北京日報客戶端 | 記者 王鴻良

2022年11月29日23時8分，搭載了“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，“神舟十五號”載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道。在載人飛船與空間站組合體成功實現(xiàn)自主快速交會對接后，“神舟十五號”航天員和“神舟十”航天員順利會合入駐“天宮”。

這是我國載人航天工程立項實施以來的第27次飛行任務(wù)，也是進(jìn)入空間站階段后的第4次載人飛行任務(wù)。此次發(fā)射成功，標(biāo)志著空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證和建造階段規(guī)劃的12次發(fā)射任務(wù)全部圓滿完成。我們邀請中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心助理研究員王錚，和我們一起回顧我國載人航天工程“第三步”任務(wù)中的“12發(fā)”。

2021年4月29日，搭載著中國空間站“天和”核心艙的“長征五號B”遙二運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。

中國空間站在軌運行示意圖

1992年9月，中國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略被批準(zhǔn)實施，距今已經(jīng)30年。其中，“第一步”是發(fā)射無人和載人飛船；“第二步”是繼續(xù)突破載人航天的基本技術(shù)——多人多天飛行、航天員出艙在太空行走、完成飛船與空間艙的交會對接；“第三步”就是建立永久性的空間站。在這關(guān)鍵的“第三步”設(shè)計了“12發(fā)”的任務(wù)，來循序漸進(jìn)地完成空間站的建設(shè)。

第1發(fā)新火箭搭載新飛船

發(fā)射時間：2020年5月5日18時0分

主要內(nèi)容：“長征五號B”遙一運載火箭搭載新一代載人飛船的試驗船、柔性充氣式貨物返回艙實驗艙，自文昌發(fā)射場成功發(fā)射。

關(guān)鍵看點：新飛船新火箭新在哪里？

新一代飛船“新”在三個方面：大容量、多用途、可重復(fù)。與“神舟”“天舟”客貨分流不同，它天地往返運輸時客貨“兼營”，還能混合運輸，比如可以在搭乘3名航天員的同時搭載約500公斤的貨物。它的載人型號預(yù)計會在2026年首飛。目前我們建設(shè)空間站實際使用的還是“神舟”載人飛船和“天舟”貨運飛船。

而新火箭“長征五號B”，是在“長征五號”運載火箭基礎(chǔ)上改進(jìn)研制的新型運載火箭，主要用于空間站艙段等近地軌道大型航天器發(fā)射任務(wù)?；鸺鶕?jù)空間站任務(wù)要求新研制了大型整流罩，并對全箭進(jìn)行了適應(yīng)性改造。它的結(jié)構(gòu)使其成為中國目前近地軌道運載能力最大的運載火箭，起飛質(zhì)量約850噸，近地軌道運載能力大于22噸。它是中國乃至亞洲重量級數(shù)最高的航天器，首次發(fā)射驗證了這樣的火箭運載技術(shù)，才能放心用來送“天和”“問天”“夢天”等“大家伙”順利上天，稱得上是我國空間站建設(shè)的奠基石。

第2發(fā) “天和”核心艙上天了

發(fā)射時間：2021年4月29日11時23分

主要內(nèi)容：“天和”核心艙搭乘“長征五號B”遙二運載火箭，自文昌發(fā)射場成功發(fā)射。

關(guān)鍵看點：核心艙的“核心”都是啥？

中國航天“天宮”空間站的基本構(gòu)型是由一段核心艙及兩段實驗艙以T字形布局組成。兩段實驗艙分別位于核心艙的左右兩側(cè)長期?？繉?，而貨運飛船及后續(xù)的載人航天飛船則會在核心艙的前后兩端完成對接。

其中位于中心的核心艙，長16.6米，主要用于空間站的控制和管理，具備長期自主飛行能力，能支持航天員長期駐留，還能支持開展航天醫(yī)學(xué)和空間科學(xué)實驗。核心艙包括節(jié)點艙、生活控制艙和資源艙三部分。核心艙首次采用了大面積可展收柔性太陽能電池翼。

第3發(fā) “快遞小哥”第一次送貨

發(fā)射時間：2021年5月29日20時55分

主要內(nèi)容：“天舟二號”貨運飛船搭乘“長征七號”遙三運載火箭，自文昌發(fā)射場成功發(fā)射，上行對接于“天和”核心艙后向端口。

關(guān)鍵看點：“快遞小哥”身手咋樣？

“天舟二號”貨運飛船是中國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證及建造階段的首飛貨運飛船。它的載貨比為0.51，處于國際領(lǐng)先水平，其攜帶的燃料除了自己使用外，還補(bǔ)給了空間站，另外還有160多個貨包、200多件貨物。“天舟二號”在貨運主任務(wù)圓滿完成的同時，在軌期間還完成交會對接、雙向并網(wǎng)（飛船和空間站的供電網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)）、機(jī)械臂在軌試驗等技術(shù)驗證的任務(wù)，為后續(xù)飛船打下了堅實的基礎(chǔ)。

