2013年世界载人航天回顾

2014-12-25 02:28庞之浩北京空间科技信息研究所
国际太空 2014年2期
关键词:航天员载人空间站

庞之浩(北京空间科技信息研究所)

2013年的世界载人航天活动精彩纷呈。美国首次发射了第2种商用货运飞船“天鹅座”,这表明美国的“商业航天”之路正逐渐形成。俄罗斯“联盟”系列载人飞船开始采用快速对接模式,即升空后只用6h就能抵达“国际空间站”。欧洲航天局发射了有史以来质量最大的货运飞船—“阿尔伯特·爱因斯坦”,并通过了实验型再入飞行器重要的下降着陆测试。日本H-2转移飞行器-4把世界第一个能会话的小型太空机器人“基博”带入了“国际空间站”,并开展了会话实验。中国神舟-10飞船首次进行了应用性飞行和绕飞,女航天员王亚平还在天宫-1实验舱内进行了中国第一次、世界第二次太空授课,受到广泛好评。

1 美国完成多项任务

2013年,美国载人航天活动的特点有三个,一是多次进行“机器人燃料加注任务”(RRM)试验;二是第2种商用货运飞船“天鹅座”投入使用,为“国际空间站”提供货物运输;三是航天员多次出舱维修“国际空间站”。

“机器人燃料加注任务”

2013年,美国多次进行了“机器人燃料加注任务”试验,希望通过发展机器人在轨服务能力来维修或为卫星加注燃料,增加卫星寿命。

“机器人燃料加注任务”试验将耗时3年,预算资金2260万美元。“机器人燃料加注任务”是一种洗衣机大小的实验平台,由模拟卫星和4种专用工具组成。其专用工具包括:剪线钳和垫片操作工具、多功能工具、安全帽拆除工具、喷嘴工具。每个工具上都安装了2台相机,地面团队可有效观察和控制任务进展情况。

该实验平台在2011年8月航天飞机最后一次飞行时携带至“国际空间站”,放在空间站右舷桁架的快速后勤搬运器-4上。它用于试验太空机器人,包括模拟打开卫星上的阀门、切割线路、拆掉模拟燃料螺帽后向模块注入模拟燃料等精确作业,以测试项目可行性。它表明用于卫星维修、维护的太空机器人及相关先进技术进入了新时代。

其过程是:①通过空间站上的加拿大“灵巧机械臂”把连接管工具插入“机器人燃料加注任务”试验燃料阀;②向“机器人燃料加注任务”发送精确命令,使它通过其流体传输系统和附属燃料阀将液态乙醇传输进入连接管工具,随后再传输回到“机器人燃料加注任务”实验平台的贮液器中;③当流体传输完成后,连接管工具与试验燃料阀断开,但将其自身的一部分即灵巧“快速断开”装置留下,以便为未来简易的和更高效的燃料加注连接创造条件;④“灵巧机械臂”将连接管工具放回“机器人燃料加注任务”中,并安装好稳定装置。通过进行在轨流体传输,验证了配备有精密工具、采用创新性推进剂传输系统以及精心设计程序的机器人遥控技术,证明了机器人能够在太空执行为“没有专用燃料加注接口”的卫星提供服务的能力。

“机器人燃料加注任务”演示验证的技术未来可能会对卫星产生重要影响,是发展开创性的卫星服务领域机器人技术的重要步骤。美国航空航天局希望通过发展机器人在轨服务能力来维修或为地球静止轨道卫星加注燃料,增加卫星弥足珍贵的功能寿命,并扩展卫星运营商的选择能力。目前,在近地轨道有超过1100颗卫星在轨工作,还有2500颗失效的卫星仍然位于地球轨道上。因此,降低卫星的建造成本和替换成本至关重要。美国航空航天局还希望此类新技术能够帮助推动迅速兴起的商业卫星服务业的发展。“机器人燃料加注任务”是卫星在轨服务技术和“国际空间站”机器人技术发展的重要里程碑,同时标志着“国际空间站”是先进航天技术演示验证的良好平台。

“机器人燃料加注任务”实验平台

先后发射两种商业货运飞船

2013年3月1日,美国太空探索技术公司用猎鹰-9火箭成功发射了“龙”货运飞船。根据与美国航空航天局总额16亿美元的合同,太空探索技术公司将用“龙”货运飞船向“国际空间站”进行至少12次补给,此为第2次。

