歡迎回家,天宮二號;不說再見,只待未來
2019-07-19 10:22:12 來源: “中國科普博覽”微信公號
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  據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室已完成全部拓展試驗(yàn),計(jì)劃于本周五,即7月19日,將擇機(jī)受控離軌并再入大氣層,預(yù)計(jì)將有少量未燃燒盡的殘骸落入南太平洋預(yù)定區(qū)域。

  臨別之際,就讓我們共同回憶天宮二號的飛天之旅,見證它最后的“絢爛”吧!

  Part.1

  “二丫”和“大丫”

  天宮二號,被網(wǎng)友們愛稱為“二丫”,是中國第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室。這么說似乎對“大丫”有失公允,我們不禁有此一問,天宮一號“大丫”是什么呢?

  天宮一號目標(biāo)飛行器在軌飛行示意圖(來源:《揭秘“太空”》)

  要搞清楚這一點(diǎn),我們首先要弄明白空間實(shí)驗(yàn)室是什么??臻g實(shí)驗(yàn)室,顧名思義是為發(fā)展空間站,從載人飛船過渡到載人航天基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)驗(yàn)性航天器。也就是說,在完成了短期飛行要進(jìn)行中長期飛行前,許多新技術(shù)新設(shè)備需要進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn),而空間實(shí)驗(yàn)室就是為此而誕生的。

  “大丫”到底能不能算是空間實(shí)驗(yàn)室呢?熟悉航天器的小伙伴們大概聽過,天宮一號“大丫”被稱為目標(biāo)飛行器。也就是為空間交會對接試驗(yàn)提供被動目標(biāo)的飛行器。神舟系列飛船作為“追蹤飛行器”,入軌后會主動接近目標(biāo)飛行器——“大丫”,隨后,完成空間交會對接試驗(yàn)。

  天宮一號對接神舟八號示意圖(來源:《揭秘“太空”》)

  天宮一號“大丫”與神舟八號、神舟九號、神舟十號都進(jìn)行了短暫的交會對接和聯(lián)合飛行,但這些任務(wù)的主要目的都是為了鞏固和掌握空間交會對接技術(shù),而非進(jìn)行空間實(shí)驗(yàn)。因此,盡管天宮一號被稱為中國首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室,但由于它“主攻”空間交會對接,所以被稱為“目標(biāo)飛行器”的時(shí)候更多。

  天宮一號主體(來源:《揭秘“太空”》)

  “二丫”又怎么樣呢?天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室于2016年9月15日,由長征二號F運(yùn)載火箭從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。這一天恰逢中秋佳節(jié),中秋離家的“二丫”是在天宮一號備份目標(biāo)飛行器的基礎(chǔ)上改進(jìn)研制而成,全長10.4米,最大直徑3.35米,太陽翼翼展約18.4米,重8.6噸,設(shè)計(jì)在軌壽命2年。

  天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室(來源:中國航天科技集團(tuán)微信公眾號)

  “二丫”在太空有三大使命,即航天員中期駐留、推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加和在軌維修技術(shù)試驗(yàn)。在太空中,“二丫”開展了14項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù),這在中國載人航天歷次任務(wù)中是應(yīng)用項(xiàng)目最多的一次。因而,天宮二號被稱為空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)至名歸。

  Part.2

  “二丫”與“十一郎”

  2016年10月17日,“二丫”飛天后一個(gè)月,“十一郎”——神舟十一號載人飛船就“追”上了太空。與“十一郎”同上太空的還有航天員景海鵬和陳冬,這已經(jīng)是航天員景海鵬第三次執(zhí)行航天任務(wù)了。

  2016年10月19日,“二丫”與“十一郎”牽手成功,實(shí)現(xiàn)空間交會對接。隨后,景海鵬和陳冬入駐天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室,開始了為期30天的太空駐留生活。為了能夠讓航天員住得舒適安心,“二丫”沒少費(fèi)功夫。

