太空滞留,航天员的粮食够吗?“天上的物资储备充分到超乎你想象”
日期:12-02
飞船舷窗突现裂纹,中国航天进入应急发射模式!如何克服重重困难,高效应对突发事件?从预案到实战,中国航天第一次应急发射经历了怎样的20天?央视专访航天系统总师,20天高效应对突发情况,一起了解这背后的故事。
神舟二十号返回任务紧急暂停
应急预案在紧张有序中启动
11月5日,神舟二十号返回任务被按下紧急暂停键。在计划返回前一天对飞船返回舱的例行检查中,神舟二十号航天员乘组发现舷窗的边缘有一个局部的异常现象。中国航天科技集团五院载人飞船系统总设计师贾世锦在航天员报告这一突发情况后的第一时间收到了现场照片。
贾世锦:有一个三角形的痕迹。尺寸并不是很大,我们第一眼看到下行的照片之后,感觉不太好判断它是一种什么东西,像是被一种漆什么的粘在上面似的。
记者:设计有问题吗?是缺陷的问题吗?
贾世锦:查完了之后,我们对我们的产品应该说更放心了,无论当时的设计理念,设计方案,包括我们地面做的试验验证工作,都证明当时的设计是没有问题的,造成这个裂纹的最大可能性,应该就是空间碎片,因为这个玻璃硬度还是很高的,包括它的厚度也是很厚的。我们在地面做试验,曾经想模拟这个玻璃出现了裂纹,一般的工具都是砸不出来的,我们都得上锤子才行,我们现在分析,它是打在舷窗的侧面,就是周边,在那个地方,因为涉及类似于倒角这些地方,它跟整个平面相比,特别容易产生应力集中。
为了明确有裂纹的玻璃在返回的过程中会出现什么样的变化,地面团队做了大量的仿真分析和试验,并邀请国内两家权威科研机构开展了背靠背的风洞试验。
记者:这段时间整个工程涉及的所有人,从上到下,你能够感觉到这是一种什么气氛吗?
中国载人航天工程办公室主任助理、工程新闻发言人季启明:紧张,有序。虽然这个事情来得非常突然,但是它是我们预案内的一件事情,需要的时候,我们是有一套的预案来保障的。
从神舟十二号开始,中国载人航天就采取了“打一备一,滚动备份”的策略,即每发一艘飞船,地面要备份一艘飞船,一旦启动应急发射,就由待命转到应急状态的测试工作。神舟二十号突发状况时,神舟二十一号的备份船神舟二十二号已经在酒泉卫星发射中心待命值班。任务总指挥部当时最主要的课题,就是研究明确神舟二十号飞行乘组的返回方案。
记者:你们要考虑多少因素在里面?
季启明:第一个问题就是,神舟二十号航天员乘组,要坐哪一艘飞船回来,这里面有两个选项,一个是乘坐神舟二十一号飞船,另外一个选项就是坐神舟二十二号飞船。最终咱们选择了神舟二十一号飞船,因为神舟二十一号飞船,它的状态和神舟二十号飞船的状态,是基本一致的,而神舟二十二号飞船,它的返回舱的仪表板,和一些返回舱内的布局,做了一些优化升级,状态更改的变化要大一些。
第二个问题就是返回时机,这里面也有两个选项,一个就是神舟二十号乘组先回来,然后再发射神舟二十二号飞船。那第二个选项就是,神舟二十二号飞船发射上去,神舟二十号航天员,再坐着神舟二十一号飞船回来。
我们是选择了先返回后发射,因为我们现在空间站的状态,所有的对接口都是满的。如果神舟二十二号飞船先发射,我们必须要把空间站停靠的,一艘载人飞船或者是货运飞船,要把它先撤离,让出一个对接端口,这样我们神舟二十二号飞船,才能对接上去。这种撤离,让出,再发射,整个过程组织起来相对更加复杂,而且神舟二十号航天员,在轨等待的时间也相对更长。
所以这两个方案比较,我们认为先返回后发射这个方案,会更加地优化。
6名航天员同时在轨氧气、食品等物资够吗
记者:你最担心的事情是什么?
中国航天员科研训练中心、航天员系统副总设计师吴大蔚:最大的担忧就是6个人只有1条船,这条船只有3个座位。航天员在天上的每一天,我们的全副心思和精力都在他们身上。在过往的6次太空会师里,两个航天员乘组一般会共同生活5天,而这次神舟二十号延迟返回,刷新了6名航天员同时在轨的纪录。
记者:天上的一切能够供两个乘组同时在轨,最长时间是多少,这个做出判断过没?两个乘组他们够不够吃,会不会老乘组吃了新乘组的粮食呢。
吴大蔚:天上的物资是非常充分的,充分到超出你的想象,这个量肯定是足够的,我们的系统是在正常运转的,它只是多了一个风险点,但是这个风险点目前没有实质的破坏,整个空间站所有的运行都是正常的,本身二十一乘组带上去的,也不只有二十一乘组的食品,还有后续的储备食品也是有的,我们这次上行了这个热风烘烤机,就像地面的空气炸锅一样,也给他们额外带了一些在轨制备的食品,本来就是准备让他们两个组一起共享的,所以他们吃这么几天饭,对我们来说九牛一毛,没有什么问题,非常正常。
记者:一般情况下,舱里面的氧气就是3个工作人员在用,现在6个人在了。
吴大蔚:咱们现在的氧是再生系统,用水电解就可以产生氧,只要有水就有氧,水也是再生的,来自我们的冷凝水,汗液,尿液,都经过净化、电解之后,变成了新的水和新的氧,所以这个肯定是够的,所以他们没有氧浓度下降的表现,也没有缺氧的表现,都是非常正常的。
11月10日,工程正式启动应急预案和措施,决定神舟二十号航天员搭乘神舟二十一号飞船返回,同时启动神舟二十二号16天应急发射任务。
11月14日14时49分,北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令,神舟二十一号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰顺利“改签”神舟二十一号载人飞船,踏上了回家之路,跟他们一起回家的,还有4只备受关注的小鼠,这4只原定“短期出差”5至7天的实验小鼠,因飞船推迟返回,经历了两周的“超长加班”。
记者:它们有变化没有?
