神舟十三號發射!女航天員首次太空行走,還有這些亮點值得期待

天宮離我們越來越近了,

今年6月神舟十二號劃破天際,成功與天宮空間站對接,3位宇航員成功完成了3個月駐留任務。

4個多月后的今天,神舟十三號將站在前輩們的肩膀上,跨出新的一步,人類離跨出地球又近了一步,


就在剛剛,神舟十三號載人航天飛船成功發射,翟志剛、王亞平和葉光富三位航天員將乘坐這班飛船飛向天宮空間站,相比上次載人航天任務,這次三位航天員駐留時間將翻倍,達6個月之久,

史上最長,航天員將在天宮駐留6個月

這次負責運送神舟十三號載人航天飛船的仍然是熟面孔長征二號 F 運載火箭系統,極佳的安全表現,為它博得了一個「神箭」的美名。

為了載人航天任務,長征二號 F 遙十三火箭已經在酒泉衛星發射中心待命5個多月了,


▲ 圖片來自:大陸航天

據大陸新聞網,這樣做是為了保證航天員的安全,從長征二號 F 遙十二和長征二號 F 遙十三開始,火箭采用發射一發、備份一發及滾動備份的發射模式,一旦出現特殊情況,長征二號 F 遙十三火箭可以立即發射救援航天員,

航天員翟志剛、王亞平和葉光富將搭乘神舟十三號飛船飛往大陸自主載人航天空間站天宮。


▲ 從左至右分別是葉光富、翟志剛、王亞平

這也是航天員翟志剛第二次飛向太空,2008年他就曾搭乘神舟七號飛向太空,同時也是大陸首位完成出艙活動,在太空「漫步」的航天員,

王亞平作為女航天員,也是第二次執行載人航天任務了,這次她也將和航天員翟志剛一樣,完成出艙任務,成為大陸首位出艙的女航天員。

她已經是一代人的回憶,在2013年的神舟十號載人航天任務當中,王亞平作為太空教師向人們介紹失重等太空現象,構建了不少人心中的首個太空印象。


▲ 2013年,王亞平在太空授課

根據央視新聞,這次神舟十三號載人航天任務當中王亞平將繼續擔任太空教師,開展新的太空教學活動。

在互聯網等技術的加持下,如今的資訊傳播速度、傳播范圍比起2013年是有過之而無不及,想必這次航天員王亞平的太空授課能傳達到更多人面前,同時也能讓人們對太空、對天宮空間站等有更多認識。

正式發射前,航天員王亞平還發了一條「出差半年」的朋友圈,想必心理狀態不錯。


▲ 圖片來自:微博@我們的太空

航天員葉光富則是首次參與太空飛行,和之前的載人航天任務類似,三位航天員的主要生活、工作區域是天和核心艙,相比天宮一號,現在的天和核心艙空間大了不少,從之前的15立方米增加到了110立方米,


▲ 天和核心艙內部

其中還包括工作區、睡眠區、衛生區、就餐區、醫監醫保區和鍛煉區等六個區域,這顯然有利于三位航天員在天宮空間站駐留6個月。

6個月的駐留周期是以往國際空間站長期考察組在太空駐留的最長時間,要讓天宮空間站持續運行,顯然需要跨過這道檻,這對于整個空間站系統以及三位航天員來說都是一個不小考驗。

為此,除了天和核心艙全面的設施,在神舟十三號發射之前,天舟三號貨運飛船已經飛上太空和天宮空間站對接,它內部攜帶了大量貨物,用以支持航天員的生活和工作。

像航天員翟志剛就帶上了筆墨紙硯,在太空也能專注于愛好。


▲ 天舟三號與空間站對接

由于這次航天任務包含女航天員,天舟三號運送的貨物中還包含了女性化妝品、衛生用品等等。

神舟十三號與天宮空間站對接完成后,航天員們就能拆天舟三號中的「快遞」了。

6個月的駐留時間,也意味著三位航天員將在天宮空間站度過春節,今年春晚或許我們能看到一個全新的「太空拜年」節目。

從驗證走向建造

神舟十三號載人航天任務是大陸空間站關鍵技術驗證階段的第六次飛行,也是該階段的最后一次飛行任務,因此在這次任務當中我們能看到不少新的嘗試與技術。


神舟十三號與空間站的徑向停靠對接就是新嘗試之一,其指的是航天器在空間站下方垂直方向上進行對接,之前大陸航天器與空間站對接,無論是前進交會對接還是后方交會對接,基本上都是水平方向上的對接。

對比來看徑向對接要求更高,執行時需要空間站保持平飛狀態,而飛船則需要豎立飛行或俯仰飛行,在這種情況下還要實現不需要人干涉的全自動對接方式,其難度可想而知,

值得一提的是,這次神舟十三號載人航天任務的標識,正是徑向對接的縮略示意圖,有趣的同時也傳達了任務的主要目的之一,


徑向對接是空間站驗證階段中必須要完成的項目,上次神舟十二號飛船飛回地球前就曾驗證徑向對接技術,江蘇省天文學會科普專家、南京大學部天文與空間科學學院副教授湯靖師在接受新華報業采訪時也表示:

在大陸空間站的建造計劃中,將來會有兩艘載人飛船同時停靠,這一次神舟十二號飛船停靠的是前向對接口,而如果增加一艘載人飛船,就要停靠在節點艙下方,面向地球的徑向對接口。

機械臂同樣是此次載人航天任務當中的重點,大陸天宮空間站的機械采用了肩部、肘部和腕部「3+1+3」的關節設計,和人的手臂一樣具備極高的自由度。


再搭配上空間站表面的適配器,機械臂甚至可以在空間站上自由「爬行」,使其工作范圍覆蓋整個空間站。

據悉,機械臂工作時最長可達18米左右、直徑約4米,最大承載能力達25噸,不僅可以輔助航天員出艙,更是實驗艙等航天器轉向的好幫手。

機械臂強大的負載能力,讓它能拖動實驗艙實現分離、轉位和再次對接等操作,實際應用中當實驗艙與空間站核心艙、節點艙對接后,就可以通過機械臂轉位到側面停泊口,這次神舟十三號載人航天任務也需要驗證艙段轉位技術。


▲大陸空間站機械臂捕獲飛船演示動畫

6個月的超長駐留時間是以往從來都未曾有過的,據大陸青年報,為了保證航天員的安全,一般航天員出發時都會佩戴相應的生理信號測試盒、心電記錄等裝置。

這些裝置一般都在航天員大腿外側佩戴,可以用來實時檢測航天員的心率、呼吸、心電信號等,方便出現異常情況時地面專家及時干預,

此外由于太空的失重環境,再加上超長的駐留時間,會讓航天員的身體出現各種適應反應,比如骨質流失和肌肉萎縮,大陸航天工程網甚至表示長期飛行時航天員可能會損失50% 肌肉,


▲ 完成神舟十二號航天任務的航天員們. 圖源:央視新聞

這也是此前神舟十二號任務三位航天員返回地球時需要隔離恢復的原因之一,

當然,解決方法就有不少,其中比較方便直接的便是鍛煉,天和核心艙中就配備有多個健身器材,比如太空跑步機、太空腳踏車、拉力器等等,


▲ 航天員在鍛煉

太空跑步機和我們常見的跑步機不同,它配有彈性束縛帶,將航天員壓在跑步機上,這是在模擬正常重力環境,同時太空跑步機還配有隔振措施,以免影響空間站上的其他設備,

徑向對接、機械臂輔助艙段轉位、駐留6個月等等,這些關鍵技術和項目經受住驗證后,才能真正讓載人航天常態化,讓我們離太空家園更近一步,

明年,天宮將迎來完全體

從鉆木取火到發現鐵,再到如今鋼筋水泥構成的城市,發現、探索、學習、使用,對未知的追尋,推動了整個人類社會的發展,今天的載人航天正是人類突破自我、探索未知的又一新旅程,

為了探索未知而又神秘的太空,早在上世紀90年代,大陸就定下了載人航天工程三步走的戰略,它們正在一步一步成為現實,


4個月前神舟十二號載人航天任務,就驗證了全相位、全自動快速對接技術,在水平對接時無論航天飛船與空間站的相對位置是1/4圈還是半圈、整圈,都能在沒有人為干預的情況下對接好,

而聶海勝、劉伯明和湯洪波三位宇航員則作為天和核心艙的首批訪客,經過3個月生活,驗證了天宮空間站系統的安全性和穩定性,


▲天宮空間站。圖片來自:新華社

神舟十三號載人航天任務則是對之前任務的夯實和加強,航天器對接方式從水平對接轉向更復雜的徑向對接,三位航天員駐留時間翻倍,如任務完滿結束,則意味著大陸完成了天宮空間站關鍵技術驗證,離目標——建成天宮空間站又近了一步。

酒泉衛星發射中心的照片墻見證了大陸載人航天項目的發展,從楊利偉到如今的王亞平、照片墻記錄了每位完成載人航天飛行的宇航員,或許在不遠的未來,這堵照片墻可能都

無法容納越來越多的新宇航員。


圖片來自:微博@我們的太空

神舟十三號載人飛船將和天和核心艙以及兩艘貨運飛船組合,實現4個飛行器組合飛行,和完整的天宮空間站對比,還缺少了問天和夢天兩大實驗艙,

設計之初,這兩座實驗艙就確定了20噸級的航段規模,有了它們的加持,航天員們才能在天宮空間站中進行更高頻率、更大范圍的技術實驗。


▲ 天宮空間站結構

按照規劃,大陸將在2022年陸續發射這兩座實驗艙,并與天宮空間站交會對接,組成完全體,同時載人航天也會常態化,這將進一步揭開太空神秘的面紗。

大陸載人航天工程航天員系統總設計師黃偉芬在接受大陸青年報采訪時就提到了:

在軌的空間科普教育一定是將來空間站任務中的常態化工作之一,未來一定會利用空間站這個平臺積極開展科普教育,比如結合航天員在軌生活、工作、實驗試驗等進行科普活動,

這次神舟十三號載人航天任務中航天員王亞平即將開啟的太空授課就是落地實例,未來或許我們能以更多種多樣的方式了解神秘的太空。

(責任編輯:張淇宣_NBJS16275)

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