在这次飞行中,由于“龙”飞船与火箭分离后飞船上的4台姿控发动机中有3台未能及时启动,使飞船开始姿态漂移,太阳电池翼也暂缓打开。排除故障后,“龙”飞船被允许继续接近“国际空间站”,但已错失原定于3月2日进行对接的时机,最后于3月3日对接在“国际空间站”和谐号节点舱上。飞船与空间站之间的对接舱门于3月4日打开。

“龙”飞船此行为空间站的6名航天员送去质量约544kg的补给,包括食物、苹果、衣服、空气净化器、太空行走的工具和电池、电脑硬件和来自美国、加拿大、日本的多项重要科研设施(纳米实验架、实验种子、装有实验鼠干细胞样本和蛋白质晶体的2台医学冰箱)以及一些绘画颜料(满足不少高中生观察在太空中如何作画和画作晾干过程的愿望)。3月26日,“龙”飞船返航,运回医疗实验样本、旧仪器等约1210kg物品,坠落在加州南部海岸数百千米的太平洋洋面,由太空探索技术公司回收,用一艘船拖至洛杉矶。在那里,“龙”飞船上的一些货物将在48h内返回给美国航空航天局,其中包括一个装满“国际空间站”微重力研究实验样本的冰箱,然后飞船转至太空探索技术公司位于得克萨斯州的工厂进行检测和卸货。

“国际空间站”上的加拿大机械臂-2准备捕获“天鹅座”货运飞船

2013年9月18日,美国轨道科学公司从美国瓦勒普斯岛上的美国航空航天局基地,用“安塔瑞斯”火箭成功发射了首艘“天鹅座”货运飞船。该飞船试验性地携带了近600kg的补给物资,包括食品、衣物等,主要任务是验证飞船具有可靠地向“国际空间站”送货的能力。

“天鹅座”原计划于9月22日与空间站对接,但由于通信故障(飞船与空间站上的定位系统存在数据格式不兼容)等原因,“天鹅座”与空间站的对接被数次推迟。为此,轨道科学公司迅速开发了一个软件补丁解决了不兼容问题。9月29日,意大利航天员帕尔米塔诺操作空间站上的加拿大机械臂-2,成功抓住了缓缓靠近的“天鹅座”,使其与空间站成功对接。“天鹅座”在空间站的和谐号节点舱上停留了23天。10月22日,“天鹅座”与空间站分离,10月23日返回地球大气层并燃烧焚毁。

这是美国航空航天局商业轨道运输服务计划(COTS)中“天鹅座”的首次验证任务。按照合同,从2013年年底到2016年,“天鹅座”将分8次为空间站运送总质量约20t的补给物资。“安塔瑞斯”火箭是由美国轨道科学公司研发,近地轨道运载能力5t。“天鹅座”由加压货物舱与服务舱组成,前者由泰雷兹-阿莱尼亚航天公司制造,其基本装载容量为18.9m3;后者由轨道科学公司制造,采用2个砷化镓太阳电池翼,可提供4kW的电力。研发“天鹅座”的美国轨道科学公司是继太空探索技术公司之后,第二家用商业飞船向“国际空间站”送货的美国私营企业。

出舱维修“国际空间站”

2013年5月9日,空间站冷却系统发生氨气泄漏事故。5月11日,空间站的美国航天员汤姆·马什伯恩和克里斯·卡西迪紧急出舱活动,实施了5.5h的计划外出舱活动,以查明泄露氨的位置并修补漏洞。然而,2名航天员在检查之后没有发现任何冷却系统的氨泄漏迹象。虽然航天员没有发现泄漏痕迹,但美国地面控制中心要求航天员继续检查,并在空间站的外部冷却系统上替换和安装了一个备用泵。地面控制中心认为安装这样的备用泵,再进行多次检查,应该能保证液氨不再泄漏,但能否修好还需长期观察。发生液氨泄漏的电力系统属于空间站8个电力系统之一,这些电力系统将太阳电池产生的能量输入到空间站。目前,只有1个电力系统因液氨泄漏受损,其他7个运行正常,因此不会影响到空间站6名工作人员的生命,但可能会对空间站的一些科学实验和备用设备造成影响。

2013年12月11日,空间站电力系统的两个外部冷却循环系统中的一个泵自动关闭,可能是泵内的一个流量控制阀出现故障,导致泵的温度达到了预设温度极限。这两个外部冷却循环系统内部装有大量液态氨,用于保持空间站内部和外部设备的冷却。如果另一个冷却循环系统也出现了故障,那么站上的航天员将不得不紧急返回地球。

