7月24日14時22分,海南文昌航天發(fā)射場。
在撲面而來的熱浪和震動胸腔的轟鳴聲中,搭載著問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭一飛沖天。幾公里外的指揮控制中心內(nèi),全體人員屏息以待。約495秒后,問天實驗艙與火箭成功分離,并順利進入預定軌道。
隨著問天實驗艙發(fā)射任務取得圓滿成功,中國人在浩瀚蒼穹鐫刻下國家航天事業(yè)的嶄新高度——作為目前世界上有能力建造空間站的三個國家之一,中國距離全面完成空間站在軌建造的目標更近一步。2024年國際空間站退役后,中國空間站將成為太空中唯一的空間站。
“胖五”搭載全世界現(xiàn)役在軌最重單艙主動飛行器完成“零窗口”發(fā)射,中國航天員首次在軌迎接艙段到訪,“這是一項光榮而艱巨的任務”
“此次發(fā)射取得圓滿成功!”系統(tǒng)廣播里喜訊傳來,指揮控制中心掌聲雷動!
在文昌發(fā)射場工作已9個年頭的測控系統(tǒng)高級工程師丁浩將目光從屏幕上的一行行參數(shù)前暫時移開,低頭望了一眼深藍色工作服上鮮紅的國旗。一個曾經(jīng)遙不可及的夢想,正在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實——根據(jù)載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的重要目標,中國將在2022年完成空間站的在軌建造。問天的成功發(fā)射,意味著我國空間站建造關鍵之戰(zhàn)迎來開門紅,這也是中國空間站有航天員在軌的情況下,首次迎接航天器的來訪。
北京航天飛行控制中心問天實驗艙任務指揮于天一說這是“一項光榮而艱巨的任務”。
“問天實驗艙和我們以往發(fā)射的載人飛船和貨運飛船不一樣,它的體量非常大,設計也更加復雜。”于天一說。
問天實驗艙由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成,艙體總長17.9米,直徑4.2米,發(fā)射重量達23噸,相當于北京地鐵13號線列車的一節(jié)車廂,是全世界現(xiàn)役在軌最重的單艙主動飛行器。其配備的一對雙自由度柔性太陽帆板,全部展開后的翼展超過55米,比半個足球場還要長。
運送這位空間站家族里的“大個子”,中國派出了長征火箭家族中的“大力士”——長征五號B運載火箭,這也是我國首個實施“零窗口”發(fā)射的大型低溫火箭。
為了確保萬無一失,試驗隊員為火箭發(fā)射上了“雙保險”。“‘起飛時間修正技術’讓火箭的控制系統(tǒng)可以自動計算偏差、調(diào)整目標軌道。”航天科技集團一院長征五號B運載火箭副總師婁路亮介紹。“同時,我們總結了前7次發(fā)射的經(jīng)驗,前置部分發(fā)射流程,距離點火2.5分鐘時就完成了各項準備工作,確保對問題早發(fā)現(xiàn)、早解決。”
問天實驗艙與核心艙組合體的交會對接,是中國航天人面對的另一道考題。兩個數(shù)十噸級的航天器,以約7.9千米/秒的速度運動,必須精準地控制它們的位置、速度、姿態(tài),不能出現(xiàn)絲毫偏差。
北京航天飛行控制中心問天實驗艙任務副總指揮楊彥波告訴記者,相比以往幾次任務的全自主快速交會,此次任務首次采用半自主快速交會方案,“控制數(shù)據(jù)由地面一次全部發(fā)射,天上再去依次執(zhí)行相應指令,因而需要天地間密切協(xié)同配合,實現(xiàn)一個閉環(huán)的控制,這對參數(shù)精度提出了更高要求。”
集平臺功能與試驗載荷功能于一體,將于太空微重力環(huán)境下開展40余項科學項目研究,“和各個國家的航天科技隊伍一起探索浩瀚宇宙”
對于“太空出差三人組”而言,問天實驗艙的到來,是生活和工作上的雙重助力。
“問天的典型特點就是集平臺功能與試驗載荷功能于一體。”航天科技集團五院空間站系統(tǒng)副總設計師劉剛介紹,問天實驗艙與天和核心艙互為備份,其內(nèi)部配置了與核心艙相同的航天員生活設施,包括3個睡眠區(qū)、1個衛(wèi)生區(qū)和鍛煉區(qū)、廚房等,并提供了專用氣閘艙和應急避難場所。后續(xù)神舟十五號載人飛船發(fā)射、兩個乘組實現(xiàn)“太空會師”后,問天實驗艙可以與核心艙一起支持兩艘載人飛船輪換期間6名航天員的生活。