在軌運行10個月，“天舟二號”作為儲藏室，既要保障航天員日常生活、工作物資隨取隨用，還要收納廢棄物、人體排泄物，最終離軌墜入大氣層燒毀。

第4發(fā) 建設(shè)中的空間站第一次來人了

發(fā)射時間：2021年6月17日9時22分

主要內(nèi)容：“神舟十二號”載人飛船搭乘“長征二號F”遙十二運載火箭，自酒泉發(fā)射場成功發(fā)射，對接于“天和”核心艙前向端口。

關(guān)鍵看點：第一次進(jìn)“新家”

“神舟十二號”任務(wù)是空間站上天之后，首次載人飛船帶聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員進(jìn)駐。作為中國空間站的先鋒，這次飛行實際在軌驗證了航天員長期駐留，以及空間站上的再生式生命保障（氧氣和水的循環(huán)等）、物資補(bǔ)給、出艙活動、艙外操作、在軌維修等關(guān)鍵技術(shù)。

9月17日13時30分返回著陸時，也首次檢驗了地面的東風(fēng)著陸場的航天員搜索救援能力。

第5發(fā) “快遞小哥”第二次送貨

發(fā)射時間：2021年9月20日15時10分

主要內(nèi)容：“天舟三號”貨運飛船搭乘“長征七號”遙四運載火箭，自文昌發(fā)射場成功發(fā)射，對接于“天和”核心艙后向端口。

關(guān)鍵看點：“快遞小哥”的新裝備

在充分繼承“天舟二號”貨運飛船研制和飛行成果基礎(chǔ)上，“天舟三號”貨運飛船還開展了系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，簡化平臺配置，提高運輸效率，推動元器件自主可控，因而具有貯箱動態(tài)調(diào)整、持續(xù)提高元器件國產(chǎn)化率和優(yōu)化設(shè)備配置三個顯著的任務(wù)特點。

第6發(fā) 第二批航天員一待就是半年

發(fā)射時間：2021年10月16日0時23分

主要內(nèi)容：“神舟十三號”載人飛船搭乘“長征二號F”遙十三運載火箭，自酒泉發(fā)射場成功發(fā)射，對接于“天和”核心艙徑向端口（圓柱體側(cè)面、非太陽能板的一側(cè)）。

關(guān)鍵看點：航天員首次長期在軌?？?個月

“神舟十三號”載人飛船實現(xiàn)了多個首次，即首次與三艙組合體自主快速徑向交會對接，首次長期在軌?？?個月。中國此前的載人航天飛行任務(wù)從未進(jìn)行過“徑向交會對接”，這是“神舟十三號”飛行任務(wù)要驗證的關(guān)鍵技術(shù)之一?！吧裰凼枴陛d人飛船發(fā)射前，我國空間站“天和”核心艙、后向端口的“天舟三號”貨運飛船和前向端口的“天舟二號”貨運飛船已經(jīng)形成了“一”字構(gòu)型，“神舟十三號”在“一”字下方與“天和”核心艙快速交會對接，4個航天器組成了T形組合體，長期在軌飛行。

“神舟十三號”上執(zhí)行任務(wù)的3名宇航員翟志剛、王亞平、葉光富在空間站工作了6個月之久。

第7發(fā) “快遞小哥”第三次送貨

發(fā)射時間：2022年5月10日1時56分

主要內(nèi)容：“天舟”貨運飛船搭乘“長征七號”遙五運載火箭，自文昌發(fā)射場成功發(fā)射，對接于“天和”核心艙后向端口。

關(guān)鍵看點：“快遞小哥”帶來了實驗裝置和設(shè)備

“天舟”補(bǔ)給了航天員日常的消耗和使用的貨物。在科學(xué)任務(wù)方面，飛船攜帶了空間科學(xué)實驗的裝置和設(shè)備，以及醫(yī)學(xué)實驗的低溫鎖柜（“冰箱”）。

第8發(fā) 第三批航天員艙內(nèi)艙外“施工”忙

發(fā)射時間：2022年6月5日10時44分

主要內(nèi)容：“神舟十”載人飛船搭乘“長征二號F”遙十四運載火箭，自酒泉發(fā)射場成功發(fā)射，對接于“天和”核心艙徑向端口。

關(guān)鍵看點：不但要接收新艙還要接待新人

“神舟十二號”和“神舟十三號”驗證了載人飛船往返空間站的各種關(guān)鍵技術(shù)，“神舟十”則是空間站建造階段的首次飛行，航天員在軌期間要在艙內(nèi)艙外“施工”，完成中國空間站在軌組裝建造，完成空間站艙內(nèi)外設(shè)備及空間應(yīng)用任務(wù)相關(guān)設(shè)施設(shè)備的安裝和調(diào)試，抽空做一些實驗、維修等工作。

