神十一为何只有两名航天员?为延长在轨停留时间

头条推送科普中国头条创作与推送项目头条创作与推送2016-10-13 15:31
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天宫二号已经在今年9月15日成功发射,作为中国打造的空间实验室项目重要一环,天宫二号将成为中国第一次真正意义上的空间实验室。在2011年发射的天宫一号(微博)定位是目标飞行器,主要用于完成与神舟系列飞船的对接,同时也是一个实验性质的空间实验室。中国航天经过5年左右的准备,已经成功将天宫一号升级,研制出天宫二号,开展真正意义上的空间实验。天宫二号的运行模式继承了天宫一号的发射后对接的思路,先发射空间实验室,然后再发射载人飞船,在轨道上完成对接。与天宫二号任务配套的神舟十一号飞船,但与天宫一号任务期间对接的神舟九号和十号飞船有所不同。

神十一为何只有两名航天员?为延长在轨停留时间

空间任务所有变化

神舟十一号飞船的空间任务与前面天宫一号时期发射的神舟九号和十号飞船不同,神舟九号任务突出的是尝试性交会对接,因此飞船首次增加了对接设备、轨道舱前舱门,中国航天首次尝试手控交会对接。神舟十号任务的定位是进一步考核交会对接,验证神舟载人飞船与天宫飞行器这套组合的功能。在空间实验方面,神舟十号任务期间就已经着手进行了轨道修复、空间科学实验等附加项目。到了神舟十一号任务期间,经过九号和十号飞船的技术积累,中国航天基本掌握了空间交会对接技术。因此十一号飞船的空间任务开始向支持天宫二号运营、科学实验方向转变,更多地开展地球观测、空间技术应用以及试验。

可以推测,在神州十二号以及以后的任务中,中国航天将逐渐熟练空间交会对接,开始常态化运行,同时建立空间站。毕竟空间交会对接本来就是基础性的技术,每次飞船发射任务并非都要去验证其可行性,一旦技术成熟后,交会对接就要为建设空间站服务。

航天员数量减少

神舟十一号飞船算是神舟系列飞船的最先进版本,中国航天经过前面十艘飞船的技术积累,如今的第十一艘飞船在安全性和可靠性方面都已经做得很好,航天员的支持能力也更强。但是神舟十一号却只有两名航天员,原因在于十一号飞船将在轨道上逗留更长的时间。为了让在轨停留时间延长,只能削减一名航天员,毕竟天宫二号和神舟十一的支持能力是个固定值,宇航员数量增加后支持天数就相对应减少。本次十一号任务期间,中国航天将进行更多在轨科学实验,从神舟十号的15天在轨飞行增加到30天,这是一个新的突破。

航天员在轨停留时间越长,对天宫二号、神舟飞船都是一个新的考验,比如飞船一些部件工作时间肯定要延长,可靠性方面要更强。对航天员而言,15天延长到30天后对身体影响也是显而易见的,在航天医学研究方面也是一个重大课题。1994年俄罗斯和平号空间站时期就创造了430多天的在轨停留时间,国际空间站任务期间,俄罗斯人谢尔盖-克里卡廖夫累计太空停留时间达到803天。因此本次神舟十一号飞船减少航天员数量,延长在轨停留时间可以进行更长时间的科学实验。

为空间站建设奠定基础

神舟十号任务已经充分证明了长二F运载火箭与神舟飞船这个组合的可靠性,这是空间站建设的前提条件之一,即需要有足够可靠的载人飞船。第二个要点就是要有足够成熟的交会对接技术,神舟十一号任务也将进一步掌握对接技巧。解决这两大关键环节之后,空间站的建设就可以开始加速。因为载人飞船的核心要义是将人安全送上轨道,再安全送回来,因此载人飞船系统和交会对接至关重要。神舟十一号任务成功后,说明中国航天已经吃透了这两大分系统,一旦天舟一号货运飞船也进入常态化运营,那么中国空间站的建设、人员与物资运转体系也基本健全。(资料来源:《知识就是力量》杂志社)

专家:罗辑,航空航天科普作者

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