地球与环境

北京大学地球与空间科学学院教授焦维新:配置

 

北京大学地球与空间科学学院教授焦维新:

配置女航天员说明可能有精细作业任务

神舟十三号发射在即,此次载人飞行任务是空间站关键技术验证阶段第六次飞行,也是该阶段最后一次飞行任务,按照计划部署,神舟十三号航天员乘组将在轨驻留六个月。神舟十三号飞行任务之后,将完成空间站任务标准载人飞船所有功能的全部在轨验证,完全具备支持我国空间站后续建造及运营任务需求,也标志着工程由关键技术验证阶段正式转入在轨建造阶段,具有极为重要的意义。

近期,新京报记者连线北京大学地球与空间科学学院教授焦维新,就此次神舟十三号载人飞船的相关情况进行了专访。

谈 对接方式

神舟十三号将与空间站径向交会对接

新京报:神舟十二号发射之前,神舟十三号就已经整装待发了,并担任救援任务。怎么看待此次神舟十三号拥有待命备份的任务?

焦维新:神舟十二号完成了空间站阶段首次载人飞行任务。聂海胜、刘伯明、汤洪波三位航天员在驻留太空3个月的时间里,开展了一系列空间科学实验和技术试验。

但此前,我们的经验是不足的。空间站的环境怎么样?适不适合航天员居住?返回时飞船是否完全满足设计要求?这些都是我们要面对的问题,而保障航天员的人身安全,一直以来也是载人航天工程当中最为重要的一个原则。事实上,神舟十二号的安全系数已经很高了,在保障航天员安全方面,可以说是万无一失。如果在轨发生需要救援的情况,在长征2号F运载火箭配合下,地面随时可启动救援程序,短时间内即可将神舟十三号发射入轨,将航天员接回地面。

新京报:按照计划,神舟十三号飞到空间站时,将采用径向交会对接。这是一种什么技术?

焦维新:空间交会是一种轨道机动。在这个过程中,需要两个航天器的轨道速度和位置矢量达到精确匹配。根据需要,交会以后再进行对接和停靠。我们航天器中气闸舱的前后、上下、左右等有多个接口,所以空间交会一般有三种方式。第一种是V向对接,也就是前后对接,这种对接方式用得最普遍。第二种是径向对接,径向交会是从下往上对接。第三种是Z向对接,实际就是侧向对接,与左右的对接口对接。

径向交会对接,它是追逐器沿着它的径向矢量,在目标航天器的下方向上方运动,从下至上,追击者发射径向推进器接近目标。比如航天员在空间站的下边,离空间站还有一定的距离,那就要靠发动机点火慢慢上升,但不光是直接往上升,还要水平移动。这项技术的难度很大,到目前为止也没有在太空中验证过。这种方式主要是神舟飞船为今后航天员返回空间站而设置的,当航天员乘组轮换时,就会有两艘飞船去对接空间站,而这种对接方式完善了进驻空间站的通道和手段。

谈 驻留时间

半年为一个时间限度更为科学、合适

新京报:神舟十二号、十三号发射间隔较短,这么短的时间,为什么两批航天员不能同时在轨进行交接?

焦维新:因为这批次的首要任务还是要了解我们的空间站,特别是环境控制与生命保障系统适不适合我们的需要。在空间站建造运营的过程中,很多任务都是验证性的工作。比如我们自主研制的舱外航天服穿起来效果如何,机械臂是怎么运作的、运作情况正不正常。我们不能说一次升空后没出现问题,就是设计得很完美,这些都是需要我们仔细验证的。

神舟十二号上的航天员经过3个月的实践,证明了空间站的设计是合理的,能确保航天员在轨三个月的生活和工作的需求。但就目前我们的空间站建设情况,以及事先预备的计划来看,我们并没有准备两批航天员同时在轨进行交接的任务。所以第一次也是为了保险起见,三个人打前站,返回后对乘组人员进行交流指导和对各种注意事项进行详细说明,为顺利对接摸索道路、积累经验。

以后的发展过程中,两批航天员同时在轨进行交接或许会逐步实现。其最大的好处就是现场交接会更方便和透彻。

新京报:这次航天员在太空驻留的时间长达半年,意味着什么?

焦维新:在国际空间站上,已经基本形成了这样一个惯例。每期上去的航天员待的时间都是在半年左右,如果超过了半年这个时限,可能会对航天员身体造成更大的影响。所以现在我们也是根据已有的经验,把半年作为一个时间限度。如果说,航天员在空间站上待的时间太短,轮换较为频繁,这样也不利于科学实验工作的开展。其次,也面临着研发成本高的问题。半年的时间是比较科学,也是比较合适的。时间越长,对航天员们的身体素质会带来更大的挑战。