神舟十二號(hào)發(fā)射時(shí)間為何要精確到秒?專家這樣說(shuō)
6月17日,神舟十二號(hào)載人飛船發(fā)射升空并與空間站天和核心艙順利對(duì)接,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進(jìn)入天和核心艙,中國(guó)航天員進(jìn)入屬于自己的空間站。
北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新當(dāng)天接受新京報(bào)記者專訪,全面解讀了此次任務(wù)。
此外,在談到國(guó)際空間站時(shí),焦維新表示,國(guó)際空間站是否三年后退役,取決于參與國(guó)是否愿意繼續(xù)投入資金維持。
發(fā)射時(shí)間精確到秒 錯(cuò)過(guò)能耗更大
新京報(bào):神舟十二號(hào)選擇了北京時(shí)間17日上午9時(shí)22分27秒點(diǎn)火發(fā)射,發(fā)射時(shí)間已經(jīng)精確到秒,這個(gè)時(shí)間是如何確定的?
焦維新:之所以選擇這個(gè)時(shí)間發(fā)射,是因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間有利于載人飛船與天和核心艙的快速交會(huì)對(duì)接。天和核心艙大概在390km高度,以42度的軌道傾角繞地球旋轉(zhuǎn)。地球本身也是由西往東轉(zhuǎn)動(dòng),一天轉(zhuǎn)動(dòng)360度,一個(gè)小時(shí)就往東轉(zhuǎn)動(dòng)15度。
當(dāng)空間站核心艙的軌道正好經(jīng)過(guò)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的時(shí)候,就是火箭發(fā)射倒計(jì)時(shí)的頂點(diǎn)。這時(shí)候點(diǎn)火,可以保證新發(fā)射的航天器的軌道傾角、軌道平面,都非常接近天和核心艙的數(shù)據(jù)。如果兩個(gè)航天器在同一軌道平面上,只是高度不同,修正就比較容易。如果在不同的圓上轉(zhuǎn),調(diào)整到同一軌道平面,會(huì)花費(fèi)很多燃料和時(shí)間。所以現(xiàn)在基本就是零發(fā)射窗口,是準(zhǔn)時(shí)的。并不是說(shuō)錯(cuò)過(guò)這個(gè)時(shí)間點(diǎn)就不能發(fā)射,但確實(shí)會(huì)產(chǎn)生更大消耗。
新京報(bào):神舟十二號(hào)載人飛船只用了6個(gè)多小時(shí)就完成了與天和核心艙的交會(huì)對(duì)接,我國(guó)的快速對(duì)接技術(shù)是如何發(fā)展起來(lái)的?
焦維新:以前需要兩天左右,現(xiàn)在6到8個(gè)小時(shí)就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速交會(huì)對(duì)接。時(shí)間的大幅縮短依賴于技術(shù)的發(fā)展,尤其是北斗衛(wèi)星的組網(wǎng)。以前兩個(gè)飛行器交互對(duì)接的時(shí)候,需要地面進(jìn)行測(cè)控,飛船到了目標(biāo)飛行器附近時(shí),地面會(huì)測(cè)控飛船的軌道是多少,飛行器的軌道是多少,然后一點(diǎn)點(diǎn)指揮它們,這就消耗較長(zhǎng)的時(shí)間,F(xiàn)在我們不用地面進(jìn)行指揮了,飛船的軌道和空間站的軌道數(shù)據(jù),都由北斗衛(wèi)星實(shí)時(shí)提供了。
目前處于建站開(kāi)始階段
新京報(bào):現(xiàn)在大家都在為我國(guó)自己的空間站自豪,要多久才能建完?
焦維新:從發(fā)射核心艙到把空間站建成總共得有十一次發(fā)射,需要兩年時(shí)間,目前為止才發(fā)射了三次,所以我們還處于建站的開(kāi)始階段。如果這次把所有準(zhǔn)備工作做好,并檢驗(yàn)核心艙的設(shè)備都是完好的,那么接下來(lái),每發(fā)射一次就可以承擔(dān)一次載人飛船的發(fā)射任務(wù)。
新京報(bào):未來(lái)建成的中國(guó)空間站,會(huì)是一個(gè)怎樣的格局?
焦維新:從整體來(lái)看,是一個(gè)T字形,有一個(gè)核心艙,核心艙的兩端有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙。
一個(gè)艙是20噸左右,三個(gè)艙就是60噸左右,我國(guó)60噸的空間站雖然跟國(guó)際空間站大小沒(méi)法比,但是單個(gè)艙是全世界最大的。每一個(gè)艙都內(nèi)容全面,不會(huì)像國(guó)際空間站一樣,一個(gè)艙再配上很多其他的附帶。
另外,只要我們空間站有人,就一直會(huì)有載人飛船跟它對(duì)接。還有一點(diǎn),我們已經(jīng)做了部署,萬(wàn)一空間站出現(xiàn)了故障,威脅到航天員的生命安全,對(duì)接的飛船就可以把航天員接走。
新京報(bào):目前在軌運(yùn)行的只有國(guó)際空間站和中國(guó)空間站,但國(guó)際空間站的使用年限馬上要到了,未來(lái)會(huì)出現(xiàn)只有中國(guó)空間站在軌運(yùn)行的局面嗎?