外部冷却循环系统是通过液态氨的循环来保持空间站内外设备的温度不会过热。不过,驻站的航天员和空间站本身都没有任何危险,最大的问题就是不能按计划做很多科学实验了,不得不取消一些活动。和谐号节点舱、希望号日本实验舱和哥伦布号实验舱的部分非关键系统已经关闭,以减轻冷却系统的负担。欧洲和日本实验舱的很多系统已经切换连接到另一个冷却循环系统。为此,航天员将出舱维修来排除故障。

美国私营企业轨道科学公司的“天鹅座”原计划12月19日为空间站运送货物,但美国航空航天局决定把发射推迟至2014年1月,以给空间站航天员留下充裕的时间,让他们集中精力修理故障液氨泵。

2013年12月21日,美国航天员里克·马斯特拉基奥和迈克·霍普金斯进行了5h28min的出舱太空行走,拆除了故障阀门所在的液氨泵,完成部分修复工作。同日,美国航空航天局证实,在马斯特拉基奥在完成太空行走、进入空间站气闸舱进行加压时发现,其身上的美制舱外航天服的除湿系统出现了问题。这件航天服无法进行下次太空作业,为此,要使用空间站内的一套备用舱外航天服。

2013年12月24日,美国航天员马斯特拉基奥和霍普金斯完成了空间站2013年的第10次出舱活动。本次任务历时7h30min,比预计多花费4个多小时。他们成功将353.8kg的新液氨泵安装到位并连通线路成功进行了启动,空间站冷却循环系统和所有设备随之恢复运转。这是对该空间站的第176次装配和维护工作,也是历史上第2次在平安夜的太空行走。1999年,发现号航天飞机2名航天员曾在平安夜太空行走了8个多小时来升级“哈勃”空间望远镜。在这次太空行走之前,地面指挥中心曾通过无线电向维修空间站的航天员保证,他们的这次太空行走不会对圣诞老人在平安夜的使命造成任何干扰。休斯敦中心告诉航天员:“经过轨迹和弹道学家的检测,未来两天,我们的工作不会与驯鹿拉的雪橇和一个留着胡子、穿红色衣服的快活男人产生任何关联。”

其他载人航天活动

2013年1月27日,美国航空航天局公布了一份“征求增强航天探测技术验证和国家重点实验室利用建议”的意见征询书,面向研究机构及公众征询增强空间站作为先进航天技术试验平台的方法和建议。

2013年4月29日,美国私营商用航天器太空船-2进行了首次发动机点火试飞,飞行速度一度达到1.2Ma,成功突破音障。太空船-2由白骑士-2飞机搭载,从加州升空,45min后在距地面大约14km的空中与飞机分离,依靠自身动力继续飞行。太空船-2的火箭发动机点火持续16s后,上升到16.8km高度,随后返回地面。它未来的一系列试飞将时间更长、距离更远。其火箭发动机燃烧的是固态橡胶复合物和液态氮氧化物。在发动机关闭后,太空船-2通过滑翔方式最终安全降落在莫哈比沙漠中的跑道上。

太空船-2由斯凯尔德复合技术公司建造,用户是维珍银河公司,此前已进行过25次带飞、滑行等无动力试飞,用火箭发动机点火进行动力试飞是首次。维珍银河公司首席执行官怀特赛兹说,火箭点火持续时间、发动机性能和太空船-2操控状态都达到预期;再进行几次点火试飞后,太空船-2将尝试亚轨道试飞。太空船-2长18m,能搭载2名机组人员和6名乘客,将用于搭载太空游客进行亚轨道飞行,即轨道最高点位于大气层外、但还不能绕地球1周的飞行。搭载太空船-2的白骑士-2飞机从位于美国西岸的太空港起飞,进入地球上方大气层;当抵达离地球15km高空时,太空船-2与白骑士-2分离,发动自身的混合动力火箭,爬升至地球上空逾100km处,让旅客远眺地球与太空的壮丽美景,并体验5min失重状态后返回地球。其票价为每人单次22.2万美元。维珍银河公司说,现已接受大约580名太空游旅客缴纳的合计超过7000万美元的“定金”,预计最早于2014年投入实际运营。

