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神舟十二号发射时间为何要精确到秒?专家这样说

2021年06月20日 11:58   来源:新京报   参与互动参与互动
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  北京大学地球与空间科学学院教授焦维新:

  专家解读神舟十二号发射时间要精确到秒

  6月17日,神舟十二号载人飞船发射升空并与空间站天和核心舱顺利对接,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,中国航天员进入属于自己的空间站。

  北京大学地球与空间科学学院教授焦维新当天接受新京报记者专访,全面解读了此次任务。

  此外,在谈到国际空间站时,焦维新表示,国际空间站是否三年后退役,取决于参与国是否愿意继续投入资金维持。

  发射时间精确到秒 错过能耗更大

  新京报:神舟十二号选择了北京时间17日上午9时22分27秒点火发射,发射时间已经精确到秒,这个时间是如何确定的?

  焦维新:之所以选择这个时间发射,是因为这个时间有利于载人飞船与天和核心舱的快速交会对接。天和核心舱大概在390km高度,以42度的轨道倾角绕地球旋转。地球本身也是由西往东转动,一天转动360度,一个小时就往东转动15度。

  当空间站核心舱的轨道正好经过酒泉卫星发射中心的时候,就是火箭发射倒计时的顶点。这时候点火,可以保证新发射的航天器的轨道倾角、轨道平面,都非常接近天和核心舱的数据。如果两个航天器在同一轨道平面上,只是高度不同,修正就比较容易。如果在不同的圆上转,调整到同一轨道平面,会花费很多燃料和时间。所以现在基本就是零发射窗口,是准时的。并不是说错过这个时间点就不能发射,但确实会产生更大消耗。

  新京报:神舟十二号载人飞船只用了6个多小时就完成了与天和核心舱的交会对接,我国的快速对接技术是如何发展起来的?

  焦维新:以前需要两天左右,现在6到8个小时就能实现自动快速交会对接。时间的大幅缩短依赖于技术的发展,尤其是北斗卫星的组网。以前两个飞行器交互对接的时候,需要地面进行测控,飞船到了目标飞行器附近时,地面会测控飞船的轨道是多少,飞行器的轨道是多少,然后一点点指挥它们,这就消耗较长的时间。现在我们不用地面进行指挥了,飞船的轨道和空间站的轨道数据,都由北斗卫星实时提供了。

  目前处于建站开始阶段

  新京报:现在大家都在为我国自己的空间站自豪,要多久才能建完?

  焦维新:从发射核心舱到把空间站建成总共得有十一次发射,需要两年时间,目前为止才发射了三次,所以我们还处于建站的开始阶段。如果这次把所有准备工作做好,并检验核心舱的设备都是完好的,那么接下来,每发射一次就可以承担一次载人飞船的发射任务。

  新京报:未来建成的中国空间站,会是一个怎样的格局?

  焦维新:从整体来看,是一个T字形,有一个核心舱,核心舱的两端有两个实验舱。

  一个舱是20吨左右,三个舱就是60吨左右,我国60吨的空间站虽然跟国际空间站大小没法比,但是单个舱是全世界最大的。每一个舱都内容全面,不会像国际空间站一样,一个舱再配上很多其他的附带。

  另外,只要我们空间站有人,就一直会有载人飞船跟它对接。还有一点,我们已经做了部署,万一空间站出现了故障,威胁到航天员的生命安全,对接的飞船就可以把航天员接走。

  新京报:目前在轨运行的只有国际空间站和中国空间站,但国际空间站的使用年限马上要到了,未来会出现只有中国空间站在轨运行的局面吗?

  焦维新:肯定会出现这种局面。因为按照计划,国际空间站到2024年就退役了。它会不会按时退役,取决于主要参与国的态度,看要不要继续投资来维持国际空间站。

  这就像人一样,到了八十岁以后肯定就会出现很多病症,空间站运行这么久,会自然老化,加上紫外线照射,微流星体碎片不断撞击,表面也是斑痕累累。如果要大修,会花很多钱,而且即便再维修也只是恢复原来的水平。这就需要综合考虑,是投资维护,还是干脆就放弃它,目前还不明确。

  交接班时会有六名航天员

  新京报:三名航天员在太空中,会保持和地面相同的作息时间吗?

  焦维新:是的,在太空中一天要出现十几次日出日落,按照这个作息的话,生活节奏就变了。空间站里是有时钟的,而且灯光的亮度是自动调节,如果灯光变暗,那就要赶紧休息了。航天员每天一定要保证八小时的睡眠时间,这样才有精力应对每天的工作。

  新京报:他们在太空中的生活会有哪些和地面不一样的地方?

  焦维新:在微重力情况下,航天员的刷牙方式和地面是不一样的。从国外的报道来看有两种,一种是美国式牙刷,用一种像橡皮泥一样的东西,主要是把牙齿上的脏东西都粘掉;欧洲的航天员是挤出可食用牙膏,喝点水,然后连牙膏带水一起咽下去。

  洗脸就是拿湿纸巾擦一擦,擦完之后,这个纸还不能乱扔,要把剩下的水分挤出去保存起来,将来把它加工成纯净水,作为饮用水。我们航天员此次一个重要任务就是试验这种再生式生命保障系统。其中包括生活用水收集再生,还包括对航天员的尿液进行收集、加工和处理,去除有害物质,变成可饮用水。

  新京报:这次三名航天员要待三个月,三个月后,航天员的交接班会如何进行?

  焦维新:下一批航天员被送上去,上一批航天员不能马上下来,需要过渡几天,这时候空间站就有六名航天员。等交接好了,上一批航天员就可以回家了。

  这次三名航天员会对核心舱上的所有设备进行检查。未来,航天员需要做的事情就更多了,照顾的面儿也就更大,现在是一居室,将来就是三居室了。

  两次太空行走 航天服相当于小航天器

  新京报:此次航天员太空行走的任务,和翟志刚那次有什么不同吗?

  焦维新:翟志刚那次主要是为了验证我国的舱外行走技术是经得起考验的,他只是在舱外悬停,然后把五星红旗展示出来,就完成任务了。这次航天员要真正走出去,还要处理其他任务,比如检验空间站外边的设备状况。这次航天员要进行两次太空行走。

  我统计了一下,这么多年,人类已经进行了几百次太空行走,没出现大的事故,但是小的事故没有间断,主要都是航天服出现了问题。比如有一次,一名航天员的陀螺仪出了问题,陀螺仪是保持平衡的,如果不及时修理,就掌握不了平衡。

  新京报:航天服对出舱活动至关重要,在航天服设计上,必须要保证哪些功能?

  焦维新:功能非常多,在某种意义上来讲,它就是一个小的航天器。舱外是真空环境,要供应氧气,还要保证气体循环和恒定温度。另外,要能屏蔽紫外线,因为舱外紫外线是非常强的,还有粒子辐射,打到人身上会破坏人的DNA;另外还要防止微流星体和微轨道碎片,如果是小的碎片,穿上保护服就可以,如果是大的流星体或碎片,我们就要启动备案,进行变轨。

  航天服有一百多公斤重,最早的航天服价格是3000万元。现在又有很大的改进,今后的改变方向是在增强功能和可靠性的同时,逐渐做到轻便灵活,提升舒适度,提高航天员的工作效率。

  新京报记者 李玉坤 姜慧梓 实习生 崔莞婷

【责任编辑:韩辉】
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