中国网:北京时间2023年6月4日6时33分,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十五号航天员乘组费俊龙、邓清明、张陆在轨驻留期间,完成大量空间科学实(试)验,进行了4次出舱活动,圆满完成多项任务,为后续开展大规模舱外科学与技术实验奠定了基础。神舟十五号航天员乘组不仅刷新了中国航天员单个乘组出舱活动次数的纪录,还见证了中国空间站全面建成的历史时刻。神舟十五号载人飞船的任务亮点有哪些?两次在轨任务交接有哪些不同?本期节目,特邀国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光为您解读。
国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光解读神舟十五号在轨任务亮点。 中国网 杨佳 摄影
中国网:宇光,您好,欢迎您做客中国网《中国访谈》节目。
杨宇光:非常荣幸和中国网的网友一起分享相关话题。
中国网:神舟十五号航天员乘组在轨驻留6个月,圆满完成了多项任务,取得了多项阶段性成果。盘点神舟十五号航天员乘组的在轨任务,您认为有哪些亮点?
杨宇光:首先,神舟十五号乘组被誉为是“圆梦乘组”,这是非常恰如其分的。因为我们知道,其实整个中国空间站的“T字形”构型在神舟十四号乘组期间就已经形成了。但我们要强调一点,“T字形”构型的建成和空间站建成不是一码事。
整个空间站是一个非常庞大、复杂的系统,空间站里不同的舱段之间有非常复杂的机电热接口的连接。按照王翔总指挥的话说,“1+1”等于“1”,“1+1+1”还等于“1”,一定要在各个方面实现一体化。在空间站,问天实验舱、梦天实验舱最终的位置是在天和一号核心舱前方的球形节点舱左侧和右侧的靠泊口。这个靠泊口不同于对接口,它是一个永久形成的位置,在靠泊口的对接机构的端面上有很多的孔,这些孔里面有液路连接、气路连接、信号电缆和供电电缆连接,这些我们都要进行一体化,这个过程是极其复杂的。
整个信息要实现一体化,各种科学仪器要在天和一号核心舱的主控计算机的管理下统一运行,主控计算机出现问题要能够用问天实验舱的主控计算机进行代替和运行,这都是必须要做到的。
除此之外,整个环境控制与生命保障系统也要一体化。三个舱都是连在一起的,整个大气控制和液体控制都要做到一体化。还包括测控、姿态控制等等也都要一体化。
三舱结构建成后,很快神舟十四号乘组就安全地返回地面了,这个主要工作量就落在了神舟十五号乘组。
神舟十五号乘组整个工作的第一个大的亮点就是真正意义上实现了三舱一体化,这是非常重要的一项工作,也是具有很高的技术含量和很有挑战性的一项工作。第二项比较重要的工作,我认为是他们创纪录地进行了四次出舱活动,由费俊龙、张陆两位航天员(执行)。一个乘组在一次飞行任务期间进行四次出舱活动,这在国内创纪录了,在国外来看也是很少见的,这从另外一个角度说明了他们的工作是非常繁忙的。
我们在舱外不但安装了很多的科学仪器,也包括过去几个乘组进行过的全景相机的抬升、扩展泵组的安装等等这样一些属于空间站建造阶段的安装操作。因为整个空间站的建成不光是舱内(工作),舱外也有很多(工作)。之前神舟十四号乘组已经做了一部分,其中很重要的一个工作是在球形节点舱的两侧安装了两个过渡用的,类似于导轨的杆状结构,航天员在进行跨舱操作时,因为主出舱口在问天实验舱,是在“T字形”的一端上,距离其他地方都很远。现在搭了这么一个桥,过去是很便利了。当时是神舟十四号乘组做了这样的准备(工作),让神舟十五号乘组的整个出舱活动进行得更为广泛,而且更为成熟。
