摘颗星星带回家

摘颗星星带回家

神舟十二号返回当天,正在大家为航天员的凯旋欢呼庆贺时,天上的空间站组合体又做好了“收货”的准备。

2021年9月20日,文昌这座年轻的航天港再一次吸引了世界的目光。伴随着一阵山呼海啸般的巨响,长征七号运载火箭携带着天舟三号货运飞船飞向太空,这天距离天舟二号的发射仅仅过去了114天。

此次的主要任务是停靠空间站期间的物资补给、推进剂补加、轨道维持和抬升等。关于货运飞船的技术,基本上在天舟二号任务中都得到了验证,所以,天舟三号是一次应用性飞行,为满载状态,比天舟二号多带了25%的货物量,可满足3名航天员6个月的在轨驻留需要。

天舟三号除了担任快递小哥之外,还多了两项新任务:一是验证与核心舱的伴飞能力,同时给“问天”实验舱留出对接安全通道;二是如果“问天”实验舱入轨遭遇异常,它将与核心舱对接后实施变轨,协助核心舱完成与“问天”的对接,为建造空间站做出贡献。

9月20日22时08分,“天和”与“天舟”再次在太空团圆。这时,天舟三号已通过绕飞来到原本停靠神舟十二号飞船的位置。两艘货运飞船同时对接在核心舱的两端,形成“一”字形构型,这在中国载人航天史上还是第一次。

鲜花簇拥英雄再启征程,火箭托举飞船续写梦想。神舟十二号返回地球1个月后,中国“神舟”再次出征。作为空间站关键技术验证阶段第六次也是最后一次飞行任务,神舟十三号是一次承上启下的任务。如果预定任务在6个月内如期完成,就意味着完成了空间站关键技术验证,离建成天宫空间站的目标也就更近了一步。

10月15日傍晚,大漠深处的酒泉卫星发射中心寒气逼人,气温已降至零下,可来自四面八方的人们仍在冷风中兴奋地等待着那个不同寻常的时刻。

21时40分,神舟十三号航天员翟志刚、王亚平和叶光富身着乳白色航天服,走出“问天阁”。走在最前面的是指令长翟志刚,他6天前刚刚过了55岁生日。他的左边是女航天员王亚平,右边的是第一次出征太空的叶光富。

“总指挥长同志,我们奉命执行神舟十三号载人飞行任务,准备完毕,请指示!”时隔13年后,广场上再次传来翟志刚自信有力的报告声,随后,“航天员王亚平”“航天员叶光富”的声音依次传来。

“出发!”载人航天工程总指挥李尚福下达出征命令。

10月16日0时23分,伴随着巨大的轰鸣声,长征二号F运载火箭托举着神舟十三号飞船,划破深秋的夜空,直刺苍穹。

神舟十三号航天员叶光富(左)、翟志刚(中)、王亚平(右)

神舟十三号飞船发射

火箭升空约10分钟后,“远望三号”船在任务海域成功捕获目标,天链二号01星和天链一号03、04星搭起了一条“信息天路”,向北京航天飞行控制中心持续发送飞船数据……

约6.5小时后,神舟十三号通过自主快速交会对接模式,对接于天和核心舱径向端口,与此前已对接的天舟二号、天舟三号构成四舱(船)组合体。翟志刚、王亚平和叶光富进入天和核心舱开始属于他们的太空生活。从这一天起,6个月将成为航天员在空间站常态化驻留的周期;从这一天起,中国的载人航天工程将以此为起点,走向更加浩渺的深空。

11月7日晚,神舟十三号的首次出舱任务开始了。

翟志刚是时隔13年后再次出舱,与神舟七号时相比,他这次舱门开得很轻松。他出舱后立即向地面报告:“我已出舱,感觉良好。”王亚平接着幽默地说:“我一会儿出舱,感觉良好!”叶光富也顺着这样的风格说:“我下次出舱,感觉良好!”从太空传来的“感觉良好”令人动容,特别是王亚平尤为引人注目,因为她将成为中国首位进行出舱活动的女航天员。