2013年5月3日,“猎户座”乘员舱开始在肯尼迪航天中心进行了一系列模拟太空荷载的测试。它包括8项不同的载荷测试,每项最多用3天完成,整个测试持续到6月。技术人员通过液压泵对该飞船的各个部位进行加压,并对该飞船发射、上升、发射逃逸系统的分离、再入、着陆等不同阶段进行模拟测试。工作人员称,他们进行这一系列测试是为了确保“猎户座”飞船结构的完整性。另外,此次测试还对修理后的铝制隔离壁上的缝隙进行了检验。乘员舱内外放置了1600多个压力表来测验它的结构,飞船周围装有摄像头,记录飞船测试期间的动态。另外,飞船的周围和下方也装有传感器,用来测量反复压力测试中的压力变形与膨胀偏离。

2013年5月8日,为提高操作系统的稳定性和可靠性,空间站上的计算机操作系统由Windows换成Linux。空间站上的其他许多系统已经运行,以支持Linux系统。新的操作系统在提高安全性和可靠性的同时能够实现室内控制(i n-h o u s e control),可进行必要的打补丁、修改和调整。Linux是已被科学界广泛应用的操作系统,美国航空航天局和太空探索技术公司的地面站也使用了Linux,空间站上的第一个类人形机器人航天员-2目前也使用Linux操作系统。对于大多数科学实验来说,Linux的稳定性是最好的选择。

美国“猎户座”乘员舱下海测试

2013年6月17日,空间站上的美国航天员克里斯托弗·卡西迪通过遥控操作,指挥美国航空航天局艾姆斯研究中心一个名为K10的4轮机器人模拟部署了天线。操作时,卡西迪通过视频监控机器人对他从太空发出指令的反应。这是从空间站上第一次成功实施了“地面遥控机器人”测试。

2013年10月下旬,乘员航天运输-100发射中止系统发动机完成了重要的测试。

2013年10月26日,美国内华达山公司研制的“追梦者”小型航天飞机原型机进行了首次自由飞行测试。一架直升机将它吊至3810m左右的高度释放,“追梦者”随即启用自动控制系统,其近1min的飞行“按照设计进行”,堪称“完美”。然而,在降落地面的过程中,它的左起落架在展开时出现异常,结果“追梦者”滑出了跑道。“追梦者”的载人舱在事故中没有受到损害,这意味着在此类事故中航天员可能不会受到伤害。此外,“追梦者”的电脑系统保持正常工作,其他关键组件也保持完整。除了最后的降落,这次飞行是“相当成功的”。

除了内华达山公司,另两家接受美国航空航天局资助的企业分别是太空探索技术公司与波音公司,他们都在研制能够搭载7人的航天器,但其中只有“追梦者”可以重复使用。

2013年12月4日,“猎户座”的热防护罩运抵肯尼亚航天中心,它是迄今为止建造的最大热防护罩,用于2014年进行首次飞行试验。

2 俄罗斯创造本国太空行走纪录

2013年,俄罗斯载人航天活动的特点有两个,一是宇宙飞船全部采用快速对接模式;二是航天员刷新俄罗斯太空行走纪录。

除货运飞船外,俄罗斯载人飞船从2013年起也开始采用快速对接模式,即升空6h以后飞船就与空间站自动对接,而以前需要2天。采用快速对接方式,不仅节省了飞船燃料,也节约了航天员和地面控制人员的时间,更能保证飞行乘组的安全,因为飞船在太空飞行的时间越长,不可预测的风险就越大。另外,航天员在出现失重感时就已经快要抵达目的地了,这使飞行变得更加舒适(失重对机体的影响大约是在飞行后5h才开始显现,而且航天员在飞船中的空间非常狭小,保持的姿势非常不舒服,因此相较于之前的2天时间,6h要好过得多);还可以将科研用品,特别是更多种类的生物化学试剂尽快送到空间站,使对保质期要求很高的试剂性能得到更好的保证。这种模式已在2012-2013年发射的几艘“进步”系列货运飞船上试验成功,若能在“联盟”系列飞船上通过2~3次的测试,俄罗斯的所有飞船将在2014年初都采用快速对接模式。

由俄罗斯的秋林(中)、美国的马斯特拉基奥(右)和日本的若田光一组成的乘组准备携带奥运火炬升空

2月11日、4月24日、7月28日、11月26日,俄罗斯进步 M-18M、19M、20M和21M货运飞船先后升空。其中有2艘飞船没有与空间站快速对接,原因是:由于导航天线系统故障,进步 M-19M于4月26日才与空间站对接;由于试验改进型航向-NA交会对接系统,进步M-21M于11月30日才与空间站对接。