將“太空豪宅”擴展至“六室二廳二衛(wèi)”的同時,問天實驗艙承擔著另一項重要功能——其裝載的8個實驗機柜、22個艙外載荷適配器,相當于把一個大型科學實驗室搬到了太空。
“問天實驗艙以生命科學和生物技術研究為主,在空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、空間材料科學、空間應用新技術試驗等4個領域規(guī)劃部署了10余個研究主題,目前已立項40余項科學項目,空間站建成后將持續(xù)論證、滾動實施相關科學項目。”載人航天工程空間應用系統(tǒng)副總師呂從民說。
為什么要在太空做實驗?中科院空間應用中心研究員張偉告訴記者,這是因為太空可以提供長期的微重力、輻射等特殊研究環(huán)境,“在微重力條件下,浮力對流和壓力梯度極大地減小,沉淀和分層現(xiàn)象基本消失,有希望發(fā)現(xiàn)被重力掩蓋的物質(zhì)本質(zhì)規(guī)律。”
張偉介紹,載人空間站有人的參與,便于進行實驗操作和維修維護,還可以通過天地往返運輸實現(xiàn)實驗模塊更換,并將實驗樣品送回地面做進一步研究。
“在空間站特定的軌道高度,還便于進行天文、地球觀測和空間物理研究。”張偉說。以天文觀測為例,由于大氣的吸收和干擾,無法在地面有效觀測到宇宙中的伽馬射線、X射線、紫外線、紅外線等,相關譜段的天文觀測需要發(fā)射探測器到太空中開展觀測。
憑借著生物技術實驗柜中的組織、細胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品,以及生命生態(tài)實驗柜中的植物種子、幼苗、植株、小型動物等實驗樣品,科學家們既可以開展干細胞與再生醫(yī)學、靶向藥物、合成生物制造等生物高技術產(chǎn)品研發(fā),為國民經(jīng)濟發(fā)展和人民醫(yī)療健康服務;又可以開展空間生命科學重大基礎問題機理研究,尋找人類未來另一種可能的生存途徑。
“探索浩瀚宇宙是人類的共同夢想”,在這一理念的驅(qū)使下,中國對空間站中的國際合作始終持開放態(tài)度,為各國探索太空提供新的機會。據(jù)了解,歐洲空間局已派出航天員到中國接受訓練。
“我們愿意把中國空間站打造成推動構建人類命運共同體的一個平臺,和各個國家的航天員、航天科技隊伍一起,不斷探索浩瀚宇宙,造福人類。”中國載人航天工程辦公室主任郝淳說。
刷新多個我國航天器研制紀錄,堅定不移走高水平自立自強之路,“把航天事業(yè)的主動權牢牢掌握在自己手里”
國內(nèi)最大的單體航天器、國內(nèi)最大面積柔性太陽翼、首次驗證雙自由度對日定向……問天實驗艙創(chuàng)下的一連串“首次”“之最”,讓世界看到了中國航天走高水平自立自強之路的決心。
但這絕非一條坦途。
一組數(shù)字,記錄下問天問世的艱難經(jīng)歷:在航天科技集團五院的檔案柜里,僅反映2014年6月至2020年12月初樣研制階段概貌的總結文件,就有28章、近700頁、60多萬字。
在問天實驗艙柱狀的主體上,有一個供航天員出艙使用的艙門,而僅是這個艙門門框的焊接環(huán)節(jié),就讓五院的工藝人員屢屢碰壁——以往艙門處大多為規(guī)則的平面曲線焊縫,焊接厚度僅為2毫米,這次焊接卻是在一個復雜的馬鞍形空間曲面上進行,焊接厚度也增加到5毫米,難度呈指數(shù)級上升,傳統(tǒng)的焊接方式根本無法滿足要求。
“用空間曲線自動化焊接!”一籌莫展之際,有人提出了新法子。針對這項全新技術,團隊自主研發(fā)了成套的可柔性變化焊接工裝,夜以繼日地攻關、測試。經(jīng)歷了不知多少次失敗,終于,檢測組處傳來了“I級焊縫質(zhì)量檢測合格”的好消息。
“還好,我們堅持下來了。”與五院人有著同樣心聲的,還有中國電科27所空間站穿艙設備項目的成員。
剛接到任務,項目副總師辛玉軍就開始為空間站艙外極其惡劣的太空環(huán)境而感到頭疼:“極限溫度達到±100攝氏度,最大溫差近200攝氏度,真空、太陽輻照、鹽霧等環(huán)境因素也時時刻刻威脅著艙外設備的安全。”
如何保證穿艙設備在艙外惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定工作?如何在不影響性能的情況下,保證穿艙后艙內(nèi)的密封性?……歷經(jīng)7年研制、3次大型歸零、無數(shù)次的技術研討,課題組終于成功突破了航天長壽命抗輻照光纖穿艙關鍵技術,解決了空間環(huán)境下氣密封及空間站艙外抗輻照大規(guī)模光互聯(lián)等一系列難題。