空间站每90分钟环绕地球一周,出舱6个小时就要环绕地球4圈,有人戏称王亚平是真正的“环球小姐”,这个说法看似浪漫,但其实并不简单。

航天员在舱外作业时,会受到太空失重环境和舱外航天服的影响,活动能力受限,这就需要在进行产品和任务设计时,充分考虑航天员能力特点变化。对航天员来说,需要在天上通过典型动作测试收集相关数据,帮助科研人员掌握他们的能力特性规律。所以,王亚平不仅要沿着舱壁攀爬转移至作业点,辅助翟志刚安装机械臂悬挂装置与转接件,还要站上机械臂,做向前倾、向左倾、向右倾、向左前倾、向右前倾等动作。

翟志刚开舱门的瞬间,镜头记录下了航天员、空间站和地球同框的画面,不少网友直呼“最牛合影”。王亚平出舱后,通过第一视角的视频可以看到,她的身后是美丽的地球,宇宙黑和地球蓝交替如大片一般。叶光富虽然没有出舱,但他在舱内配合支持队友开展舱外操作时,兴奋地鼓掌挥手。

翟志刚出舱组图(一)

翟志刚出舱组图(二)

在6.5小时的舱外活动中,翟志刚和王亚平在机械臂上安装脚限位器和舱外工作台后,在机械臂的支持下,相互配合开展了机械臂悬挂装置与转接件安装,舱外典型动作测试,舱外互助救援验证等作业,返回天和核心舱后,两人与叶光富激动地拥抱在了一起。

神舟十三号带给大家的期待有很多,最让孩子们盼望的就是他们熟悉的“太空授课”。神舟十号任务中,王亚平在聂海胜、张晓光的协助下进行了首次太空授课。8年之后,“天宫课堂”再次开讲。

12月9日,随着一个黄色陀螺旋转着出现在直播画面中,王亚平的声音在空间站中响起:“太空探索永无止境,随着不断旋转的陀螺,我们已经从神舟十号任务,进入到了空间站时代。欢迎来到‘天宫课堂’!”

这次60分钟的授课,航天员展示了空间站工作生活场景,演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象,讲解了实验背后的科学原理,与师生进行了实时互动交流。在水膜张力实验中,王亚平拿出和女儿一起做的折纸小花,微笑着说:“看到这朵花,我就想到了我的女儿。”

12月26日晚,神舟十三号航天员进行了第二次出舱活动,这次执行任务的是翟志刚和叶光富。这是翟志刚的第三次出舱,他因此成为了目前出舱次数最多的中国航天员。在之后的6个小时内,他们相互配合完成了全景相机C抬升、舱外作业点脚限位器安装及相关工效验证、携物转移验证等任务,验证了核心舱气闸舱、舱外航天服、机械臂的功能性能,考核了出舱活动相关技术、舱内外航天员协同以及天地协同能力。

在太空中的6个月,3名航天员的“居家日常”画面陆续公开,比如饭后一起收拾“厨余垃圾”,叶光富饮料洒出后用纸巾“擦空气”,翟志刚抽空打太极,王亚平和翟志刚化身“托尼老师”为叶光富理发,翟志刚头戴“免冲水神器”揉搓洗头,王亚平展示太空“免漱口”式刷牙……航天员们为大众展现的是一幅幅有趣而温馨的太空生活画面。在11月14日央视的“朗读者”节目中,他们深情地朗读了巴金的《激流》总序节选:“我知道,生活的激流是不会停止的,且看它把我载到什么地方去!”

叶光富出舱组图

2021年的金秋,我国中西部地区的孩子们在纸上勾勒出了自己想象中的火箭、飞船、空间站和神奇的太空生活,他们想把这些画送给正在执行任务的航天员们。为了圆孩子们的梦,一份“神秘礼物”搭上了飞向“天宫”的“天舟”。

2022年1月1日,3名航天员在新年这天开启了这份“神秘礼物”,他们被孩子们的梦想所感动,特意在空间站里举办了一次“天宫画展”,把这些作品展示给全国的观众朋友们……