吴大蔚:这可能超出了科学家的预想,然后带上去的食品和水,后来都启用了航天员的食品和水,给它们做了补充,这些小老鼠回来的时候是非常健康的。
神舟二十一号飞船采取的是3圈自主快速返回模式,这也是北京航天飞行控制中心首次实施这一方案,相比传统5圈返回,飞船从离开空间站到返回地球的时间缩短了3个多小时。神舟二十一号飞船能实现由5圈缩短至3圈返回,关键的改进在于返回制动参数由地面计算改为船上自主更新计算。
北京航天飞行控制中心载人飞船型号副总师李晓明:这个方案原来准备神舟二十一号乘组回来时用。
记者:一下子提前了半年。虽然技术上、理论上是行的,但是它真返回的时候,你们心里提着吗?
李晓明:说实话,我当时是提着的。飞船返回过程中,它要穿越黑障,因为它的环境不确定因素比较大,风险也比较高,而且是首次用自主计算的控制参数。它可以自己去计算我什么时候制动、何种方式回,这是神舟二十一号飞船一个新的功能。看上去好像解放地面了,但在初次实施的时候,它算出来结果对不对?到最后,我用不用你的结果?最后飞船自主算的结果和地面算的结果一致,你算的没问题,好,我们相信你,用你的回。最后飞船穿越黑障,进入到我们地面测控区,我们听到了神舟二十号航天员状态良好,飞控中心厅里边心基本上是放下了。
11月14日16时40分,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。历经9个日夜的等待,神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰终于平安归来。
“神舟二十二号航天员乘组”
成为永远空缺的序列号
11月25日12时11分,搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。神舟二十二号飞船为无人状态,这次任务是中国载人航天工程第一次应急发射任务。
15时50分,神舟二十二号飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口。此次对接采用快速自主交会对接模式,用时3.5小时。对接完成后,由于神舟二十二号是无人状态,舱门的开启需要由神舟二十一号航天员来操作。
记者:从外面开门,开起来费劲吗?
贾世锦:其实以前设计应急发射的时候,就知道航天员要从舱外开舱门,这是一个必然的操作项目。所以我们在空间站里面就配备了从舱外开门的钥匙,所以这次决定打无人船之后,第一个我们让航天员赶快去盘点空间站里的舱门钥匙,确认钥匙都在、都是完好的,也让他们进行了跟舱门的匹配的练习。
随着神舟二十二号飞船返回舱舱门顺利打开,一场持续20天、牵动无数人心弦的“太空应急大考”画上了圆满的句号。此次发射的神舟二十二号飞船,除了装载航天食品、新鲜果蔬,还上行了针对神舟二十号飞船舷窗裂纹的处置装置。
记者:有没有可能就不要舷窗了,取消舷窗,干脆就变得都很坚固,那多好?
贾世锦:从人性的角度来说,一个舱也好,包括一个房间也好,都是需要有个窗户的。所以这个事确实对我们也提了醒,现在空间环境确实是越来越恶劣,尤其是空间碎片。这就要求我们的结构、硬扛的能力还要进一步加强,至少现在这个量级的,我下次要把它防得住。
随着神舟二十二号应急发射,后续飞船的研制节奏已全面提速。原定明年3月出厂的神舟二十三号飞船,预计将提前两个月完工;神舟二十四号飞船也瞄准明年夏季的出厂目标,全力推进。
由于航天员乘组编号通常与所执行的飞船任务编号一致。下一个乘组将被命名为“神舟二十三号航天员乘组”,这意味着“神舟二十二号航天员乘组”在序列中永远空缺。
记者:永远缺的神舟二十二号乘组,对你们来说,它的意义在哪里?
贾世锦:这是对整个工程全线的一个提示,就是我们永远不要认为我们的工作已经做到了100分。对于载人航天来说,其实工作永没有止境,100分是我们永远追求的目标,必须向着那个方向不断地努力。哪怕你的工作做到了,还有空间环境,还有不确定性,我觉得恰恰也是对大家一个警示:连续成功之后,大家还要继续保持清醒,继续保持警醒,继续保持工作的标准,不但不能降,而且我觉得还要更高。只有这样,我们才能实现后面的连续成功。
据央视新闻客户端