天上传来中国好声音

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从神舟一号到神舟七号,中国人实现了把人送入太空的梦想,但当时的飞船还不能算作天地往返的运输工具。神舟八号实现了飞船与在轨运行航天器的交会对接,虽然可以称为运输工具,但并没有完全掌握交会对接技术,接下来的神舟九号任务将通过自动、手动两种交会对接方式,把人送入空间实验室,这是对飞船作为天地往返运输工具功能的进一步验证。可以说,手控交会对接是对航天员操作技能的极大考验。只有掌握了此项技术,才意味着完全掌握了交会对接技术。

神舟八号与天宫一号采用的是后向交会对接的方式,飞船从后边在追赶天宫一号的过程中实施交会对接。神舟九号将实施的前向对接、各段撤退和140米近距离长时间停泊等交会预案和备份措施的飞行验证,都是新模式。

由于神舟九号和神舟十号两次任务时间相近,航天员系统同时为两次任务选拔出了航天员和备份航天员。执行神舟九号任务的航天员乘组由景海鹏、刘旺和刘洋组成。景海鹏担任指令长,刘旺主要负责手控交会对接,刘洋主要负责航天医学实验和乘组生活管理。

神舟九号航天员刘洋(左)、景海鹏(中)、刘旺(右)

刘旺是首批14名航天员中最年轻的成员,从1998年进入中国航天员大队到迎来自己的“第一飞”,他整整等待了14年。为了“一枪中的”,刘旺在地面进行了1500多次手控交会对接模拟训练。记者见面会上,当被问及此次手控交会对接有几成把握时,他的回答是“百分之百”。

外界对神舟九号任务给予了极大关注,还有一个重要原因,就是中国第一位女航天员将飞向太空。

2009年,我国进行了第二批航天员的选拔,从空军部队符合条件的现役飞行员中,挑选出5名男航天员和2名女航天员。

刘洋,作为我国第一位飞天的女航天员,是第二批航天员中首位参加飞行的。1978年出生的刘洋,是河南省林州市人,毕业于长春第一飞行学院,是我国的第七批飞行员,曾驾驶过战斗机、运输机等机型。进入航天员大队前,刘洋已经是她所在的飞行大队的副大队长,有过1680小时的飞行经历。2010年年初,刘洋从空军15名备选女飞行员中脱颖而出,成为中国首批仅有的两名女航天员之一。

2012年6月16日18时37分,神舟九号发射成功。第二天凌晨,北京航天飞行控制中心通过多次变轨控制,控制神舟九号到达距离天宫一号后下方约52千米的地方。6月18日14时14分,天宫一号与神舟九号成功实现自动交会对接。景海鹏打开返回舱舱门和天宫一号舱门,三位航天员进入天宫一号。

6月24日,是神舟九号要进行手控交会对接的日子。从凌晨5点开始,三位航天员就关闭了天宫一号和轨道舱的舱门,换上舱内航天服,回到返回舱。

11时05分,北京航天飞行控制中心下达了“天宫一号、神舟九号分离”的指令。不一会儿,对接机构解锁成功,瞬间的震动让飞船巨大的太阳能“翅膀”上下摆动,如同展翅飞翔的雄鹰缓缓离开天宫一号,撤离到400米外的停泊点。接下来,将由刘旺“开着”飞船去和天宫一号对接。10米,9米,8米,7米,6米,5米……飞船渐渐向天宫一号靠拢。地面上,没有多少人感觉到紧张和担心,因为大屏幕上显示的神舟九号对接机构中心几乎与天宫一号的对接机构中心十字完全重叠。12时55分,刘旺用不到7分钟的操作打出了一个偏差仅为1.8厘米和0.8度的完美“十环”。这个结果意味着刘旺的手控交会对接比自动对接的精度更高。这个“中国精度”标志着我国成为第三个独立掌握交会对接技术的国家,为建设空间站迈出了关键一步。

神舟九号飞船结构示意图

在太空飞行了13天后,神舟九号踏上了回家的路,于6月29日,返回内蒙古主着陆场。至此,我国继掌握天地往返、出舱活动技术之后,载人航天三大基础性技术的最后一项—空间交会对接技术获得突破。