3月29日,俄罗斯成功发射了联盟 TMA-08M载人飞船。这是俄罗斯首次使用快速对接模式发射载人飞船。5月29日、9月26日、11月7日,俄罗斯联盟 TMA-09M、10M和11M载人飞船先后升空,它们都采用快速对接模式与空间站对接。其中联盟 TMA-11M航天员进驻空间站后,空间站达到9名航天员,这是自2009年10月份以来,空间站上第一次在没有航天飞机对接的情况下有9名航天员入驻。他们将2014年索契冬奥会火炬带入了空间站。

在2013年,俄罗斯航天员共进行了6次太空行走,其中最引人注目的是11月9日进行的那次。当时航天员科托夫和梁赞斯基持2014年索契冬奥会火炬进行太空行走,这在人类是首次。为了防止丢失,火炬被牢牢拴在科托夫身上。出于安全考虑,该火炬在太空之行期间没有被点燃。11月11日,载有冬奥会火炬的联盟 TMA-09M飞船顺利返回地球。

另外,科托夫和梁赞斯基还于12月28日创造了8h7min的俄罗斯太空行走纪录。世界太空行走纪录为8h56min,是由2名美国航天员在2001年3月创造的。

3 欧洲太空行走遭遇漏水

2013年,欧洲载人航天活动仍然是中规中矩,但在意大利航天员的1次出舱活动中,由于舱外航天服出现故障,使那次太空行走任务半途而废。

2013年6月19日,欧洲航天局实验型再入飞行器—“过渡型实验飞行器”(IXV)通过了重要的下降着陆测试,溅落在意大利撒丁岛PISQ靶场的海里。全尺寸“过渡型实验飞行器”样机由直升机从3km高度释放,它在下降过程中不断增速,以模拟航天飞行任务,之后降落伞打开,使“过渡型实验飞行器”样机以低于7m/s的速度安全溅落在海上。溅落试验的成功表明,“过渡型实验飞行器”可在空间任务完成后安全回收。

欧洲航天局“过渡型实验飞行器”工作示意图

该项目旨在为欧洲未来的自主大气再入飞行器开发和演示验证相关技术和系统。2014年8月,“过渡型实验飞行器”将由欧洲“织女星”发射到120km高的亚轨道,然后从这个高度以大约7.5km/s的速度重返大气层,用于模拟从低地球轨道再入大气任务,试验高超声速和超声速飞行阶段的再入技术。

接下来的项目名为“骄傲”,预计在2018年进行一次轨道飞行任务。它与美军的X-37B轨道试验飞行器相类似,但尺寸更小。“过渡型实验飞行器”与“骄傲”的理念十分相似,但飞行器尺寸及项目成本都极为不同。这些演示验证项目将总共耗资3亿美元。

“过渡型实验飞行器”质量1800kg,长约4.4m、宽约2.2m,被称为“苗条身形”,采用这种构型起飞无需双翼。它通过推力器和两个可移动的后部机身襟翼控制飞行。相比而言,X-37B质量5000kg,长约9m。

2013年6月5日,欧洲航天局从库鲁航天中心用阿里安-5ES火箭成功发射了有史以来质量最大的货运飞船—“阿尔伯特·爱因斯坦”自动转移飞行器-4。该货运飞船的发射质量近20.2t,是“阿里安”火箭发射的质量最大的航天器,也是目前服务于空间站中运载能力最强的货运飞船。它的体积相当于一个双层巴士,长10m,直径4.5m,装载了6.6t货物,于6月15日与空间站自动对接。完成任务之后,该飞船于10月28日带着7t的生活垃圾及废弃物与空间站脱离,陨落在太平洋。

2013年7月16日,意大利航天员卢卡·帕尔米塔诺在出舱活动进行了1h32min时突遇航天服头盔漏水。这次事故的原因可能是装有生命保障系统的舱外航天服背包出现了问题。漏水时他的视线受到阻挡,失去了方向,不确定朝哪边走才能回到空间站的舱门,糟糕的是水漫过他的鼻子,灌进他的耳朵。他尝试联系同伴卡西迪和地面控制中心,但他们的声音渐趋微弱,没有人能够听到他的声音。后来他使用安全绳自救,即利用安全绳的反冲原理把自己“拉”回了空间站舱门。美国航天员卡西迪当时在帕尔米塔诺身后,空间站内其他航天员开始迅速给密封舱增压,以便他们进舱。最后,帕尔米塔诺的同事们将他拉入舱内,并帮他脱掉头盔,里面已积了1~1.5L的水。漏水事故没有危害帕尔米塔诺的健康。头盔漏水的源头可能是液冷通风系统等。

