“3、2、1、點火!“,4月24日下午5點伴隨著零號指揮員趙磊同志一聲令下,我國神舟二十號載人飛船正式從酒泉衛星發射中心發射升空
這是我國載人航天工程第35次飛行任務,飛行乘組由陳冬、陳中瑞和王杰三人組成。任務主要包括與神舟十九乘組完成輪換,開展空間科學實驗,進行各類設備的安裝與回收等等。
截止4月24日深夜,神舟二十號已經與空間站完成了徑向對接,全程執行的可謂相當順利,唯一令人費解的就是對接耗時用了整整六個半小時。
要知道早在三年前,滿載貨物的天舟五號僅用了短短兩小時便完成了自主快速交會對接,還一舉打破了世界紀錄。為何三年后的任務用時不減反增呢?難道是我國航天技術走上了倒車路?
神舟二十號詳情
本次神舟二十號的乘組指令長由陳冬擔任,作為一位執行過神舟十一、神舟十四的資深航天員,本次航天任務是陳冬時隔兩年之后再次擔任指令長重任,而另外兩名航天員陳中瑞和王杰均是出身于我國第三批航天員,本次也是他們首次執行航天任務。陳中瑞在入選前擔任空軍飛行員,王杰此前則是航天科技公司空間技術研究院的優秀工程師。
神舟二十號是我國空間站應用發展階段的第五次載人飛行任務,所擇定的發射日期也別有深意。4月24日是我國第十個“中國航天日”,同時又是最佳發射時間窗口。
航天迷們應該都了解發射時間窗口概念,空間站是在圍繞地球不斷運動著的,這要求飛船發射要選取適當的時間才能最有利于對接空間站。23日新聞發布會當天,航天專家表示:24日的空間站調相控制次數是最少的,并且都是升軌控制,能滿足載人飛船在軌能源約束等各類條件。
神舟二十號的主要任務目的包括:完成與神舟十九乘組的在軌輪換,空間站駐留6個月;開展空間科學應用實驗;進行空間設備的安裝回收;開展生命科學實驗和科普教育,發揮空間站應用效益等等。
這其中最有意思的就是生命科學實驗了,早在神舟十八飛船任務時,我們就將斑馬魚和金魚藻帶到了空間站,以便于進行規律生命現象研究。生物學家們將這種通過對選定生物物種進行科研的方式稱之為“模式生物”。
神舟十九時,我國也搭載了果蠅開展模式生物研究,進行遺傳學實驗。因為果蠅的許多基因和人類相似,它的研究能幫助我們獲得對人類遺傳疾病的進一步了解,便于今后繼續開展太空任務。
而本次神舟二十搭載的渦蟲,則具備強大再生能力。我國科學家希望能通過渦蟲空間再生實驗,對個體再生基本機制擁有更加深入透徹的了解,這份研究結果或將助力解決人類空間損傷的健康問題。
除了渦蟲外,神舟二十還搭載了鏈霉菌和斑馬魚作為研究對象。今后我國科學家還計劃將小白鼠、豌豆和線蟲統統帶到空間站,來開展各類模式生物研究。
在軌期間,神舟二十還將在空間生命科學、新技術以及微重力物理領域先后開展59項試驗研究。以此在血管化腦類器官芯片培養、軟物質非平衡動力學等方面取得巨大突破。截至目前,我國已經在空間站完成了200多項在軌科研項目,上行2噸左右的科學應用物資。
按照飛行計劃,神舟二十號在發射6.5小時后會對接中國空間站,接著與神舟十九飛行乘組完成在軌輪換,開展長達6個月的空間站之旅。
最后于今年10月下旬返回東風著陸場。而神舟十九號在過去幾個月內,累計完成了3次出艙活動,且有一次的出艙時間高達9個小時以上,打破了由美國宇航員保持20年之久的全球最長太空行走記錄。
本次神舟二十號將對接在中國空間站的徑向對接口,空間站核心位置的天和核心艙上共有五個對接口,分別是前向對接、后向對接、徑向對接和兩個側向對接口。兩個側向對接口用于問天、夢天實驗艙對接,后向則用于天舟飛船對接,前向用于神舟十九,最后的徑向就屬于神舟二十的專屬對接口了。
4月24日深夜,神舟二十號順利和天和核心艙完成了徑向對接。根據控制中心傳回畫面,神舟十九的乘組不僅笑容滿面的對新隊友到來表示了熱烈歡迎,還頗有心意的準備了“歡迎隊友”的條幅高高掛上,整個艙室的氣氛盡顯溫馨熱情,這無疑是中國航天事業的幸福時刻。
神舟二十的思慮之處
任務進行到現階段,神舟二十飛船和乘組人員的表現堪稱完美,唯一令人費解的就是長達6.5個小時的對接時間方案。要知道2022年11月天舟五號貨運飛船發射任務中,滿載任務的天舟五號僅用兩個小時就完成了自主快速對接,創下了新世界紀錄!
與此前相比,第一是天舟五號優化了對接交會的控制制導策略,將多次軌道機動縮減到了兩次綜合軌道機動,將遠距離導引過程飛行從多圈次減少到不足一圈,該階段所需時長也從4個小時銳減至1個小時。
第二就是天舟五號在近距離自主控制段減少了確定飛船狀態的停泊點,加快了與空間站的飛行速度,該部分時長也從2個小時縮減到40分鐘。
綜合疊加,兩個小時的快速交會不僅快速提升了我國的太空救援能力,還將有望實現鮮活實驗品運輸,可謂一舉兩得。當時就有不少人期望該技術能用于神舟載人飛船,以減少航天員的勞累飛行時間。
令人遺憾的是,本次神舟二十發射并未采取該技術,而是選擇繼續沿用6.5小時自主對接方案。這是因為兩小時快速對接技術,其核心在于北斗導航能實施修正軌道和優化變軌,進而縮短對接時間,提升任務效率。
但如果載人飛船采取此方案,就需要在時間內進行多次連續密集變軌,這對航天員的安全保障方面有著極高門檻。再者載人飛船和貨運飛船的安全性、舒適性標準也各不相同,就目前來看,兩小時快速對接技術顯然更適用于貨運飛船。
站在航天員角度而言,優先去選擇成熟、合適的對接方案才是更合理的。我國的6.5小時對接模式歷經多次樣本驗證,已經發展的相當成熟,這種不緊不慢的對接,之于航天員才是最友好的選擇。
目前全世界只有中美俄三國掌握了獨立載人航天技術,中國的最快對接技術時間是2個小時,而俄羅斯是3小時3分鐘,由2020年10月發射的的聯盟MS - 17載人飛船創造。
反觀自詡為世界航天一哥的美國,其目前載人飛船最快的對接記錄還停留在16個小時,并且還是2022年4月的SpaceX Crew - 4載人龍飛船創造的。我們不禁感嘆,世界航天發展格局如逆水行舟不進則退,而美國在這條道路上已經相當滯后了。
在前不久國家航天局舉行的2025中國航天日新聞發布會上,劉云峰副司長介紹了今年的航天任務,接下來我們還可以繼續期待神舟二十一號載人飛船、天文二號探測任務以及中歐合作的衛星、中意電磁監測衛星02星等一系列發射任務。
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