但是从另外一个角度来说,四次出舱活动是非常繁重的,对他们本人来说也是具有很大的挑战性。还有一个很重要的特点,费俊龙是“一老带两新”,费俊龙是过去执行过飞行任务的,但即便费俊龙是作为神舟六号任务的指令长,一是在十七年前了,二是他在神舟六号任务时也没有执行过出舱活动。所以,他进行这四次出舱活动,尤其是第一次时对他也是很大的挑战,对他和张陆都是很大的挑战。
还有一个重大的亮点,我认为就是集中在空间站的机柜上。空间站有如此繁多的机柜,尤其是梦天实验舱,空间站有超过一半的机柜都是在梦天实验舱,而梦天实验舱是在神舟十四号乘组即将离开空间站之前才到达空间站的。所以,我们空间站的机柜的安装、解锁工作绝大多数都是由神舟十五号乘组完成的,这是非常繁重的一项工作。因为我们知道空间站科学实验的机柜都是非常娇贵、非常精密的科学仪器,而恰恰是这些机柜要经历从地面到太空的恶劣的运输环境。
为了保证这些精密的机柜不出问题,其实它上天运输的状态和在轨工作的状态是不一样的,里面要进行很多的加固,甚至航天员过去举过一个例子,光是一个机柜拧螺丝就要拧下来一百多个,所以可以想象工作量有多大。还要和地面的科研人员、工程人员密切配合来解决每一个机柜的调试和安装的问题,所以,这也是为什么称他们是“圆梦乘组”,在他们的手上把空间站建成的。
其实是不光把三舱连接在一起,这里面这些科学研究机柜安装的工作量也是其中非常重要的一个方面。所以,我认为这也是神舟十五号乘组很大的一个任务亮点。
中国网:神舟十五号航天员乘组他们分别经历了两次在轨任务交接,而这两次在轨任务交接的时间点也比较特别,分别是中国空间站全面建成的前和后。那么这两次任务交接会有哪些不同?交接的任务量是否也会非常繁重?
杨宇光:无论在空间站的关键技术验证阶段还是在空间站的建造阶段,其实我们更多关注的是工程而不是科学,我们尽管也利用乘组驻站期间也进行了一些科学实验,但这个我相信和我们的关键技术验证的任务,和空间站建造的任务相比可能并不是最重要的。
因为你即使到了天和一号核心舱发射的时候,我们已经掌握了乘组的天地往返运输、交会对接、出舱活动这三大基本技术,但这三大基本技术不代表我们掌握了空间站的建造、运行所有的关键技术,这是我们还进行了为期两年的关键技术验证阶段的很重要的原因。而即使到了建造阶段其实有很多的技术我们也是第一次做,比如空间站的问天实验舱和梦天实验舱的造访,二十吨级的航天器和另一个更大的航天器进行对接,然后进行转位操作,这都是我们头一次做,但头一次我们就做成了。但即便是神舟十四号乘组经历了三舱组合体建成的时刻,但其实还是有很多工程上的问题,包括舱内,无论是测控通信的问题、整个空间站的统一的数据管理的问题、通信的问题等等,这些其实我们都是头一次做。在这个过程中,不可避免会面临各种各样的问题需要去解决。
我相信在神舟十四号和神舟十五号的交接期间,因为空间站还没有建成,这个阶段关于建设、关于工程、关于空间站平台的维护运行等工作所占有的比例,我相信是非常高的。
从神舟十五号和神舟十六号乘组的六人交接,这已经是我们第二次的六个人的“太空会师”了。这次就等于是我们在有第一次经验的基础上,当然还会有很多关于空间站运行和维护方面的交接,但是我相信和科学实验有关的任务交接会占有更高的比例,毕竟已经进入了空间站的应用与发展阶段。这个时候的主题不是建造、不是工程、不是技术验证,而是科学研究和科学实验。所以,我相信这方面其实是有很大的差异的。
中国网:随着中国空间站进入到了应用与发展阶段,在轨任务交接将来也成为乘组之间常态化的交接模式。相较于地面交接而言,您认为在轨交接有哪些优点?
