七天長假最後一天神舟十三號載人飛船提前上崗,本月7日,長征2F遙十三/神舟十三號組合體由垂直總裝廠房成功轉運至載人航天發射塔架。
長征2F遙十三/神舟十三號組合體轉運至載人航天發射塔架
目前,發射場設施裝置狀態良好,後續將按計劃開展發射前的各項功能檢查、聯合測試等工作。
為確保空間站任務期間航天員的絕對安全,天地往返運輸系統建立了“滾動備份執行機制”,即“發射一發,備份一發”,早在長征2F遙十二/神舟十二號組合體轉運時,長征2F遙十三火箭與神舟十三號也已經處於備份狀態。
實際上早在上世紀九十年代載人航天工程立項伊始就已經確立滾動備份執行機制,為此酒泉衛星發射中心建造了大型雙工位垂直總裝廠房。
備份狀態下長征2F火箭以“平頭”形貌站立在鄰側垂直總裝工位,應急發射指令下達後,備份火箭與神舟飛船分別轉運至載人航天發射塔,並在發射塔處進行船箭合體,進而實施發射。
剛剛完成垂直轉運的長征2F遙十三火箭就已經在備份狀態下站立了5個月,長征2F遙十三/神舟十三號組合體完成轉運的同時也意味著神舟十四號載人飛船與長征2F遙十四火箭也已經處於備份狀態。
在公開的一系列轉運組圖中有一張照片就展示了正處於備份狀態下的長征2F遙十四火箭:
話說垂直總裝廠房與載人航天發射塔之間只有一條轉運軌道,那麼位於鄰側的備份火箭是如何實施轉運的呢?
鄰側工位有一套平移轉運軌道,備份火箭搭乘2號活動平臺前出,再以90度夾角方向平移至主轉運軌道,如果執行應急發射則直接向載人航天發射塔轉運,也可以向另一個垂直總裝工位轉移。
長征2F遙十三火箭就是從鄰側工位轉移至另一個工位,這一點也可以從與長征2F遙十二火箭使用的不同的發射平臺細節分析出來。
神舟十三號是天宮空間站工程第二艘載人飛船,它將與天和核心艙第一象限徑向對介面對接,完成對接後將形成由天和一號核心艙、天舟二號貨運飛船、天舟三號貨運飛船、神舟十三號載人飛船共計4個艙段組成的在軌質量高達50噸級的大型組合體。
與神舟十二號相比,神舟十三號在軌時間將由3個月升級至6個月,航天員乘組進駐後將開展機械臂輔助轉位、航天員出艙行走等任務。
天宮空間站建造任務劃分為“關鍵技術驗證”與“在軌建造”兩大階段,各安排6次發射。
關鍵技術驗證階段任務:長征5B遙一火箭驗證飛行、長征5B遙二/天和一號核心艙、長征七號遙三/天舟二號、長征2F遙十二/神舟十二號、長征七號遙四/天舟三號、長征2F遙十三/神舟十三號。
關鍵技術驗證階段
在軌建造階段任務:長征七號遙五/天舟四號、長征2F遙十四/神舟十四號、長征5B遙三/問天號實驗艙、長征5B遙四/夢天號實驗艙、長征七號遙六/天舟五號、長征2F遙十五/神舟十五號。
可以看到,即將執行發射任務的長征2F遙十三/神舟十三號是關鍵技術驗證階段最後一次發射。
作為關鍵技術驗證階段最後一次任務,神舟十三號乘組將對天和核心艙的各項能力盡可能做最全面的測試,比如航天員駐留時間由3個月升級至6個月,考驗的就是完整的長期在軌駐留能力,此後各批次神舟飛船乘組駐留時間都將是6個月。
大家都知道天和一號是天宮空間站的核心艙,但它還有一個試驗屬性,其當前全稱是“天和一號試驗核心艙”,待神舟十三號乘組完成在軌任務返回地球后,地面將對天和核心艙進行關鍵技術驗證評估,評估合格通過後再直接在軌轉正為“天和一號核心艙”,如果評估不能透過,則根據其表現出的各項問題進行針對性改進,爾後再發射“備份核心艙”。
正在垂直總裝廠房備份的長征2F遙十四火箭除了肩負應急救援發射任務,同時也是在軌建造階段的首次載人飛船任務,該飛船的各項任務可以說是非常艱鉅,就工作量而言應當是最大的,因為在此期間將有兩個22噸級大型實驗艙對接。
兩個大型實驗艙對接不僅是天宮空間站在軌建造階段的重頭戲,同時也是此一階段的主要任務,這並不是一件簡單的事情。
由於實驗艙對接目標位置位於核心艙非軸向方向的兩個側向停泊口,如果直接側向對接,撞擊慣量將對空間站組合體姿態產生難以控制的擾動,因此兩個實驗艙需要先後分別與核心艙前向對介面對接,再轉位至側向停泊口。
實驗艙轉位如果無法順利實施,那麼天宮空間站的在軌建造與後續運營工作將難以為繼。關鍵技術驗證階段如果某項工作出現問題,還有備份核心艙託底,但如果在軌建造階段的實驗艙轉位工作出現問題,重頭再來的成本將極為高昂,因此可以說這項任務決定著空間站的成敗。
為了確保實驗艙轉位工作順利推進,工程總體為此準備了兩套互為備份的轉位方案。方案一是透過實驗艙自備的轉位機械臂與節點艙基座對接進行轉位,此方案的優勢是簡單可靠;方案二是透過天和核心艙配置的大型七自由度空間機械臂捕獲實驗艙直接進行轉位,此方案的優勢是動作簡單,但對機械臂的位姿精度要求較高。
神舟十三號乘組進駐天和一號之後的一項重要任務就是七自由度空間機械臂捕獲天舟二號貨運飛船進行轉位試驗,為明年神舟十四號任務期間的實驗艙轉位工作打前站。
“載人航天,人命關天。”,載人航天工程自立項伊始就始終秉持著這一初心,這不僅是以人為本理念的體現,同時也是持續發展載人航天事業的必由之路,為此我們為載人航天工程三步走的最後一步設計了完備的安全保障措施,各次任務環環相扣,任何一個環節出現問題都有替代或備份方案。