焦維新:肯定會(huì)出現(xiàn)這種局面。因?yàn)榘凑沼?jì)劃,國(guó)際空間站到2024年就退役了。它會(huì)不會(huì)按時(shí)退役,取決于主要參與國(guó)的態(tài)度,看要不要繼續(xù)投資來(lái)維持國(guó)際空間站。
這就像人一樣,到了八十歲以后肯定就會(huì)出現(xiàn)很多病癥,空間站運(yùn)行這么久,會(huì)自然老化,加上紫外線照射,微流星體碎片不斷撞擊,表面也是斑痕累累。如果要大修,會(huì)花很多錢(qián),而且即便再維修也只是恢復(fù)原來(lái)的水平。這就需要綜合考慮,是投資維護(hù),還是干脆就放棄它,目前還不明確。
交接班時(shí)會(huì)有六名航天員
新京報(bào):三名航天員在太空中,會(huì)保持和地面相同的作息時(shí)間嗎?
焦維新:是的,在太空中一天要出現(xiàn)十幾次日出日落,按照這個(gè)作息的話,生活節(jié)奏就變了。空間站里是有時(shí)鐘的,而且燈光的亮度是自動(dòng)調(diào)節(jié),如果燈光變暗,那就要趕緊休息了。航天員每天一定要保證八小時(shí)的睡眠時(shí)間,這樣才有精力應(yīng)對(duì)每天的工作。
新京報(bào):他們?cè)谔罩械纳顣?huì)有哪些和地面不一樣的地方?
焦維新:在微重力情況下,航天員的刷牙方式和地面是不一樣的。從國(guó)外的報(bào)道來(lái)看有兩種,一種是美國(guó)式牙刷,用一種像橡皮泥一樣的東西,主要是把牙齒上的臟東西都粘掉;歐洲的航天員是擠出可食用牙膏,喝點(diǎn)水,然后連牙膏帶水一起咽下去。
洗臉就是拿濕紙巾擦一擦,擦完之后,這個(gè)紙還不能亂扔,要把剩下的水分?jǐn)D出去保存起來(lái),將來(lái)把它加工成純凈水,作為飲用水。我們航天員此次一個(gè)重要任務(wù)就是試驗(yàn)這種再生式生命保障系統(tǒng)。其中包括生活用水收集再生,還包括對(duì)航天員的尿液進(jìn)行收集、加工和處理,去除有害物質(zhì),變成可飲用水。
新京報(bào):這次三名航天員要待三個(gè)月,三個(gè)月后,航天員的交接班會(huì)如何進(jìn)行?
焦維新:下一批航天員被送上去,上一批航天員不能馬上下來(lái),需要過(guò)渡幾天,這時(shí)候空間站就有六名航天員。等交接好了,上一批航天員就可以回家了。
這次三名航天員會(huì)對(duì)核心艙上的所有設(shè)備進(jìn)行檢查。未來(lái),航天員需要做的事情就更多了,照顧的面兒也就更大,現(xiàn)在是一居室,將來(lái)就是三居室了。
兩次太空行走 航天服相當(dāng)于小航天器
新京報(bào):此次航天員太空行走的任務(wù),和翟志剛那次有什么不同嗎?
焦維新:翟志剛那次主要是為了驗(yàn)證我國(guó)的艙外行走技術(shù)是經(jīng)得起考驗(yàn)的,他只是在艙外懸停,然后把五星紅旗展示出來(lái),就完成任務(wù)了。這次航天員要真正走出去,還要處理其他任務(wù),比如檢驗(yàn)空間站外邊的設(shè)備狀況。這次航天員要進(jìn)行兩次太空行走。
我統(tǒng)計(jì)了一下,這么多年,人類已經(jīng)進(jìn)行了幾百次太空行走,沒(méi)出現(xiàn)大的事故,但是小的事故沒(méi)有間斷,主要都是航天服出現(xiàn)了問(wèn)題。比如有一次,一名航天員的陀螺儀出了問(wèn)題,陀螺儀是保持平衡的,如果不及時(shí)修理,就掌握不了平衡。
新京報(bào):航天服對(duì)出艙活動(dòng)至關(guān)重要,在航天服設(shè)計(jì)上,必須要保證哪些功能?
焦維新:功能非常多,在某種意義上來(lái)講,它就是一個(gè)小的航天器。艙外是真空環(huán)境,要供應(yīng)氧氣,還要保證氣體循環(huán)和恒定溫度。另外,要能屏蔽紫外線,因?yàn)榕撏庾贤饩是非常強(qiáng)的,還有粒子輻射,打到人身上會(huì)破壞人的DNA;另外還要防止微流星體和微軌道碎片,如果是小的碎片,穿上保護(hù)服就可以,如果是大的流星體或碎片,我們就要啟動(dòng)備案,進(jìn)行變軌。
航天服有一百多公斤重,最早的航天服價(jià)格是3000萬(wàn)元,F(xiàn)在又有很大的改進(jìn),今后的改變方向是在增強(qiáng)功能和可靠性的同時(shí),逐漸做到輕便靈活,提升舒適度,提高航天員的工作效率。(李玉坤 姜慧梓)
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