作为空间站与来访飞行器交会对接的重要模式,手控遥操作交会对接是无人来访飞行器自动交会对接的备份手段。1月8日凌晨,神舟十三号实施了一次手控遥操作天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验。试验开始后,天舟二号从核心舱节点舱前向端口分离,空间站内的航天员通过手控遥操作方式,控制它撤离到预定停泊点。经过短暂停泊转入平移靠拢段,控制货运飞船与空间站组合体精准完成前向交会对接。2小时后,试验圆满完成。

由于此次任务在轨时间长,神舟十三号乘组在太空度过了春节和元宵节。贴春联、挂灯笼,喜庆的年画、红红的中国结……虎年除夕这天,3位航天员把空间站精心装扮得年味十足,满心欢喜地准备辞旧迎新。

虎年零点钟声敲响的时刻,三位航天员视频连线央视的春晚现场。“龙骧虎步共迎春,逐梦飞天同守岁。”航天员们举着对联展示给大家,“祝大家新春快乐,身体健康,万事如意”;一袭红衣的王亚平亲切地祝福小朋友们“生龙活虎、茁壮成长”,祝愿伟大的祖国“福虎生旺、繁荣富强”;叶光富则拿着一张“福”字祝全国人民“新春愉快、阖家幸福”。春晚现场,有一个歌舞节目名叫《星星梦》,在参演的小演员中有一位是王亚平的女儿赵云熙,当王亚平出现在大屏幕上时,她激动地跳了起来,大声喊出了自己的心愿:“妈妈,给我摘颗星星回来!”

元宵晚会上,王亚平用古筝弹奏了一曲《茉莉花》,将古老的琴声带到了九天之外。

伴随着春节的到来,三名航天员的在轨时间均已超过了100天,翟志刚和王亚平分别成为了当时在轨时间最长的中国男、女航天员。

3月23日是神舟十三号在轨驻留的第159天,这天下午,“天宫课堂”的上课铃声再次响起。

“太空探索永无止境……”在镜头中,王亚平的面孔和声音又一次出现了,翟志刚和叶光富与她站成一排。同学们屏息静坐,等待着他们带领大家进入奇妙的失重世界。

结合刚刚闭幕的北京冬奥会,王亚平首先给大家做了一个太空“冰雪”实验,她拿出一个装有过饱和乙酸钠溶液的透明袋子,袋口连接着一根吸管。她小心翼翼地从袋子里挤出溶液,尝试几次后,在吸管口渐渐地形成一个透明液体球。“见证奇迹的时刻到了。”王亚平用沾有结晶核的棉棒轻轻碰触了下球体,仿佛施了魔法一样,透明球迅速变成结晶球。据王亚平说,这是因为乙酸钠溶液在温度较高的水中,溶解度非常大,很容易形成过饱和溶液。在这种溶液里,只要有一丁点儿的结晶和颗粒,就能迅速打破它的稳定性,析出大量晶体。在析出晶体时,还会释放热量,因此这是一个摸起来感觉热热的“冰球”。

为了给同学们更直观地演示液体的表面张力,王亚平紧接着做了另一个实验。她拿着两块透明的液桥板,让叶光富拿着装有饮用水的袋子向两块液桥板分别挤出一个水球。此时,地面课堂的同学们也在同步做着同样的实验。当液桥板上的两个水球越来越大,渐渐连接在一起时,她又将其缓慢地拉开,一座奇特的“液桥”搭建而成。

在接下来进行的浮力实验中,王亚平遇到了难题。她拿着一个小瓶子,里面装有两种液体:透明的水和黄色的食用油。王亚平和地面的同学们同时分别将各自手中的瓶子进行摇晃后,天上和地下出现了截然不同的现象。同学们手中瓶子里的液体渐渐形成分层,而王亚平手中的水油混合液还是没有产生变化。

充满节日氛围的中国空间站

“怎么办呢?”王亚平向地面课堂的同学们“求助”。

一位同学提议:“使用旋转的方式,借助离心作用将水和油分开。”叶光富随即进行了演示,他将绳子系在瓶口,快速旋转瓶子。果不其然,不一会儿,瓶子里的混合液就分离开来了。

