趙金才

[本刊訊]繼2016年9月15日中國(guó)第一個(gè)完全意義上的空間實(shí)驗(yàn)室——天宮二號(hào)成功飛向太空之后，按照中國(guó)載人航天工程“三步走”第二步第二階段空間實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)計(jì)劃，10月17日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，搭載兩名航天員的神舟十一號(hào)載人飛船由長(zhǎng)征二號(hào)F遙十一運(yùn)載火箭發(fā)射升空，發(fā)射取得圓滿成功。

成功發(fā)射入軌的天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，在離地球近400公里的近地軌道上繞地球飛行。這個(gè)長(zhǎng)10米、最大直徑3米多，重約8噸的人造航天器，是供航天員居住的“太空之家”。天宮二號(hào)搭載了綜合材料實(shí)驗(yàn)裝置、寬波段成像光譜儀、液橋熱毛細(xì)對(duì)流實(shí)驗(yàn)裝置、“天極”伽馬暴偏振探測(cè)儀、高等植物培養(yǎng)箱、空間環(huán)境監(jiān)測(cè)及物理探測(cè)分系統(tǒng)、超高精度空間冷原子鐘、三維成像微波高度計(jì)、量子密鑰分配專項(xiàng)載荷等多個(gè)科學(xué)裝置。

“天宮二號(hào)”在軌飛行期間，發(fā)射了一顆微納衛(wèi)星伴隨飛行。這顆小型化、輕量化、功能密度高的伴飛衛(wèi)星攜帶高分辨率、全畫幅的可見光與紅外相機(jī)等多個(gè)實(shí)驗(yàn)載荷，變軌能力較強(qiáng)，具有開展空間任務(wù)的靈活性與機(jī)動(dòng)性。作為“天宮二號(hào)”試驗(yàn)任務(wù)的一部分，伴飛衛(wèi)星在軌任務(wù)期間開展對(duì)空間組合體的伴飛、飛躍觀測(cè)以及多平臺(tái)空間協(xié)同等試驗(yàn)，為主航天器的技術(shù)試驗(yàn)提供支持，并進(jìn)行多項(xiàng)新技術(shù)的試驗(yàn)，拓展空間技術(shù)應(yīng)用。

10月19日凌晨，神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。航天員景海鵬和陳冬入駐天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室。兩個(gè)航天器的交會(huì)對(duì)接分四步執(zhí)行：第一步，飛船入軌后，經(jīng)歷5次變軌，到達(dá)與天宮二號(hào)相同的393公里高的軌道。第二步，航天員回到返回艙，關(guān)嚴(yán)返回艙與軌道艙之間的艙門。第三步，飛船在對(duì)接之前進(jìn)行4次停泊——分別為兩者相距5公里、400米、120米和30米時(shí)。第四步，在30米停靠站，飛船的捕獲鎖伸出，卡在天宮二號(hào)的卡板器里，與其建立初步連接。之后，捕獲鎖往回慢慢收縮，將兩者拉近。當(dāng)對(duì)接環(huán)完全對(duì)上時(shí)，對(duì)接環(huán)里的12把鉤鎖緊緊鉤在一起，完成對(duì)接。

按照飛行任務(wù)計(jì)劃，神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接形成組合體，組合體在軌飛行30天。其間，航天員將按照飛行手冊(cè)、操作指南和地面指令進(jìn)行工作和生活，按計(jì)劃開展有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。完成組合體飛行后，神舟十一號(hào)撤離天宮二號(hào)，并于1天內(nèi)返回至著陸場(chǎng)，天宮二號(hào)轉(zhuǎn)入獨(dú)立運(yùn)行模式。

與此前實(shí)施的7次交會(huì)對(duì)接相比，此次的空間交會(huì)對(duì)接有三大不同。第一是軌道高度的提升，天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)的交會(huì)對(duì)接在距離地面393公里的軌道上進(jìn)行，比之前交會(huì)對(duì)接的軌道提高了50公里，與未來我國(guó)空間站運(yùn)行的軌道高度基本相同。第二是神舟飛船由被“動(dòng)變”變?yōu)椤爸鲃?dòng)”。飛船主動(dòng)發(fā)光，天宮二號(hào)將光進(jìn)行“反射”，神舟十一號(hào)主動(dòng)捕獲天宮二號(hào)。在兩個(gè)航天器交會(huì)對(duì)接完成后以組合體飛行時(shí)，天宮二號(hào)成為這個(gè)“新組合”的主導(dǎo)者，掌握所有的控制權(quán)。第三是“對(duì)接天眼”——光學(xué)成像敏感器（CRDS）的全面升級(jí)。CRDS的太陽(yáng)雜光抑制能力和識(shí)別目標(biāo)能力有大幅提升，首次捕獲時(shí)間由原來的十秒左右縮短到一秒以內(nèi)。

此次神舟十一號(hào)載人飛船承擔(dān)三項(xiàng)職責(zé)：一是為天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在軌運(yùn)營(yíng)提供人員和物資天地往返運(yùn)輸服務(wù)，考核驗(yàn)證空間站運(yùn)行軌道的交會(huì)對(duì)接和載人飛船返回技術(shù)。二是與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接形成組合體，實(shí)現(xiàn)航天員的中期駐留，考核組合體對(duì)航天員生活、工作和健康的保障能力，以及航天員執(zhí)行飛行任務(wù)的能力。三是開展有人參與的航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、在軌維修等技術(shù)試驗(yàn)，以及科普活動(dòng)。此次任務(wù)的順利完成為我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展樹立了新的里程碑。

在中國(guó)載人航天“三步走”計(jì)劃中，要建設(shè)一個(gè)基本型空間站，大致包括一個(gè)核心艙、一架貨運(yùn)飛船、一架載人飛船和兩個(gè)可用于實(shí)驗(yàn)的其他艙，總重量在100噸以下。其中，核心艙需長(zhǎng)期有人駐守，能與各種實(shí)驗(yàn)艙、載人飛船和貨運(yùn)飛船對(duì)接。只有具備20噸以上運(yùn)載能力的火箭，才能滿足核心艙的發(fā)射要求。11月3日20時(shí)43分，中國(guó)最大推力新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，該火箭的低軌運(yùn)載能力達(dá)到25噸。成功發(fā)射的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭，將進(jìn)一步加快中國(guó)空間站的建設(shè)步伐。