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這就是中國優勢 | 科技優勢(二)神舟飛船:載人航太里程碑式創舉

華夏經緯網 > 新聞 > 熱點聚焦      2022-06-07 10:22:30

這就是中國優勢?科技優勢

【導語】“可上九天攬月,可下五洋捉鱉,談笑凱歌還。”這是一種豪情與詩意,也是當今中國正創造的奇跡。中國人對未知的好奇、對探索的渴望、對困境的思考以及對美好未來的期待,推開了一扇扇嶄新世界的大門:空間探測、生物醫藥、人工智慧、量子科學……中國科技創新的步伐從未停止。正如習近平總書記所説,一切偉大成就都是持續奮鬥的結果,一切偉大事業都需要在繼往開來中推進。新時代必將是大有可為的時代。


中國人自古就有飛天的夢想,從嫦娥奔月的神話到敦煌飛天的壁畫,從火藥火箭的發明到明代萬戶飛天的壯舉,一代又一代的炎黃子孫,用激情和想像,描繪著自己的美好願景。

2022年,是中國載人航太工程立項30週年。30年來,中國航太人走過了從無到有、由弱到強的航太之路。第一次發射載人飛船、第一次太空漫步、第一次空間交會對接、第一次太空授課、第一次進駐天宮空間站……中國航太人始終不懈努力,奮力拼搏,向著星辰大海不斷進發,創造著一個又一個中國奇跡。

2022年6月5日10時44分,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射,3名航太員奔向太空。(圖源:新華社)

2022年6月5日10時44分,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射,3名航太員奔向太空。(圖源:新華社)


從神舟一號到神舟十四號

神舟系列飛船是中國自行研製、具有完全自主智慧財産權的載人天地往返運輸器,其名字“神舟”由中國載人航太工程辦公室向參加飛船研製的各單位徵集而來,意為“神奇的天河之舟”,又是“神州”的諧音。原型機神舟一號于1999年11月20日成功發射,而其發展型號神舟五號于2003年10月15日完成中國首次載人航太飛行。2011年11月1日發射的神舟八號為其正式定型型號。

1999年11月20日6時30分,中國第一艘無人試驗飛船——神舟一號,從酒泉衛星發射中心發射升空。(圖源:央視新聞)

1999年11月20日6時30分,中國第一艘無人試驗飛船——神舟一號,從酒泉衛星發射中心發射升空。(圖源:央視新聞)

神舟飛船在設計之初採用三艙一段結構,即由軌道艙、返回艙、推進艙和附加段四部分組成。軌道艙是航太員的生活區,裝有各種在軌支援設備;返回艙是飛船的指揮控制中心,也是航太員的工作區;推進艙為飛船提供動力來源;附加段是為將來與其他空間飛行器交會對接準備用的,從神舟七號開始,附加段被正式的空間對接機構所取代。

目前,神舟飛船已經實現了核心元器件國産化,但仍在逐步提高它的可靠性和安全性,最大程度保障航太員的安全不受威脅。從神舟五號到神舟十四號任務,神舟飛船已經成功實施9次載人發射任務。

2003年10月15日9時,楊利偉搭乘由長征二號F火箭運載的神舟五號飛船首次進入太空。中國成為世界上第三個能夠獨立開展載人航太活動的國家。(圖源:央視新聞)

2003年10月15日9時,楊利偉搭乘由長征二號F火箭運載的神舟五號飛船首次進入太空。中國成為世界上第三個能夠獨立開展載人航太活動的國家。(圖源:央視新聞)


神舟飛船新增這些黑科技

·新型熱控外衣抵禦200度溫差

在空間站建造階段,神舟飛船會被其他艙體持續遮擋,長時間無法被太陽照射,最低溫度甚至低於零下100攝氏度。有時局部區域又會持續受到太陽輻照,最高溫度超過100攝氏度。針對外部極端的高低溫環境帶來的嚴峻考驗,科研團隊利用宇宙空間以熱輻射為主要熱量傳導方式的特點,為空間站建造階段的神舟飛船“家族”設計並研製了一款神奇的控溫“外衣”──低吸收,低發射型熱控涂層。

低吸收,顧名思義就是涂層材料自身具有較低的太陽光吸收特性,可有效減弱太陽輻照導致的溫度升高。低發射,則指涂層具有較低的紅外發射率,可有效阻隔飛船內部向外部深冷環境的輻射漏熱,避免艙內溫度不斷降低。

這件黑科技“外衣”性能此前已在神舟十三號飛船上進行了驗證。在超過200攝氏度的大溫差與長期低溫、強輻射的空間環境中,飛船的艙內環境溫度能夠始終控制在18至26攝氏度,經受住了長達半年的在軌考驗。現在,神舟十四號載人飛船再次身著新型熱控涂層“外衣”,開啟空間站任務新征程,繼續守護航太員安全。

2008年9月25日,航太員翟志剛、劉伯明和景海鵬搭乘神舟七號飛船飛向太空,執行我國首次太空出艙活動任務,9月27日16時41分許,翟志剛打開了神舟七號氣閘艙艙門,邁出了中國人的太空第一步,讓五星紅旗在太空中飄揚!(圖源:央視新聞)