  航天員進(jìn)入天宮二號實(shí)驗(yàn)室(來源:央視新聞視頻截圖)

  我們先來看看天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)造。天宮二號采用兩艙構(gòu)型,分為資源艙和實(shí)驗(yàn)艙。資源艙是非封閉結(jié)構(gòu),為太空飛行提供能源和動力;實(shí)驗(yàn)艙是密封艙,主要為航天員在太空生活提供潔凈、溫度和濕度適宜的載人環(huán)境和活動空間。

  右側(cè)垂直擺放的是“資源艙”,左面橫向擺放的是“實(shí)驗(yàn)艙”

  為了讓航天員住得更方便舒適,在實(shí)驗(yàn)艙和神舟十一號飛船有限的組合體空間內(nèi),內(nèi)部裝飾、艙內(nèi)活動空間規(guī)劃、視覺環(huán)境與照明都十分講究,廢棄物處理、物品管理、無線視頻通話等也便捷實(shí)用。讓我們看看其中幾處頗為貼心的小細(xì)節(jié):

  可展開的多功能小平臺:這是這種小平臺首次使用在航天任務(wù)中。航天員可以用它寫字、吃飯以及做實(shí)驗(yàn),是不是很實(shí)用呢?!

  藍(lán)牙耳機(jī)和藍(lán)牙音響:盡管是為通信和應(yīng)急配備的,但并不妨礙航天員用它們進(jìn)行娛樂,聽聽歌之類的。

  貼心內(nèi)裝:在感官上用顏色為航天員區(qū)分地板和天花板,而墻壁則使用柔和的米白色。同時(shí),采納在柔軟內(nèi)壁的“大丫”中活動過的航天員們的意見,用硬材質(zhì)地板取代了地毯,使航天員在“二丫”中活動時(shí)更加省力。

  人性化照明:此次艙內(nèi)燈光光色都采用了米黃色,亮度可手動調(diào)節(jié),提高了采光的舒適度,同時(shí)為每個(gè)航天員都安裝了床頭燈,溫馨又溫暖。

  天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部構(gòu)造(來源:中國航天科技集團(tuán)微信公眾號)

  牽手飛行期間,“二丫”中的航天員們還首次實(shí)現(xiàn)了中國人機(jī)協(xié)同在軌維修任務(wù)。景海鵬和陳冬通過交互軟件和數(shù)據(jù)手套,實(shí)現(xiàn)空間精細(xì)操作機(jī)械臂,建立了人機(jī)協(xié)同在軌維修系統(tǒng),這也為未來空間站的仿人型機(jī)器人研制積累了技術(shù)基礎(chǔ)。

  航天員進(jìn)行人機(jī)協(xié)同在軌操作機(jī)械臂維修技術(shù)實(shí)驗(yàn)

  在“二丫”與“十一郎”牽手的30天中,完成了針對中長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關(guān)技術(shù)的考核,開展了航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)等實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了在軌維修和空間站軌道交會對接等技術(shù)。2016年11月18日,神舟十一號飛船圓滿完成任務(wù),帶著航天員景海鵬、陳冬安全回家。至此,“二丫”又完成了一項(xiàng)重大使命。

  神舟十一號與天宮二號微博賬號互動(來源:神舟十一號微博)

  Part.3

  “二丫”的“快遞小哥”

  2017年4月20日,“二丫”的另一小伙伴“快遞小哥”天舟一號貨運(yùn)飛船由長征七號運(yùn)載火箭從海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。這位“快遞小哥”是中國的第一艘貨運(yùn)飛船,全長10.6米,最大直徑3.35米,總重量有13噸,是中國目前最大、最重的航天器。

  天宮二號和天舟一號(來源:中國航天科技集團(tuán)微信公眾號)