2013年,中国的载人航天飞行进入了第十个年头,神舟十号将在这一年发射。细心的人们发现,飞天的航天员也将达到十位。在这“十全十美”辉煌的背后,中国的载人航天已从探索、突破、掌握载人航天技术开始向空间科学实验和应用试验转变,进入了应用发展的崭新阶段。神舟十号便是面向载人航天长期飞行的一次应用性飞行。

“应用性飞行”是相对以验证技术为目的的试验性飞行而言的。经过神舟八号和神舟九号两次任务的考核,飞船和火箭的功能已经完备,性能已经稳定,技术状态也基本固化。神舟十号的主要任务是为天宫一号在轨运营提供人员和物资往返运输服务,天地往返运输系统本身的技术验证和交会对接技术验证不再是主要目的。

6月11日17时38分,神舟十号发射成功,航天员乘组由聂海胜、张晓光、王亚平担任,聂海胜任指令长。

神舟十号航天员王亚平(左)、聂海胜(中)、张晓光(右)

6月13日13时18分,天宫一号与神舟十号在它们起飞的地点—酒泉卫星发射中心上空相遇,成功实现自动交会对接。

在十几天的太空生活中,三位航天员不仅要验证组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力,做一些建造空间站的实验,还有一项特殊的任务—太空授课。

6月20日,在北京人大附中的一间报告厅里和距离地球340千米外的天宫一号中,300多名中小学生和神舟十号的航天员组成了一个特殊的天地课堂。10时整,当北京航天飞行控制中心报告已与天宫一号建立了双向通信链路时,所有人把目光都投向了课堂的大屏幕。40分钟的讲授中,王亚平向地面的学生们展示了失重环境下的物体摆动、水球表面张力、陀螺旋转等物理现象,还表演了喝水等动作,王亚平堪比老师的专业解说、比职业教师更为风趣的表现,不仅给学生和观众们带来了知识,更带来了全身心的享受和好奇心的满足。“面对浩瀚宇宙,其实我们都是学生。”王亚平独特的自信和亲和力让冰冷的太空充满了温情,为中国开展载人航天的目的做了最好的注脚—飞天梦永不失重,科学梦张力无限。

“太空讲堂”每持续一秒,天宫一号就在太空移动7800米;王亚平的一颦一笑、一举一动,都可能横跨了几千米。要保证45分钟空中课堂不间断天地传输、每一帧画面都清晰稳定,对航天测控网是一次全新的挑战。

2008年、2011年、2012年,我国相继发射了天链一号数据中继卫星的01星、02星、03星。随着三颗中继卫星在这次任务中的一起亮相,标志着中国第一代数据中继卫星系统已经实现了全球组网运行,从此,我国有了比较完整的“陆基、海基、天基”一体的测控通信系统,航天测控实现了低轨道80%的覆盖率,标志着我国第一代数据中继卫星系统全球组网运行。

6月25日,3位航天员已在天宫一号生活了12个日夜,他们关闭天宫一号的舱门,回到神舟十号返回舱内。7时05分,组合体顺利分离后,神舟十号开始执行这次太空飞行的最后一项任务—绕飞。

之所以安排这次任务,是因为未来空间站的核心舱、实验舱以及飞船都将分别发射,必须通过绕飞技术,才能在不同方向上使载人飞船、货运飞船与核心舱对接在一起。

天宫一号以7.8千米每秒的第一宇宙速度在飞行,虽然神舟十号与它的相对运动速度较小,但绝对速度很大,而且两者是在同一个轨道上。所以,飞船要想实现绕飞,就必须进行变轨。神舟十号撤离到了距天宫一号一定距离的地方,按照预定程序进行变轨控制,从天宫一号上方绕飞至其后方,然后转为正飞姿态,天宫一号则转为倒飞姿态。这时,地面技术人员控制神舟十号逐渐接近天宫一号,完成近距离交会对接。

6月26日清晨,神舟十号返回舱在美丽的巨型降落伞的护送下,回到内蒙古主着陆场。10名航天员,10艘神舟飞船,宣告着载人航天工程第二步第一阶段任务完美收官,中国航天人已叩响了“空间站时代”的大门。