杨宇光:在轨交接既是非常必要,也是非常重要。神舟十六号乘组等于是整个在轨任务交接期间,会和神舟十五号乘组面对面地对每一个他们即将开展科学实验的机柜,这些机柜具体的技术状态、技术参数,当前工作进展到了什么程度,未来还要进行哪些工作,有哪些注意事项,都要进行面对面地、高效地交接。
同时,对于天舟货运飞船里的物资,因为神舟十六号乘组和神舟十七号乘组的生活物资都是由天舟六号货运飞船上行的。之前神舟十五号乘组已经开舱对物资进行了一部分的转移和处理,所以,对于这部分物资的清点交接也是很重要的一部分工作。因为我们其实用了很多的先进技术,包括我们的每个货包都有标识分类,带有不同颜色的缎带,还有我们每一个货包上都有二维码,每个航天员都有多个手机,拿手机扫一下就知道这里面上行的时候装的是什么东西。但是在轨任务执行期间它可能是会有变化的,这件事情显然是需要交接的,也不是一件小事。比如某一个必要的设备,你给它从货包里拿出来以后又放在哪儿了,是放回原来的货包了,还是放在什么其他的地方了,这些都需要交接。所以,我认为在轨的交接既是很高效率的一个选择,同时也是非常必要的一个选择,这个期间我相信他们是非常繁忙的。
这里面还有一件很重要的事情,因为毕竟有老航天员、有新航天员,老航天员可能适应空间环境会快一点,对于首次执行飞行任务的航天员确实上天以后有一个适应的过程。这对于神舟十六号乘组也有一个适应的过程,这个阶段的安排都要进行相应的调整,这也是非常重要的。所以,这个任务有一个逐渐交接的过程,最后确保神舟十五号乘组的离开返回。
对于神舟十五号乘组,就像你刚才问的前一个问题一样,经历了别人迎接他,又到了他去迎接别人,等于把这个流程走遍了。
中国网:今年是中国空间站进入应用与发展新阶段的开局之年,中国载人航天工程也一直是照着“和平利用、平等互利、共同发展”的原则,愿意与世界上所有致力于和平利用外空的国家和地区一道开展国际合作与交流。近年来,围绕中国空间站开展的国际合作和交流有哪些?未来会有哪些期待?
杨宇光:其实严格意义上来说,中国载人航天工程从一开始就有深度的国际合作。早期我们中国的航天员曾经在俄罗斯参与他们组织的训练,我们早期的飞行任务包括杨利伟进行首次飞行,以及早期其他的一些飞行任务,我们从欧洲空间局获得了测控方面的支持,所以在早期我们就开展了很多这方面的合作。
到了神舟八号任务时,因为神舟八号是一艘无人的试验飞船,我们利用里面没有坐航天员空出来的空间装了一个有17个生物学实验的实验箱,叫SIMBOX,这个实验室是德国宇航开展的。
我们早期已经开展了很多的国际合作,包括天宫一号、天宫二号,包括有一些科学仪器都是中科院和国外联合研制的。
到了空间站阶段,平台就更不一样了。目前中国空间站的中继卫星尤其是当我们在使用天链二代的中继卫星进行通信的时候,它的通信容量是国际空间站的两倍。它还有更多的高清摄像头和其他高品质的资源,不但可以供我们平台使用,还可以供科学仪器使用。目前我们空间站为国外参与我国科学研究提供了一个非常好的平台,其实从《2021中国的航天》白皮书就可以看出来,将来我们建设航天强国,将国际合作作为我们成为航天强国的一个非常重要的标志,说明这是必不可少,也是重中之重。在这个过程中,中国的空间站不但是一张明亮的中国名片,而且也是我们开展国际合作的极为重要的平台,它不仅仅是在太空领域定位于国家级的空间实验室,同时也是一个极其重要的国际合作平台。
所以根据中国载人航天工程办公室多次发布的(消息),未来或早或晚会看到国际乘组、国外的航天员乘坐神舟飞船造访中国空间站。但在这之前,能够看到最多的还是联合的科学实验,因为它需要的资源不太多,而且接口是标准的,也比较容易实现,这一类的实验会更频繁地、大量地进行。它都是造福全人类的,科学成果应该能被全世界科学家共享。
中国网:期待中国空间站在应用与发展阶段能够更深入、更广阔。感谢宇光为我们带来精彩的解读。
杨宇光:谢谢!
(本期人员:编导/主持:裴希婷;图片:杨佳;摄像:刘凯、王一辰;后期:刘凯;主编:郑海滨)