圖為11月30日在酒泉衛星發射中心拍攝的神舟十五號載人飛船與天和核心艙自主快速交會對接的模擬圖像。新華社記者 郭中正攝

 

11月29日23時08分，中國在酒泉衛星發射中心使用長征二號F遙十五運載火箭，將神舟十五號載人飛船和3名中國航天員送入太空，中國空間站建造階段的最後一次載人飛行任務正式開啟。

 

11月30日7時33分，在“T”字基本構型的中國空間站裏，神舟十四號航天員乘組順利打開“家門”，歡迎遠道而來的神舟十五號航天員乘組入駐“天宮”。隨後，兩個航天員乘組一起在空間站裏合影留念。後續，兩個航天員乘組將在空間站進行首次在軌輪換。其間，6名航天員將共同在空間站工作生活約5天時間，完成各項既定任務和交接任務。

 

空間站進入長期有人駐留模式，將迎來哪些新變化？未來半年神舟十五號乘組肩負哪些使命？

 

看點一：

 

6名航天員共同駐留空間站組合體5天左右

 

神舟十五號乘組由航天員費俊龍、鄧清明和張陸組成。航天員進入空間站後，將與神舟十四號乘組共同駐留空間站組合體5天左右。首次實施乘組在軌輪換，面臨諸多挑戰。對此，航天員系統在選拔訓練，健康、工作、生活等駐留保障技術方面，都進行了充分研究和準備。

 

據航天員系統專家介紹，一是在軌資源優化保障。6名航天員駐留在空間站狹小環境內，合理分配睡眠區、廚房、衛生區以及鍛鍊裝置的資源，確保有限的空間、設備、物資能夠得到高效的保障。二是管理與協調好工作計劃。統籌兩個乘組工作計劃安排，避免工作項目時間、空間和設備使用上衝突；針對一個乘組撤離準備、一個乘組進駐適應期，特別加強了每日工作計劃管理，確保乘組間工作有序交接。

 

乘組6人共處時間，工作與生活具體如何調配？

 

專家介紹，乘組輪換期間，原則上兩個乘組按照各自任務和計劃開展在軌工作，神舟十四號乘組重點開展返回前準備工作，神舟十五號乘組重點進行狀態設置和在軌環境適應，在輪換期結束前完成工作交接。

 

生活方面，在軌配置了兩套廚房設備，可同時進行進餐準備，根據空間大小選擇一起進餐或分場所進餐，兩個乘組可分享食品。兩個艙段還配置了兩個衛生區、六個睡眠區，均可獨立使用。

 

看點二：

 

“三艙三船”組合體首次建成，同時停靠兩艘飛船

 

神舟十五號載人飛船是中國空間站建造階段發射的最後一艘載人飛船，也是“T”字基本構型搭建後首艘造訪空間站的載人飛船，它的安全到“站”，標誌著空間站首次建成了由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙以及兩艘載人飛船和一艘貨運飛船組成“三艙三船”的組合體。這也是空間站目前的最大構型，總品質近百噸，向全世界展現著中國載人航天工程的卓越能力。

 

在此次交會對接過程中，中國航天科工集團二院25所研製的交會對接微波雷達承擔了兩個空間飛行器間距離、速度、角度等相對運動參數的精確測量任務，全過程穩定輸出高精度測試數據，為空間交會對接任務保駕護航。

 

任務期間，兩艘神舟載人飛船首次同時停靠空間站。據中國航天科技集團五院神舟載人飛船GNC分系統副主任設計師張一介紹，神舟十五號停靠于天和核心艙前向端口，神舟十四號停靠于天和核心艙徑向端口，兩艘飛船同時與空間站進行信息傳遞、通風換熱、並網供電等。

 

中國空間站首次同時停靠兩艘載人飛船，給飛船身份識別和在軌控制帶來新挑戰。張一説，乘組輪換期間，空間站要確保兩艘載人飛船信息傳輸的唯一性和正確性。空間站系統也將同時向兩艘載人飛船提供通風熱支持，送風量根據兩船不同熱環境進行合理分配，並可根據需求進行分檔調節。同時，針對兩船同時停靠的情況制定了協調匹配的緊急撤離策略，全力確保航天員安全。

 

看點三：

 

改進45項技術，火箭可靠性再提升

 

此次任務發射窗口期正值寒冬，酒泉衛星發射中心天氣寒冷，最低溫度突破零下20攝氏度。

 

針對神舟十五號船箭組合體在低溫嚴酷環境下執行載人飛行任務的情況，酒泉衛星發射中心對發射場地面設備進行了全面更新改造，科研人員對發射場配置的兩套整流罩內送風設備保障性進行確認，並按照溫度上限進行送風。同時，針對待發段可能出現的送風溫度偏低的故障情況，制定了風險控制預案，根據情況開啟推進貯箱地面電調溫等，保證飛船返回艙和推進艙推進劑溫度滿足發射要求。

 

此次任務是新批次長二F遙十五火箭和全新的地面設備首次應用於載人發射任務。較上一發火箭，長二F遙十五火箭進行了全面升級優化，其中技術狀態改進45項。同時，測發控、供配氣等地面設備也進行了11項改進。

 

中國航天科技集團一院長二F火箭副總設計師劉烽説：“新批次火箭的控制系統應用了起飛時間偏差修正技術，使火箭點火時間出現偏差時，可以在一定範圍內自動修正軌道，完成入軌和交會對接任務。同時對遙測系統進行了升級迭代，遙測精度進一步提升。”

 

自執行神舟十二號發射任務起，長二F火箭採取“發射1發、備份1發”“滾動備份”的發射模式，為航天員安全加上“雙保險”。本次任務中神舟十四號與神舟十五號兩個航天員乘組要進行在軌交接班，這意味著同一發長二F火箭在準備發射神舟十五號的同時，還承擔著對神舟十四號航天員乘組的應急救援任務。

 

此次發射任務後，後一發火箭即長二F遙十六運載火箭進入應急救援“值班”狀態，執行後續空間站運營階段的載人發射任務。

 

看點四：

 

全面啟用三艙科學實驗機櫃，開展40余項科學實驗

 

據介紹，神舟十五號飛行任務中將全面啟用三艙科學實驗機櫃。除日常維護照料空間站外，神舟十五號乘組還將完成15個科學實驗機櫃解鎖、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。

 

隨著空間活動的蓬勃開展，研究生物包括人類在失重、宇宙輻射等特殊空間條件下的響應、生存、變化和適應規律，成為空間生命科學研究的重要課題。

 

此次，由中國科學院牽頭負責的空間應用系統隨神舟十五號飛船上行了“空間輻射計量及生物損傷評估技術”和“空間微重力環境調控植物細胞結構和功能的分子網絡研究”2項科學實驗的樣品及實驗單元。

 

其中，“空間輻射計量及生物損傷評估技術”實驗將在問天實驗艙生命生態實驗櫃中開展。中科院分子植物科學卓越創新中心研究員蔡偉明介紹，實驗通過微流控晶片流體控制的方式對單個線蟲進行培養、光學監測和分析技術，建立一種空間輻射計量及生物損傷評估的方法，為空間輻射損傷評估和醫學診斷與防護提供重要支撐。

 

據介紹，此前空間站的科學實驗已經取得了階段性的豐碩成果。後續隨著實驗裝置和實驗樣品持續上行，將開展多學科、系列化和長期的空間科學實驗，同時實現空間站科學載荷的維護維修和升級更新，保持空間站科學實驗設施的先進性。