3名航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲同樣在空間站生活6個月之久。在此期間，不但接收了“問天”實驗艙和“夢天”實驗艙，還在2022年11月30日7時33分與“神舟十五號”的航天員費俊龍、鄧清明、張陸實現(xiàn)了太空“會師”。

第9發(fā) “問天”實驗艙進(jìn)了空間站

發(fā)射時間：2022年7月24日14時22分

主要內(nèi)容：“問天”實驗艙搭乘“長征五號B”遙三運載火箭，自文昌發(fā)射場成功發(fā)射，對接于“天和”核心艙前向端口，并在隨后轉(zhuǎn)位對接于“天和”側(cè)向右側(cè)端口。

關(guān)鍵看點：“問天”問什么？

“問天”實驗艙是中國空間站“天宮”的組成部分，艙段規(guī)模20噸級，主要面向空間生命科學(xué)研究?！皢柼臁睂嶒炁撦S向全長17.9米（相當(dāng)于6層樓房高度），這一長度超越了國際空間站的任意艙段，比“天和”核心艙16.6米的軸向長度還要長1.3米，該艙段與“夢天”實驗艙同為當(dāng)今世界軸向長度最長的單體載人航天器。

另外，本次任務(wù)是中國空間站首次在有人狀態(tài)下迎接航天器來訪。

第10發(fā) “夢天”實驗艙追“問”而來

發(fā)射時間：2022年10月31日15時37分

主要內(nèi)容：“夢天”實驗艙搭乘“長征五號B”遙四運載火箭，在文昌發(fā)射場發(fā)射升空，首先對接于“天和”前向端口，而后轉(zhuǎn)位對接于“天和”側(cè)向左側(cè)端口，空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成。

關(guān)鍵看點：“夢天”夢什么？

“夢天”實驗艙由工作艙、載荷艙、貨物氣閘艙和資源艙組成，目的是開展空間科學(xué)與應(yīng)用實驗，參與空間站組合體管理，貨物氣閘艙可支持貨物自動進(jìn)出艙，為艙內(nèi)外科學(xué)實驗提供支持。它主要面向微重力科學(xué)研究，配置了流體物理、材料科學(xué)等多學(xué)科方向的實驗柜。

第11發(fā) “快遞小哥”第四次送貨

發(fā)射時間：2022年11月12日10時3分

主要內(nèi)容：“天舟五號”貨運飛船由“長征七號”遙六運載火箭在文昌發(fā)射場發(fā)射升空，并進(jìn)入預(yù)定軌道，對接于“天和”核心艙后向端口。

關(guān)鍵看點：“快遞小哥”力氣更大了

在“天舟三號”和“天舟”的基礎(chǔ)上，“天舟五號”進(jìn)行了多項改進(jìn)，進(jìn)一步提升了載貨能力，其貨物裝載密度已達(dá)300千克/立方米?！疤熘垡惶枴睍r只帶了4噸多一點兒的貨，到“天舟五號”時載貨已超過5噸?！疤熘畚逄枴必涍\飛船的載貨比已經(jīng)達(dá)到0.51以上，是當(dāng)今世界上載貨比最高、運輸效率最好的貨運飛船。

第12發(fā) “神舟十五號”前來會師

發(fā)射時間：2022年11月29日23時8分

主要內(nèi)容：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發(fā)射場點火發(fā)射，對接于“天和”核心艙前向端口。

關(guān)鍵看點：兩個航天員乘組在空間站進(jìn)行首次在軌輪換

“神舟十五號”與“神舟十”兩個航天員乘組在空間站進(jìn)行了首次在軌輪換。空間站的三個艙，以及“神舟十”“神舟十五號”“天舟五號”，“三船三艙”，空間站組合體首次形成最大構(gòu)型，總質(zhì)量近百噸，向全世界展現(xiàn)了中國載人航天工程的卓越能力。這也是首次實現(xiàn)兩艘載人飛船同時在“站”。這下空間站寬敞了許多，航天員活動空間超過100立方米，“天和”核心艙的3個睡眠區(qū)和“問天”實驗艙的3個睡眠區(qū)全部投入使用。

交接后，“神舟十”航天員順利回家，接下來“神舟十五號”的航天員將完成15個科學(xué)實驗機(jī)柜解鎖、安裝與測試，開展涵蓋空間科學(xué)研究與應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)、航天技術(shù)等領(lǐng)域的40余項空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗；計劃實施3至4次出艙活動，還將首次使用“夢天”實驗艙的貨物氣閘艙轉(zhuǎn)移物品。

“神舟十五號”的任務(wù)既是中國空間站建造期的“最后一棒”，也是空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的“第一棒”。

2022年11月30日7時33分，“神舟十”航天員乘組與“神舟十五號”航天員乘組順利實現(xiàn)“太空會師”。

圖片來源：視覺中國