科普中國之神舟十五號任務解讀

航天科普專家 錢航

北京時間2022年11月29日23時08分，搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。約10分鐘后，神舟十五號飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。

長征二號 F 運載火箭是中國第一型載人火箭，全程參與了中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的每一步，是我國現(xiàn)役唯一具有故障檢測系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)的火箭，肩負著保障航天員安全進入太空的特殊使命和責任。素有“神箭”美譽。自1999 年首飛迄今，已成功發(fā)射 15 艘神舟飛船和 2 個空間實驗室，成功率 100%。

(資料圖)

而神舟飛船則是我國自行研制的用于天地往返運輸人員和物資的載人航天器。飛船由軌道艙、返回艙和推進艙組成。軌道艙是航天員生活和工作的地方。返回艙是飛船的指揮控制中心，航天員乘坐其上天和返回地面。推進艙也稱動力艙，為飛船在軌飛行和返回地面提供能源和動力。迄今為止共研制了15艘，其中第一、二、三、四號為無人試驗飛船，神舟五號及后續(xù)型號為載人飛船。

發(fā)射當天，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心氣溫約零下19攝氏度，這是空間站在軌建造階段以來，發(fā)射溫度最低的一次。那么火箭有哪些御寒裝備呢？ “長五”火箭使用的是液氫液氧低溫推進劑，是名副其實的“冰箭”。與它不同，長二F火箭是常溫火箭，面對酒泉發(fā)射中心的低溫天氣，當然會感到“冷”。寒冷的冬季會增加火箭飛行難度，火箭液體發(fā)動機、逃逸固體發(fā)動機等部位會感到“冷”，這樣會造成某些部件失效，嚴重時會影響飛行安全。

研制人員在設計初期，就為整個箭體調整到零下35攝氏度的適應能力，實現(xiàn)低溫天氣依舊能飛。遇上普通寒冷天氣，火箭通常會在箭體外穿上一層“保溫層”，即在火箭的整流罩、儀器艙和發(fā)動機艙處粘上白色的阻燃型聚乙烯泡沫塑料，阻擋冷風侵襲。這次發(fā)射，連火箭尾段也加上了“保溫層”，“腿腳”保護得暖暖的。

除了火箭本身“穿”得厚，火箭“住”的房子還是“空調房”，廠房塔架上有多條空調管路，持續(xù)向整流罩送風，火箭的尾段也能通過艙口享受24小時不間斷的空調暖風。哪怕外界白雪皚皚，冷如冰窖，整流罩和發(fā)動機艙內依然能保持適宜的溫濕度環(huán)境。

此外，研制人員還貼心地推遲了發(fā)射塔第一組和第四組回轉平臺打開時間，減少了火箭暴露在外的時間。

神舟十五號、神舟十四號兩個乘組6名航天員將在太空“會師”，“面對面”進行在軌交接，堪稱本次任務的首要看點。在軌交接將是未來中國空間站運營期間主要的任務交接模式，相較地面交接更加高效可靠。 此次任務是中國空間站建造階段的最后一棒，也是空間站應用與發(fā)展階段的第一棒，具有承前啟后的重要作用。

而在軌交接后，中國空間站將進入長期有人駐留模式。神舟十五號乘組作為空間站完成在軌建造后到訪的首個乘組，將開展空間站三艙狀態(tài)長期駐留驗證工作，對航天器運行維護的管理工作量會大幅增加。除日常維護照料空間站外，航天員將完成15個科學實驗機柜解鎖、安裝與測試，開展涵蓋空間科學研究與應用、航天醫(yī)學、航天技術等領域的40余項空間科學實驗和技術試驗。在軌期間，計劃實施3-4次出艙活動，并將首次使用夢天實驗艙的貨物氣閘艙轉移物品，航天員的艙外活動范圍也更為廣泛，將給他們帶來更大的挑戰(zhàn)。

那載人火箭有哪些任務呢？自執(zhí)行長二 F 遙十二火箭任務起，長二F火箭研制團隊進入“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”及“滾動備份”的發(fā)射模式，為航天員的生命安全加上“雙保險”。以往，長二 F 火箭發(fā)射神舟載人飛船前航天員乘組均已安全返回地面，但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班，這意味著長二 F 遙十五火箭在準備發(fā)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，救援任務直到發(fā)射前才能解除。

后續(xù)工程將轉入為期10 年以上的應用與發(fā)展階段，長二 F 火箭還將繼續(xù)以每年 2 發(fā)的高頻率執(zhí)行發(fā)射任務，在我國空間站運營過程中擔綱重任。

星空浩瀚無比，探索永無止境。中國空間站全面建成，這將是中國航天事業(yè)的又一個重要里程碑，將為人類和平利用太空作出開拓性貢獻。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

團隊/作者名稱：錢航

審核：劉勇

出品：中國科協(xié)科普部

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