天宮二號有多牛?揭密鮮為人知的空中任務

天宮二號。

天宮二號的順利升空並不是一個句點,而是新的起點。接下來,天宮二號將與神舟十一號載人飛船在距地面393公里的軌道高度交會對接。據大陸載人航太工程辦公室副主任武平介紹,這與未來空間站的軌道高度基本相同,也是最接近未來大陸空間站軌道要求的一次載人飛行任務。

根據環球網報導,北京航太飛行控制中心被譽為大陸載人航太工程的『神經中樞』,它和酒泉衛星發射中心的工作有所不同。當天宮二號進入軌道之後,後續的飛行控制工作都要在『飛控』完成。

以往的載人飛行交會對接任務都是在距地面343公里的軌道高度進行定點瞄準發射,讓飛船和目標飛行器相互靠近。如今,天宮二號與神舟十一號載人飛船的交會對接任務,不僅軌道高度提升50公里,發射方式也從定點瞄準轉為動態瞄準。

這些新變化也給北京航太飛行控制中心軌道室主任助理劉成軍和其他科研人員帶來了新的課題。天宮二號是大陸首個真正意義上的空間實驗室,要為大陸後續空間站建造做技術儲備。

『對於空間站來說,自身的承載使其不可能為對接而改變軌道高度,做降軌的動作,否則太費燃料,』劉成軍說,因此天宮二號與神舟十一號載人飛船的交會對接將會根據空間實驗室的軌道情況來調整飛船發射高度。

『神十一』要達到的軌道高度比以往『神八』、『神九』、『神十』都要來得高。『從地面來看,飛船升空時的高度得更高,回來也得降的更低,這樣燃料消耗的都比以前多。這對於相位角的要求,也就是天宮二號軌道的預報精度和控制精度都提出了更高的標準。』

劉成軍指出,相位的控制是交會對接中飛船發射的一個前提條件,『如果相位控不到指定目標,飛船就不能在那個時候發射,還要再等待下一個窗口期』。雖然面臨著巨大的挑戰,但劉成軍卻依然『有把握』完成這一次的交會對接任務。

『此前天宮一號就已經嘗試在天宮二號的軌道高度上運行,這令我們有了一定實際資料的積累,後續又做了很多模擬工作。』劉成軍坦言,這些實驗成果以及『神八』、『神九』、『神十』歷次交會任務中經驗的累積都是他信心的來源。

神舟十一號飛行任務是大陸第6次載人飛行任務。太空人將乘載神舟十一號飛船與天宮二號對接後,計劃在天宮二號駐留30天,加上獨立飛行的3天,總飛行時間從神舟十號的15天增加到33天,將是大陸持續時間最長的一次載人飛行任務。

天宮二號——大陸真正意義上的空間實驗室

天宮二號被稱為是大陸首個真正意義上的空間實驗室。那麼,與天宮一號外形幾乎完全相同的天宮二號,到底多了哪些『加分項』?

北京航太飛行控制中心被譽為大陸載人航太工程的『神經中樞』,中心總體室主任陳險峰說,天宮二號的『可拓展』能力可以說是區別於『天宮一號』的重要標誌。

『「天宮一號」主要是和載人飛船配合完成空間交會對接實驗任務,而「天宮二號」則增加了推進補加設備,試驗推進劑太空補加技術等重要的科學實驗。』 陳險鋒說。

因此,『天宮二號』是大陸第一個具備太空補加功能的載人航太實驗室,在陳險鋒看來,這也將為未來國家空間站的建設儲備技術。

『當後續的空間站組合起來以後,內部的原料是有限的,這時就需要貨運飛船不斷給它運送食品,水,或者是燃料。天宮二號接下來還會和天舟一號貨運飛船一起用於補加實驗,使天舟一號繼續為天宮二號添加燃料。』

接下來,飛控中心的科研人員還要對補加系統進行測試。據陳險鋒介紹,天宮二號在發射的第一天進行了兩次變軌,到達目標軌道之後,要測試補加設備能否正常工作,以確保今後與天舟一號的正常對接。

天宮二號另外的一大突破,是要實現太空人中期駐留。為此,在天宮二號的裝備對載人宜居環境做了重大改善,具備支持2名太空人在軌工作、生活30天的能力。

除了真正意義上的空間實驗室,『天宮二號』還是大陸載人航太『最忙碌』的空間實驗室。這次,『天宮二號』上要進行的各類多項實驗,可都是高精尖的實驗任務,這其中就有高等植物培養實驗。沒錯,我們要去太空種水稻啦!

電影《火星人》中,主角透過種植馬鈴薯求生存,終於重回地球的故事告訴了我們,想要翱翔太空,食物是首要關鍵的。何況,大陸人一向民以食為天。

不過,要想在太空中實現植物的生長,需要解決包括微重力等一系列與植物生長髮育有關的環境因數影響的問題。這也是天宮二號要進行高等植物培養實驗的研究目的。

天宮一號曾開展太空授課。當時女太空人王亞平透過質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個物理實驗,展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象,令人大開眼界。那麼,天宮二號上,包括植物培養這類有趣的實驗,我們能不能一飽眼福呢?

『這個會有的。』陳險峰主任給出了肯定的答案。屆時,太空人將會透過手持攝像機去展示此次太空實驗的過程和成果。

『我們有兩名太空人,會安排一名太空人做實驗,另一名手持攝影機進行拍攝,我們也會把下行圖像切換到手持攝影機的頻道,這樣拍的內容就可以隨時上傳上來。』陳險鋒說。