□新华社记者 黎云 李国利
2021年4月29日11时23分,中国文昌,长征五号B遥二运载火箭搭载着中国空间站天和核心舱,在海天之间留下一道长长尾焰,飞向太空。
12时36分,天和核心舱发射任务取得圆满成功。
中国空间站建设首战告捷!这也意味着,自2019年7月19日天宫二号从太空返回地球家园后,浩瀚太空再次迎来“中国宫”。
更重、更大、更硬核
如果说长征五号运载火箭是个“胖子”,那么长征五号B运载火箭就是“矮胖子”。重,是“胖子兄弟”的共同特征。
作为专门为载人航天工程空间站建设研制的新型运载火箭,长征五号B全箭总长约53.7米,比长征五号矮了约3米、轻了约20吨,但力气更大,一次能送超过22吨的载荷,是目前中国近地轨道运载能力最大的火箭。
这个“矮胖子”有一个巨硕的整流罩,人送雅号“大脑袋”,长达20.5米,直径5.2米,躺下有一节动车车厢那么长,竖起来有6层楼那么高,差不多占了全箭长度的五分之二,是迄今为止我国最大的火箭整流罩。
这样的设计,是为天和核心舱“量身定制”的。作为中国目前最大的航天器,天和核心舱长16.6米,最大直径4.2米,起飞质量22.5吨。装进火箭整流罩里,像坐进了飞机的头等舱一样舒适。
为了将又重又大的天和核心舱送入预定轨道,长征五号B火箭捆绑了4个火箭推进器,采用大直径箭体结构研制、大推力液氧液氢发动机技术、大推力液氧煤油发动机技术、大推力直接入轨技术、大型活动发射平台技术等一系列的核心“大”技术。每一个“大”字背后,都有硬核的技术支撑。
体积越大就意味着整流罩在分离时的弹性变形越大,所需要的分离能源越大。6层楼高的整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形,可以更好地减小空气阻力,减轻载荷影响,分离也更安全可靠。
天和核心舱入轨时,相当于一辆高速行驶的火车突然刹车,还要稳稳停靠在指定位置。研制团队从入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制三个方面开展大推力直接入轨关键技术攻关,满足了对姿态控制和制导精度控制的指标。
此外,“零窗口”发射技术的成功应用,为分秒必争的交会对接任务争取出宝贵的±1分钟,助力空间站舱段在太空中实现顺利“牵手”。可靠性更高的解锁技术和一系列的减振降噪技术,把舱箭分离时巨大的分离冲击降到最小,使得天和核心舱“到站”以后,可以轻松优雅地从整流罩里“下车”,减少长途颠簸造成元器件损坏。
作为目前世界在役火箭中唯一一级半直接入轨的火箭,长征五号B火箭所有发动机的点火都在地面完成,无须进行级间分离、高空发动机启动等动作,降低了故障发生的概率。
一系列关键技术的突破和应用,使火箭和核心舱不仅降低研制成本,也提升了可靠性和任务适应性,正如长征五号B运载火箭总体副主任设计师李平岐所说:“这是基因自带的高可靠性。”
问天、问月、问星河
21世纪的今天,中国人不仅实现了北斗导航定位系统的全球组网、火星探测器成功实施火星捕获,还成功从月球上带回了“土特产”。
如果说当年发射东方红一号,是中国航天与太空的初恋,今天的天和核心舱入轨,则是中国航天在太空安家。
中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。
天和核心舱分为大柱段、小柱段、资源舱、节点舱和后端通道,设置了3个对接口和2个停泊口,内部空间有50立方米,可以满足3名宇航员在轨长期驻留和开展科学实验。
天和核心舱入轨后,还将有问天、梦天两个实验舱择机发射升空,与天和实现对接。空间站组建完成后,体量将达到100吨,天和的两个泊位,可以靠泊货运飞船和载人飞船。
新质、新局、新长征
“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”,29年来,一代代航天人就是靠这样的精神,团结协作,刻苦攻关,接力传承,形成了一支勇攀科学高峰的新质力量,创造了一个接一个的新奇迹。
按计划,我国空间站将于2022年前后完成建造,一共规划12次飞行任务,包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船发射以及4次载人飞船发射等。
严格落实载人航天工程质量标准,把所有问题和隐患解决在地面,新一代航天人正在不断刷新中国航天高度。
天和核心舱发射成功,更多的航天人没有时间欢庆。在他们看来,核心舱的发射成功仅仅才是开始,是阶段性的胜利。
载人航天工程总设计师周建平坦言,还有很多关键技术需要解决和突破。比如,宇航员在空间站长期驻留期间的用水问题等。
“每一项都是很大的挑战。”周建平说,需要集中全国高等院校、科研院所、工业部门的优势力量攻关。在他看来,通过解决空间站面对的关键技术,还要带动国家整体行业水平的发展,这才是载人航天工程应该发挥的龙头作用。
“包括在太空育种、太空制药、核心材料制备等方面,空间站也会产生很多的经济效益,服务国计民生。”周建平说。
(据新华社海南文昌4月29日电)
中国空间站有何作用?
据新华社北京4月29日电 中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。其中,核心舱作为空间站组合体控制和管理主份舱段,具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验能力;问天和梦天实验舱均作为支持大规模舱内外空间科学实验和技术试验载荷支持舱段,同时问天实验舱还作为组合体控制和管理备份舱段,具备出舱活动能力,梦天实验舱具备载荷自动进出舱能力。
开展空间站工程,将从国家全产业链角度,极大地引领和带动包括空间科学、生命科学等多种前沿学科和原材料、元器件、智能制造等多领域先进技术发展,发挥着不可替代的作用。
空间站作为长期在轨运行的“太空母港”,其天然的高真空、微重力、超洁净环境也可以充分用于开展各类科学技术研究,推动科学技术进步。因此,空间站工程将产生巨大经济效益和社会效益,已经成为衡量一个国家经济、科技和综合国力的重要标志,受到各航天大国的高度重视。