“航天是個系統(tǒng)工程,用萬人一桿槍來形容毫不為過。”“人民科學家”國家榮譽稱號獲得者葉培建說,在黨中央的高度重視下,我國航天事業(yè)得到長足發(fā)展。
把主動權牢牢掌握在自己手里!黨的十九大報告中,“強國”一詞出現(xiàn)23次,“航天強國”的目標赫然在列。中國特色社會主義制度集中力量辦大事的顯著優(yōu)勢下,一支支敢于創(chuàng)新、能打勝仗的隊伍凝結起來、協(xié)同攻關,用載人航天的自立自強,勾勒出中華民族偉大復興的縮影。據(jù)不完全統(tǒng)計,在載人航天工程中,直接參與其中的研究所、單位已有上百家,配合單位多達數(shù)千家,涉及的科研工作者數(shù)十萬。
中國載人航天三十載,偉大精神成就偉大事業(yè),“越是艱險越向前,去追尋我們的夢想”
問天實驗艙與長征五號B遙三運載火箭組合體轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)當天,轉(zhuǎn)運軌道主路“問天路”旁的一棵百年榕樹有了自己的名字——問天樹。
在問天樹的注視下,100余名參試人員許下錚錚承諾:“精心準備、精心組織、精心實施,確保任務圓滿成功!”
在誓言墻上簽下自己的名字,丁浩抬眼望向高聳入云的發(fā)射塔架,這個龐然大物之上,是一片無窮無盡的碧空。
中國人有能力探索更深遠的太空嗎?14年前,剛剛大學畢業(yè)的丁浩還不清楚這個問題的答案。偶然從電視上看到文昌發(fā)射場計劃修建的新聞后,一直將錢學森視作偶像的他,將自己的航天夢寄托在了這個還未動工的搖籃之中。
在大涼山深處的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心鍛煉了1000多個日夜后,丁浩從電腦系統(tǒng)里給領導提交了一封自薦信:“我想去海南,參與文昌發(fā)射場的建設。”
圓夢,是在2013年的3月。初到文昌,等待著丁浩的是極其簡陋的條件:8人一間的宿舍剛剛刷完油漆,廠區(qū)里找不到一條瀝青路面,許多建筑的腳手架都還沒來得及拆,樓里不通水,只是為了保證工作正常開展而草草拉了幾根電線。
“這是一個全新的發(fā)射場,我們可以用雙手在這里創(chuàng)造新的可能性。”對此,丁浩早有心理準備——越是艱難的時刻,就越是中國載人航天需要自己的時刻!
9年篳路藍縷,丁浩和伙伴們經(jīng)歷了文昌發(fā)射場從無到有、從有到強的蛻變,也見證了黨的十八大以來我國航天事業(yè)在這片熱土上的一次次飛躍——圓滿完成長征五號、長征七號火箭首飛等一系列重大航天發(fā)射任務,成功將空間站天和核心艙、嫦娥五號月球探測器、天問一號火星探測器送入太空,創(chuàng)造了我國一箭22星新紀錄……
如今,問天實驗艙的成功升空,再度在中國航天史上留下濃墨重彩的一筆。
“我剛參加工作時,中心一年只有4次發(fā)射任務,再往前,一年可能只有一兩次。”丁浩告訴記者。
2022年是中國空間站建造的決戰(zhàn)決勝之年,也是中國載人航天工程立項實施30周年,國家航天局公布的最新信息顯示,全年計劃安排發(fā)射任務達60余次。
這一年,問天實驗艙發(fā)射任務01指揮員廖國瑞給未來的自己寫了一封信:“你好,2027年的廖國瑞。這個時候,當你仰望星空,必定可以看到,中國空間站從它的母港——文昌航天發(fā)射場上空劃過。”
偉大事業(yè)孕育偉大精神,偉大精神引領偉大事業(yè)。在“兩彈一星”精神、載人航天精神的澆灌下,幾代航天人扎根成參天大樹,用沉默而堅韌的姿態(tài),在漫長歲月中守護著中國的航天事業(yè)。
“未來,載人航天精神也會激勵著我們每一個人,萬眾一心加油干,越是艱險越向前,去追尋我們的夢想。”中國載人航天工程總設計師周建平說。
920億光年,人類可觀測到的宇宙規(guī)模,目前已知最為廣闊的空間。肩負著時代賦予的重任,中國航天人正以無限的智慧、信心與勇氣,向這片蒼穹發(fā)出響徹云霄的探問。(中央紀委國家監(jiān)委網(wǎng)站 左翰嫡 自文昌航天發(fā)射場報道)
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