2008年9月25日,航太員翟志剛、劉伯明和景海鵬搭乘神舟七號飛船飛向太空,執行我國首次太空出艙活動任務,9月27日16時41分許,翟志剛打開了神舟七號氣閘艙艙門,邁出了中國人的太空第一步,讓五星紅旗在太空中飄揚!(圖源:央視新聞)

·在對接機構裏打造一條“生命通道”

從飛船進入空間站並不簡單。穩穩停靠空間站後,航太員首先要打開飛船返回艙的艙門,來到飛船軌道艙艙門前。此時,軌道艙的前端主動對接機構和核心艙的被動對接機構之間,已經形成了一條直徑80公分、長約1米的通道,這就是航太員進入空間站的“門廊”,在這裡,航太員可以有足夠的空間取出“鑰匙”打開通往核心艙的雙重保險門。

對接通道打開後,航太員就相當於進入了一個大的密封艙,為了保證航太員在艙內的安全,整個密封艙的密封性至關重要。神舟飛船的密封圈採用雙圈設計,安裝在主動對接機構的對接面的T型凹槽裏。這種設計可以確保在零重力和惡劣的空間環境效應情況下,不會從對接面脫落,使密封性能得到雙重保護。科研團隊對密封圈的材料也進行了長達6年的攻關,解決了普通材料在低溫環境中的“脆變”特性以及長期工作後材料老化等一系列問題,最終為航太員打造了一條密不透風的“生命通道”。

2011年11月3日淩晨,在酒泉衛星發射中心指控大廳,技術人員通過大螢幕觀看天宮一號與神舟八號飛船對接全程。(圖源:央視新聞)

2011年11月3日淩晨,在酒泉衛星發射中心指控大廳,技術人員通過大螢幕觀看天宮一號與神舟八號飛船對接全程。(圖源:央視新聞)

·載人飛船返回技術迭代發展

載人飛船返回技術是建設空間站的關鍵技術,關乎著任務的成敗和航太員的生命安全。回顧從神舟一號到神舟十三號歷次任務,中國載人飛船始終保持著國際領先的返回精度。如果以代際劃分,神舟一號到神舟十一號採用的標準彈道自適應制導方法,可謂第一代返回技術。自神舟十二號開始,採用自適應預測制導方法,精度更高、適應性更強、更智慧,可謂第二代返回技術。

為了進一步提高返回任務執行效率,縮短地面飛控實施時間,提高航太員返回舒適度,神舟十三號首次採用了快速返回地球模式。系統採用了和神舟十二號相同的智慧自適應預測制導方法,但科研人員通過對飛行任務事件進行合理裁剪和調整、壓縮操作時間,將返回所需時間由以往的11個飛行圈次壓縮至5個飛行圈次。

神舟十三號從空間站撤離後,首先繞地球飛行5圈,每圈用時大概1.5小時。此前,神舟十二號返回時繞飛地球18圈,歷時一天多。


神十四開啟太空探索新征程

2022年6月5日7時54分,神舟十四號載人飛行任務航太員乘組出征儀式在酒泉衛星發射中心問天閣廣場舉行。(圖源:新華社)

2022年6月5日7時54分,神舟十四號載人飛行任務航太員乘組出征儀式在酒泉衛星發射中心問天閣廣場舉行。(圖源:新華社)

2022年6月5日10時44分,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射,約577秒後,神舟十四號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,飛行乘組狀態良好,發射取得圓滿成功。

神舟十四號載人飛船將在軌飛行6個月,這是中國載人航太工程立項實施以來的第23次飛行任務,也是中國空間站關鍵技術驗證階段以及建造階段的第3次載人飛行任務。

作為空間站建造階段的首次載人發射任務,神舟十四號載人飛船將創下多個“首次”:

神舟十四號是中國空間站任務轉入建造階段後的首次載人任務;

神舟十四號與空間站在軌運作期間,將首次迎來其他航太器(問天實驗艙、夢天實驗艙、天舟五號貨運飛船、神舟十五號載人飛船)訪問,神舟十四號航太員乘組將親身見證並推動中國人的太空家園越建越大;

神舟十四號將在太空迎來神舟十五號飛船對接空間站,首次實現兩艘載人飛船同時在軌;

神舟十四號將首次實現航太員乘組在軌輪換;

神舟十四號與神舟十五號航太員乘組將同時在軌駐留,6名中國航太員齊聚太空,見證逐夢太空征程上的新奇跡。

尤其值得一提的是,神舟十四號是神舟十三號的應急救援飛船,于2021年進駐酒泉衛星發射中心,首次創造了待命長達7個月的紀錄。進入空間站時代,無論是長二F運載火箭,還是神舟載人飛船均採用“滾動待命”策略,在前一發載人飛船發射時,後一發載人飛船在發射場待命,並具備8.5天應急發射能力以實現太空救援的能力。所以,在神舟十四號發射之前,神舟十五號也已經在酒泉衛星發射中心做好了準備。


神舟出征,接駁寰宇

上下與共,再啟征程

祝願神舟十四號航太員乘組

工作順利

期待神舟十四號航太員乘組

平安歸來


(資料來源:中國載人航太官網、新華社、央視新聞、人民日報、中新網、文匯報、中國航太報)


責任編輯:姚思寒
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