未來長時間服役任務的要求。”此次執行任務的應答機因為搭建了一套自我修復系統,即便空間“槍林彈雨”,也能堅守崗位。
航天員生理參數實時傳輸,驗證了我國首個天地遠程醫療會診系統
19日下午,神舟十一號載人飛行任務兩名航天員景海鵬、陳冬通過天地遠程醫療會診系統,成功實現了航天員和航天員支持室、遠程醫療會診中心、地面支持醫院四方聯動,打通了天地協同遠程醫療會診所需的數據傳輸鏈路,驗證了我國首個天地遠程醫療會診系統,預示著我國航天員中長期在軌飛行醫學保障能力得到顯著提高。
“我是曙光醫生,請按照手冊開始常規醫學檢查和無創心功能檢查”“我是會診醫生,常規醫學檢查數據和無創心功能檢查數據完整有效”“視頻話音傳輸清晰”……19日下午4時許,北京航天城內的航天員與空間應用支持室科研人員嚴陣以待,大螢幕上清晰地顯示著航天員中心遠程醫學支持中心、地面醫院遠程會診中心、航天員在軌畫面和航天員實時生理參數,一條條口令、一串串數據在天地間往返。
據中國航天員中心航天員醫監醫保研究室主任吳斌介紹,景海鵬、陳冬在地面訓練中,已經熟練掌握止血、清創和包紮換藥等基本醫療技能,心肺復蘇、捶擊復律等自救互救技能。面對未來空間站任務,航天員在軌駐留時間延長,臨床疾病發生概率將會提高,對航天員在軌診斷和醫學保障提出了更高要求。為此,在神舟十一號載人飛行任務中,航天員中心牽頭組建了天地遠程醫療會診系統,該系統以遠程醫學支持中心為樞紐,連接天宮二號空間實驗室、航天員支持室和地面支持醫院,滿足及時開展天地協同醫學問題專家會診的需求。
“今天我們組織進行了視頻圖像下傳測試,常規醫學檢查和無創心功能檢查的醫療數據下傳驗證,結果顯示話音圖像清晰、醫學檢查數據完整,證明了天地遠程醫療會診系統鏈路已經調通,具備實時遠程會診能力。”吳斌介紹,一般情況下航天員在軌診療由醫監醫生即時處理,當病情複雜難以診斷時,就需要借助地面支持醫院的臨床專家進行會診,對疾病診斷和處理提出建議,交由航天員中心進行決策處理。
吳斌告訴記者,通過判讀當天下傳的生理參數,景海鵬、陳冬身體狀況一切正常。後續幾天內,還將開展模擬醫學問題天地協同會診驗證。