4 日本太空机器人会说话

“基博”小型太空机器人与日本航天员若田光一聊天

2013年8月4日,日本用H-2B火箭发射了H-2转移飞行器-4(又叫鹳-4),并于8月9日与空间站对接。这次发射是日本宇宙航空研究开发机构将发射业务移交给三菱重工业公司以来首次发射H-2B火箭。

该货运飞船携带了约5.4t物资,包括供应航天员的食物、饮用水和日用品,能够用日语会话的小型人型机器人“基博”,供日本航天员若田光一拍摄彗星用的4K高清晰相机,首次送到希望号日本实验舱的实验用冰柜、山梨大学提供的实验鼠精子以及4颗1U立方体卫星。其中,小型人型太空机器人“基博”身高34cm,体重1kg,可完成多种肢体动作,会记住日本航天员若田光一的长相,能用日语同若田光一进行交流,记录对话内容,从日本实验舱控制室向若田光一传递信息,为航天员们解闷,协助航天员接受地面的指令。“基博”说出的第一句话是“2013年8月21日,朝着未来的希望,机器人迈出了第一步”,说话时还做了挥舞手脚和昂首挺胸的动作。

2013年12月6日,在希望号日本实验舱内,日本航天员若田光一与“基博”在空间站进行了对话实验。“基博”通过自带的摄像机识别出了若田的脸,他主动攀谈称:“你好,若田先生。”面对若田“你是世界上第一个能说话的机器人航天员”的赞扬,“基博”自豪地回应“对于我来说只是跨越了一小步,但是对于机器人世界来说是跨出了一大步”。若田问:“对失重习惯了吧?”浮在空中的“基博”做出抬头挺胸的样子回答:“已经习惯了哦。”“基博”还对在2013年底担任空间站站长的若田说“第一个日本人站长,请多多关照”,并与若田握了手。“基博”计划于2014年12月返回地球。

用“国际空间站”机械臂附加的小卫星释放装置发射3颗立方体卫星

除了对空间站进行物资补给外,H-2转移飞行器-4还用于完成一些颇受关注的其他任务。例如,把空间站内废弃的大型机械带回来,通过再入大气层将整个机体燃烧殆尽,以尝试一种新的废弃物处理方法。如果能够以此提高重返大气层的技术,将有利于日本研发可回收的新型飞船和其他载人航天技术。

此外,它运去的实验鼠精子将在空间站内冷冻保存约半年至两年,以调查太空放射线对于哺乳动物生殖的影响,然后逐次回收到地面。研究人员在调查实验鼠精子DNA的损伤情况后,将与卵子进行人工授精,产下“太空实验鼠”,然后调查其健康状态和寿命,以弄清太空放射线对哺乳动物下一代的影响。

由H-2转移飞行器-4送上去的4颗立方体卫星是:1颗越南国家卫星中心的边长约10cm、质量约1kg的PicoDragon和3颗美国立方体卫星。11月19日,在空间站希望号日本实验舱值守的若田光一操作机械臂附加的小卫星释放装置发射了3颗立方体卫星。他用机械臂将装在箱子内的卫星移动到释放地点,然后利用弹簧的力量将卫星向空间站前进的反方向弹出。由于从空间站释放卫星时的振动较小,所以卫星的设计比较简单,制造成本也较低。

9月5日,H-2转移飞行器-4与空间站脱离。9月7日,它进行了3次轨道脱离机动,最后于9月7日再入大气层坠毁。

5 伊朗2次发送猴子上天

2013年1月28日,伊朗用国产“开拓者”运载火箭向太空发射了一个载有猴子的太空舱,并成功回收了该飞行器。伊朗在声明中表示,此次发射的太空舱代号为“先锋”,它在距离地面120km处进行亚轨道飞行,返回地面后猴子安然无恙。但是该实验倍受争议,因为着陆后向媒体展示的猴子并不是发射升空的那只猴子。据悉,伊朗此前还曾送老鼠、乌龟以及蠕虫去太空,目的是为2020年载人航天做准备。2009年,伊朗将第一颗卫星送入轨道,并且制定了雄心勃勃的太空计划。美国等西方国家高度关注伊朗此类研究,担心其火箭技术可能与携带核弹头的弹道导弹项目有关。

