□ 于遠航
4月29日,長征五號B運載火箭將我國空間站的核心艙成功發射入軌,中國空間站建設大幕就此正式拉開。未來幾年,多型長征運載火箭將聯手完成中國空間站建設任務。
中國空間站初期將由3個艙段組成,包括一個核心艙和兩個實驗艙,每個艙規模20多噸。基本構型為T字形,核心艙居中,實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ分別連接于兩側。核心艙前端設有兩個對接口,用于載人飛船的對接和停靠;后端設后向對接口,用于貨運飛船的停靠補給。空間站上設氣閘艙用于航天員出艙,配置機械臂用于輔助對接、補給、出艙和科學實驗。另外,在空間站運營期間,最多的時候,將有一艘貨運飛船、兩艘載人飛船。整個系統加起來將重達90多噸。
如此復雜的空間站,建造階段的組織也必然十分復雜。按照計劃,我國將使用3種型號的長征運載火箭,在兩年內進行11次飛行任務,最終完成空間站的建設。那么這3種運載火箭分別都是誰呢?
首先就是“大力士”——長征五號B運載火箭。其近地軌道運載能力達20多噸,組成空間站本體的一個核心艙和兩個實驗艙塊頭大、份量沉,就要靠它送到軌道上去。
其次就是“挑貨郎”——長征七號運載火箭。空間站建造階段所需要的各種“零碎”或者是儀器、損耗物品、食品、飲水等,都需要長征七號發射天舟貨運飛船送上去。
最后就是具有極高可靠性和安全性的載人運載火箭——長征二號F了。畢竟空間站建造是個復雜的活,現階段還不能依靠機器人來做,還得靠心靈手巧的航天員。
說到航天員專用,非長征二號F運載火箭莫屬。目前執行空間站建造階段4 次載人飛行的航天員乘組已經選定,正在開展任務訓練。現在在飛的航天員有16 名,空間站建造階段需要12名航天員,4名航天員為備份。
2021—2023 年,長征二號F運載火箭預計將完成7次發射任務。為保證航天員的安全,長征二號F運載火箭將執行應急值班,可在第一時間執行空間站應急救援任務。該火箭的逃逸系統也已經進行了適應性改進,其飛行可靠性由原來的0.97 提升到了0.98。
在核心艙發射升空之后,我國將相繼用長征七號發射天舟二號貨運飛船,用長征二號F發射神舟十二號載人飛船,航天員乘組將在太空駐留幾個月。他們完成任務后,還將相繼發射天舟三號貨運飛船和神舟十三號載人飛船,再把第二批航天員乘組送入太空。這一階段被稱為空間站關鍵技術驗證階段,包括航天員多次太空出艙活動,驗證機械臂技術、能源技術等。
技術驗證完成后,我國將用長征五號B 火箭再發射兩個實驗艙。在此過程中,還會有兩艘貨運飛船和兩艘載人飛船被送入太空。
最終,我國將用3型火箭在兩年時間內完成11次任務,完成中國空間站的建造。空間站建造完成后,就將進入運營階段,航天員可以從事空間科學、航天技術等研究了。空間站按長期載3人狀態設計,運營階段每半年由載人飛船實施人員輪換。載人空間站建成后,將成為中國空間科學和新技術研究實驗的重要基地,在軌運營10年以上。
多型長征運載火箭聯手執行建設任務,看起來是簡簡單單的一句話,其背后蘊含著中國航天技術實力的巨大飛躍。
中國空間站的建設,將是對我國航天發射能力的一次大檢閱,也是對我國復雜航天發射任務組織能力的一次極大促進。