  發(fā)射后兩天,天宮二號與天舟一號進(jìn)行首次交會對接并組成組合體飛行。4月23日至27日,利用天宮二號與天舟一號燃料儲箱的壓力差,推進(jìn)劑自動地從天舟一號被輸送到天宮二號中,成功地進(jìn)行了首次推進(jìn)劑的補(bǔ)加實(shí)驗(yàn)。這不僅使天宮二號的使用壽命大大延長,而且中國也因此成為世界上第二個(gè)在太空實(shí)現(xiàn)了在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加的國家。

  天宮二號(左)和天舟一號(右)進(jìn)行推進(jìn)劑補(bǔ)加試驗(yàn)(來源:中國航天科技集團(tuán)微信公眾號)

  在天宮二號與天舟一號完成了第二次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加試驗(yàn)后,組合體分離,“快遞小哥”開始了繞飛試驗(yàn),從“二丫”的后向5千米繞飛到前向5千米,“動作”就像翩然的舞步,不僅“快遞小哥”漂亮地完成了偏航180°的轉(zhuǎn)倒飛,“二丫”也完成了180°轉(zhuǎn)正飛,兩個(gè)航天器保持著面對面互轉(zhuǎn)了半圈。

  天宮二號與天舟一號繞飛交會對接示意圖(來源:中國航天科技集團(tuán)微信公眾號)

  Part.4

  空間繞飛交會對接意義何在?

  中國進(jìn)行過那么多次空間交會對接,為什么還要單獨(dú)進(jìn)行這樣一次空間繞飛交會對接呢?

  這是因?yàn)?,中國未來的空間站將由許多艙段對接組成。其中,核心艙中的節(jié)點(diǎn)艙負(fù)責(zé)將其他艙段塊連接到一起。而節(jié)點(diǎn)艙有五個(gè)對接口,分別朝向五個(gè)方向。因此,其他艙段上各個(gè)艙段就需要繞飛節(jié)點(diǎn)艙到各個(gè)方向,然后進(jìn)行交會對接。天宮二號與天舟一號的第二次繞飛交會對接就是為此進(jìn)行的試驗(yàn),鞏固了航天器多方位空間交會技術(shù)。

  中國空間站動畫演示(來源:中國航天科技集團(tuán)微信公眾號)

  第二次“分手”后,“二丫”和“快遞小哥”獨(dú)立飛行。

  直到9月12日,天宮二號與天舟一號順利進(jìn)行了自主快速交會對接試驗(yàn),整個(gè)過程只用了6.5小時(shí)。進(jìn)行自主快速交會對接試驗(yàn),不僅能夠縮短未來航天員在狹小的載人飛船中的滯留時(shí)間,節(jié)省體力和精力,還能夠更快地將科研用品,尤其是一些生物制劑等不能經(jīng)歷長期運(yùn)輸?shù)呢浳锼瓦_(dá)空間站,而且在突發(fā)緊急情況時(shí),快速交會對接能夠?qū)崿F(xiàn)快速搶修與緊急救援等工作。也就是說,Get到這項(xiàng)技能,太空飛行的安全舒適就更有保障了!

  天舟任務(wù)結(jié)束后,“二丫”開始了獨(dú)自漫步太空,繼續(xù)開展拓展試驗(yàn)的生活?!岸尽碧鞂m二號空間實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)壽命是2年,截至目前,它已在軌運(yùn)行超過1000天,平臺及載荷功能正常、狀態(tài)良好,受控再入大氣層的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作正在穩(wěn)步推進(jìn)。本周五,圓滿完成預(yù)期任務(wù)和全部拓展試驗(yàn)的天宮二號將擇機(jī)離軌,回歸地球。

  隨著天宮一號、天舟一號以及即將隕落的天宮二號的消逝,中國空間站將接下中國載人航天未來發(fā)展的下一棒。所以,我們不說再見,只待未來。

  歡迎回家,天宮二號。

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【糾錯(cuò)】 責(zé)任編輯: 黃浩
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