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图为11月30日在酒泉卫星发射中心拍摄的神舟十五号载人飞船与天和核心舱自主快速交会对接的模拟图像。新华社记者 郭中正摄

11月29日23时08分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F遥十五运载火箭,将神舟十五号载人飞船和3名中国航天员送入太空,中国空间站建造阶段的最后一次载人飞行任务正式开启。

11月30日7时33分,在“T”字基本构型的中国空间站里,神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十五号航天员乘组入驻“天宫”。随后,两个航天员乘组一起在空间站里合影留念。后续,两个航天员乘组将在空间站进行首次在轨轮换。其间,6名航天员将共同在空间站工作生活约5天时间,完成各项既定任务和交接任务。

空间站进入长期有人驻留模式,将迎来哪些新变化?未来半年神舟十五号乘组肩负哪些使命?

看点一:

6名航天员共同驻留空间站组合体5天左右

神舟十五号乘组由航天员费俊龙、邓清明和张陆组成。航天员进入空间站后,将与神舟十四号乘组共同驻留空间站组合体5天左右。首次实施乘组在轨轮换,面临诸多挑战。对此,航天员系统在选拔训练,健康、工作、生活等驻留保障技术方面,都进行了充分研究和准备。

据航天员系统专家介绍,一是在轨资源优化保障。6名航天员驻留在空间站狭小环境内,合理分配睡眠区、厨房、卫生区以及锻炼装置的资源,确保有限的空间、设备、物资能够得到高效的保障。二是管理与协调好工作计划。统筹两个乘组工作计划安排,避免工作项目时间、空间和设备使用上冲突;针对一个乘组撤离准备、一个乘组进驻适应期,特别加强了每日工作计划管理,确保乘组间工作有序交接。

乘组6人共处时间,工作与生活具体如何调配?

专家介绍,乘组轮换期间,原则上两个乘组按照各自任务和计划开展在轨工作,神舟十四号乘组重点开展返回前准备工作,神舟十五号乘组重点进行状态设置和在轨环境适应,在轮换期结束前完成工作交接。

生活方面,在轨配置了两套厨房设备,可同时进行进餐准备,根据空间大小选择一起进餐或分场所进餐,两个乘组可分享食品。两个舱段还配置了两个卫生区、六个睡眠区,均可独立使用。

看点二:

“三舱三船”组合体首次建成,同时停靠两艘飞船

神舟十五号载人飞船是中国空间站建造阶段发射的最后一艘载人飞船,也是“T”字基本构型搭建后首艘造访空间站的载人飞船,它的安全到“站”,标志着空间站首次建成了由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱以及两艘载人飞船和一艘货运飞船组成“三舱三船”的组合体。这也是空间站目前的最大构型,总质量近百吨,向全世界展现着中国载人航天工程的卓越能力。

在此次交会对接过程中,中国航天科工集团二院25所研制的交会对接微波雷达承担了两个空间飞行器间距离、速度、角度等相对运动参数的精确测量任务,全过程稳定输出高精度测试数据,为空间交会对接任务保驾护航。

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任务期间,两艘神舟载人飞船首次同时停靠空间站。据中国航天科技集团五院神舟载人飞船GNC分系统副主任设计师张一介绍,神舟十五号停靠于天和核心舱前向端口,神舟十四号停靠于天和核心舱径向端口,两艘飞船同时与空间站进行信息传递、通风换热、并网供电等。

中国空间站首次同时停靠两艘载人飞船,给飞船身份识别和在轨控制带来新挑战。张一说,乘组轮换期间,空间站要确保两艘载人飞船信息传输的唯一性和正确性。空间站系统也将同时向两艘载人飞船提供通风热支持,送风量根据两船不同热环境进行合理分配,并可根据需求进行分档调节。同时,针对两船同时停靠的情况制定了协调匹配的紧急撤离策略,全力确保航天员安全。

看点三:

改进45项技术,火箭可靠性再提升

此次任务发射窗口期正值寒冬,酒泉卫星发射中心天气寒冷,最低温度突破零下20摄氏度。

针对神舟十五号船箭组合体在低温严酷环境下执行载人飞行任务的情况,酒泉卫星发射中心对发射场地面设备进行了全面更新改造,科研人员对发射场配置的两套整流罩内送风设备保障性进行确认,并按照温度上限进行送风。同时,针对待发段可能出现的送风温度偏低的故障情况,制定了风险控制预案,根据情况开启推进贮箱地面电调温等,保证飞船返回舱和推进舱推进剂温度满足发射要求。

此次任务是新批次长二F遥十五火箭和全新的地面设备首次应用于载人发射任务。较上一发火箭,长二F遥十五火箭进行了全面升级优化,其中技术状态改进45项。同时,测发控、供配气等地面设备也进行了11项改进。

中国航天科技集团一院长二F火箭副总设计师刘烽说:“新批次火箭的控制系统应用了起飞时间偏差修正技术,使火箭点火时间出现偏差时,可以在一定范围内自动修正轨道,完成入轨和交会对接任务。同时对遥测系统进行了升级迭代,遥测精度进一步提升。”

自执行神舟十二号发射任务起,长二F火箭采取“发射1发、备份1发”“滚动备份”的发射模式,为航天员安全加上“双保险”。本次任务中神舟十四号与神舟十五号两个航天员乘组要进行在轨交接班,这意味着同一发长二F火箭在准备发射神舟十五号的同时,还承担着对神舟十四号航天员乘组的应急救援任务。

此次发射任务后,后一发火箭即长二F遥十六运载火箭进入应急救援“值班”状态,执行后续空间站运营阶段的载人发射任务。

看点四:

全面启用三舱科学实验机柜,开展40余项科学实验

据介绍,神舟十五号飞行任务中将全面启用三舱科学实验机柜。除日常维护照料空间站外,神舟十五号乘组还将完成15个科学实验机柜解锁、安装与测试,开展涵盖空间科学研究与应用、航天医学、航天技术等领域的40余项空间科学实验和技术试验。

随着空间活动的蓬勃开展,研究生物包括人类在失重、宇宙辐射等特殊空间条件下的响应、生存、变化和适应规律,成为空间生命科学研究的重要课题。

此次,由中国科学院牵头负责的空间应用系统随神舟十五号飞船上行了“空间辐射计量及生物损伤评估技术”和“空间微重力环境调控植物细胞结构和功能的分子网络研究”2项科学实验的样品及实验单元。

其中,“空间辐射计量及生物损伤评估技术”实验将在问天实验舱生命生态实验柜中开展。中科院分子植物科学卓越创新中心研究员蔡伟明介绍,实验通过微流控芯片流体控制的方式对单个线虫进行培养、光学监测和分析技术,建立一种空间辐射计量及生物损伤评估的方法,为空间辐射损伤评估和医学诊断与防护提供重要支撑。

据介绍,此前空间站的科学实验已经取得了阶段性的丰硕成果。后续随着实验装置和实验样品持续上行,将开展多学科、系列化和长期的空间科学实验,同时实现空间站科学载荷的维护维修和升级更新,保持空间站科学实验设施的先进性。

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