2013年12月14日,伊朗用“研究”火箭再次成功将一只猴子送入太空并安全返回地球。这是伊朗近年来第3次将猴子送入太空,第1次发射以失败告终,而2013年1月的第2次发射成果受到外界质疑。本次任务持续15min,升空高度为120km,发射使用的火箭首次采用液体燃料,虽然速度只是固体燃料火箭速度的50%,但是能够很好地保护猴子的安全。参与本次任务的猴子名叫“吉利”,雌性,质量3kg,身高为56cm。伊朗科学家表示,下次飞行任务中将测试一只大点儿的猴子或者其他的动物。

6 中国载人航天再铸辉煌

2013年6月11日,我国成功发射了神舟-10载人飞船,将男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平送入天宫-1目标飞行器。

神舟-10总共完成了四大任务:一是为天宫-1提供了人员和物资天地往返运输服务,进一步考核了交会对接技术和载人天地往返运输系统的功能性能;二是进一步考核了组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力,以及航天员执行飞行任务的能力;三是进行了航天员空间环境适应性和空间操作工效研究,开展了空间科学实验和航天器在轨维修等试验,首次开展了我国航天员太空授课活动;四是进一步考核了工程各系统执行飞行任务的功能、性能和系统间协调性。

中国神舟-10载人飞船与天宫-1目标飞行器交会

6月20日,在天宫-1实验舱内进行的太空授课是天宫-1与神舟-10任务最大的亮点。此次太空授课由王亚平担任主讲,聂海胜辅助授课,张晓光担任摄像师,地面课堂设在中国人民大学附属中学。在太空授课中,航天员们分别进行了质量测量、单摆运动、陀螺、水膜和水球5项太空科学实验,展示了失重环境下物体的运动特性、液体表面张力特性等物理现象,并通过视频通话形式与地面课堂师生进行了互动交流,从而加深了青少年对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解,极大地激发了广大青少年热爱航天的兴趣,在全国乃至全球都产生了较大影响。

另外,神舟-10航天员对天宫-1进行了在轨维护,拉开了我国航天器在轨维修的序幕。航天员拆除了天宫-1原来铺设的软质地板,更换上硬质地板和新的限位装置;对天宫-1上的密封圈进行了更换。航天员掌握各种在轨维修航天器技术,对于开展长期载人航天活动,保障载人航天安全具有重要作用。

神舟-10和以前上天的“神舟”飞船的最大区别是首次进行了应用性飞行和绕飞,为我国未来空间站的建造储备了技术,奠定了基础。

所谓应用性飞行就是完成正常的天地往返运输任务。此前,我国发射“神舟”飞船的主要目的是考核和验证飞船,每次发射的飞船都有一些变化。而与神舟-9相比,神舟-10没有新的、大的技术变化,只做了一些小调整,其技术状态基本固化。神舟-10的任务已不再是试验飞船本身,而是投入正常运营,完成运输任务,为天宫-1提供人员和物资运输服务。

掌握绕飞技术对于未来建造我国的空间站非常重要,因为我国在2020年左右建成的空间站上有多个对接口,所以“神舟”飞船不一定从一个方向去与空间站交会对接,可能需绕到另一个对接口与空间站进行交会对接。为此,在神舟-10上还增加了一项用于绕飞的制导功能,以便飞船在追吻天宫-1时,能够绕轨进行顺追和逆追。神舟-10航天员通过操纵“神舟”飞船返回舱内中的“姿态控制手柄”和“平移控制手柄”改变飞船的飞行速度和方向,从而灵活自如地实现了对天宫-1的绕飞。

在圆满完成预定任务后,神舟-10航天员于6月26日安全返回地面。他们共在太空生活和工作了15天,这是目前我国载人航天活动时间最长的一次,也是我国航天员承担各类任务最多的一次。此次任务完成后,我国载人航天“三步走”的第二步第一阶段就圆满结束。(详情请看本刊2013年第7期)

2013年10月31日,中国载人航天工程办公室正式发布中国载人航天工程标识及中国载人空间站、货运飞船名称,其中载人空间站命名为“天宫”,核心舱命名为“天和”,实验舱Ⅰ命名为“问天”,实验舱Ⅱ命名为“巡天”,货运飞船命名为“天舟”。

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