展示完太空奇妙的液体现象后,王亚平开始进行最后一项实验—太空抛物实验。这时,一个可爱小巧的“冰墩墩”闪亮登场,给大家表演了个“空翻”。早在半年前,“冰墩墩”就随着“神舟”飞船来到了空间站。王亚平将“冰墩墩”用手指轻轻一推,它慢慢地飘向了叶光富。叶光富接住后,又将其推向王亚平。“冰墩墩”在两人之间来回做着近似匀速直线运动。

“同学们,我所处的空间站实际上围绕地球飞行,那以你们的视角来看,‘冰墩墩’做的还是近似匀速直线运动吗?”王亚平给同学们布置了一项课后作业。

实验结束后,王亚平和叶光富给同学们介绍了空间站的两个新科学实验柜—高微重力实验柜和无容器材料实验柜,并展示了前期在实验柜中进行的金属锆实验。叶光富告诉大家:“科学实验柜是空间站开展科学实验的主要设施,等到‘问天’实验舱和‘梦天’实验舱发射入轨后,还将增加更多实验柜。到那时,中外科学家都可以依托实验柜来开展研究,中国的空间站将成为造福全人类的太空科学实验平台。”

一个小时的课程在天地互动中转瞬即逝,转眼就到了“下课”时间。“数风流人物,还看今朝!同学们,未来属于你们!”三名航天员给同学们送出祝福和期望后,对着镜头和大家依依惜别,挥手再见。

在183天的太空之旅中,空间应用系统的科学家们进行了许多生命科学实验。首先是在失重条件下,对心肌细胞的观测。通过基因重编程技术实验,将人体尿液中的肾上皮细胞转化成具有多种功能的干细胞,将干细胞转化为心肌细胞的实验,成功地在心肌细胞的收缩过程中,捕捉到标记的钙信号的闪烁过程,这是世界上第一次具体观测到失重条件下心肌细胞收缩过程。其次是国际上首次皮肤干细胞失重悬浮培养实验成功完成。在特制的培养皿中,细胞在太空悬浮条件下成功生存一个月,拓展了人们对于细胞生存条件的认知,有助于人类更好地突破生命限制。

6个月的太空生活转瞬即逝,为了迎接下一批主人的到来,3位航天员将设备器材分门别类归置到位,对舱内环境进行了清洁维护……当接到返回指令时,他们向天和核心舱敬了一个庄严的军礼,恋恋不舍地回到神舟十三号飞船的返回舱。

4月15日晚,内蒙古额济纳旗大漠深处。夜幕还未脱去华丽的外衣,漫天的星斗熠熠夺目。酒泉卫星发射中心搜救回收分队的车队浩浩荡荡开进戈壁深处的东风着陆场。

为使航天员能够更快更舒适地返回地面,神舟十三号首次采用了快速返回模式,由以往的11个飞行圈次压缩至5个飞行圈次,时间也由一天缩短到几个小时。

4月16日9时42分,穿过黑障区的返回舱主降落伞打开,湛蓝的天空中,红白相间的巨型降落伞牵着返回舱摇曳着缓慢降落,宛如娇艳花朵盛开在天地之间。随着“砰”的一声巨响,耀眼的橘红色火焰从返回舱底部喷薄而出,缓冲发动机点火成功。时隔17年,返回舱再次呈正立姿态平稳落地。翟志刚、王亚平、叶光富安全出舱后异口同声还是那句“感觉良好”。王亚平特意对着镜头告诉女儿:“摘星星的妈妈回来啦!”当接他们的飞机回到北京,王亚平见到女儿时,掏出一颗金灿灿的“星星”递给女儿,兑现了为女儿上天摘星的浪漫承诺。

3位航天员用183天长久的坚持和努力,为神舟十三号任务画上了圆满的句号,我国空间站工程关键技术验证阶段的任务完美收官。

两天之后,中国载人航天工程办公室对外宣布,2022年内,中国还将发射“问天”和“梦天”实验舱、神舟十四号和神舟十五号载人飞船以及天舟四号和天舟五号货运飞船。

中国空间站即将进入建造阶段,载人航天工程又站在了新的起跑线上……