“太空会师”在即 我国载人航天迎来新突破

　央视网消息：据中国载人航天工程办公室消息，11月21日，神舟十五号载人飞船与长征二号F遥15运载火箭组合体转运至发射区，计划近日择机发射。目前，发射场设施设备状态良好。

　21日下午，在酒泉卫星发射中心，已经完成了总装测试等工作的神舟十五号船箭组合体，平稳驶出垂直总装测试厂房，通过垂直转运的方式前往发射塔架。垂直总装、垂直测试、垂直运输，被称为三垂测试发射工艺，可最大限度保证产品测试、发射准备状态与发射状态一致。

　酒泉卫星发射中心测发技术总体专家 谌廷政：转运前，在技术区已经顺利完成了火箭的功能检查和匹配性测试，完成了飞船的综合电测和加注扣罩等工作。目前火箭和飞船状态良好，已经具备转入发射阶段的条件。

　航天科技集团一院长征二号F运载火箭副总设计师 刘烽：火箭转到发射区之后，要进行各系统的功能检查，以及与飞船的接口匹配，后续还要参加整个发射场的全区合练。

　活动发射平台托举着神舟十五号船箭组合体平稳驶过约15公里的无缝转运轨道，安全抵达发射塔架。

　总台记者 李晓旭：执行此次神舟十五号载人飞行任务的船箭组合体，经过15小时的转运已经到达发射区，这就意味着长征二号F遥15运载火箭已经进入最后的发射准备阶段。

　目前，发射场设施设备状态良好，后续将按计划开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作。

　揭秘航天员的"专属座驾"：45项新变化 载人火箭焕然一新

　随着转运完成，神舟十五号载人飞行任务正式进入到了最后的发射准备阶段。作为航天员的专属座驾，长征二号F火箭这一次也进行了全面升级优化。据技术人员介绍，这次遥十五火箭相比上一发遥十四火箭，一共有45项技术状态变化，其中就包括，怎样将航天员更加精准地送入预定轨道。

　航天科技集团一院长征二号F运载火箭副总设计师 刘烽：长二F都是零窗口发射，如果发射过程中有任何问题，有可能会造成窗口的延迟，这样的话就（会）影响入轨的精度。

　长征二号F火箭作为航天员的专属座驾，需要将航天员精准地送入预定轨道，这就需要火箭可以自主应对天气因素产生的影响，从而实现零窗口发射。为了使入轨精度做到最高，科研人员还对火箭的控制系统和遥测系统进行了升级。

　航天科技集团一院长征二号F运载火箭副总设计师 刘烽：我们又增加了（火箭）起飞时间偏差的适应性，采用这个技术之后，可以在它（火箭）的轨道参数里头进行相关的修正，自动补偿起飞过程中的时间偏差，能够确保入轨的精度。另外，对火箭的遥测系统、发射机，还有导航接收机也进行了相关的升级工作，使导航接收机接收卫星的数量更多、精度更高。

　高密度发射 安全性如何再提高？

　长征二号F运载火箭是我国目前唯一执行载人任务的火箭，因此它的高安全性是必不可少的。中国空间站进入建造阶段后，迎来了高密度发射任务，每一次亮相，它的可靠性与安全性都会再次提升。那安全性上具体都有什么提高？

　航天科技集团一院长征二号F运载火箭副总设计师 刘烽：我们在提高遥15火箭可靠性方面进行了26项的技术状态变化和更改，例如耗尽关机变换器，识别出有个别的器件存在单点失效的模式，这回也把相关的器件进行了冗余改进。

　冗余改进简单来说就是相同器件有备份，在一个出现问题的情况下，另一台设备可以无缝衔接，确保火箭正常运行。不仅器件进行了冗余设计，长二F火箭也采用了“发射1发、备份1发”的模式，两发火箭轮流“站岗”，进入值班状态的火箭如果接到应急救援命令，可以随时实施应急救援发射，保障航天员的生命安全。在接下来的工作中，航天人还会对火箭进行各项检查测试，每天监测火箭状态，让火箭可以以最佳状态迎接发射。

　航天科技集团一院长征二号F运载火箭副总设计师 刘烽：火箭转场之后到了发射区，整个火箭还要做一次各系统功能检查，后续还需要与飞船进行接口匹配，参加全系统的发射演练。目前，整个的火箭状态良好。

　一型火箭30载 未来还将有哪些突破？

　长征二号F火箭是1992年我国载人航天工程启动后，专为载人任务而研制的火箭，到今天已经陪伴中国载人航天走过了30年。其实它的研制是参考了一型叫做长征二号E的火箭，这也是当时中国低轨道运载能力最强的火箭。它是怎样从一型普通运载火箭变身为载人火箭？未来还将有哪些突破？

　航天科技集团一院长征二号F运载火箭副总设计师 刘烽：长二F作为载人火箭，最大的特点就是两个系统，一个逃逸系统，一个就是故障检测处理系统。这两个系统都是为了载人火箭而设置的。它主要目的就是为了在待发段和火箭飞行的上升段，检测火箭的故障。这时候如果火箭出现一些灾难性的故障，为了确保航天员的生命安全，用这两个系统来把航天员带离火箭的危险区。 载人（任务）多人多天的任务特点，后续载人飞船肯定重量会更大，也需要载人火箭进一步提高运载能力。第二个就是对于整个飞行的故障容错能力应该进一步提高，我们正在做智慧火箭。第三方面就是可重复使用，对于载人火箭来讲，要在可重复使用方面做出更大的技术创新和进步。

　中国空间站 "三舱三船”构型将形成

　神舟十五号载人飞船发射后，将会对接在天和核心舱节点舱的前向对接口，也就是现在空间站组合体唯一一个空着的对接口。到那时，中国空间站将会形成“三大舱段”+“三艘飞船”的组合体。 两艘神舟飞船同时在轨工作，这将是我国载人航天工程中的首次。而神舟十五号和神舟十四号两个乘组也将实现“太空会师”，共同完成首次航天员乘组的在轨轮换。

　航天科技集团五院载人飞船系统总体主任设计师 高旭：一切正常的话，神舟十五号的乘组将会在太空中与神舟十四号在轨会面，在完成短暂的5—10天的同时轨轮换之后，神舟十四号的乘组搭乘神舟十四号返回地面，神舟十五号乘组继续在轨执行飞行任务。

　两艘神舟飞船同时在轨工作，这也将是我国载人航天工程中的首次，对于神舟飞船研制团队来说也将是一次全新的挑战。

　航天科技集团五院载人飞船系统总体主管设计师 肖雪迪：两艘飞船停靠在空间站，天地通信，还有飞行器之间的通信，对两艘飞船的识别都是一个新的状态，这个确实是有挑战的。我们面对这些挑战，在地面充分地做了仿真测试等验证工作，为新状态也做好了充分的准备。

　针对航天员长期在轨驻留有哪些突破和创新？

　神舟十五号载人飞船发射后，又将有3名航天员进驻中国空间站开启太空生活。从神舟十三号开始，航天员首次在轨驻留时间达到6个月。随着驻留时间越来越长，航天员长期在轨驻留技术也越来越成熟。那么，针对航天员长期在轨生活，我们有哪些突破和创新呢？

　中国载人航天工程办公室总体技术局高级工程师 肖莉：围绕航天员长期在轨，在轨的健康保障、生活保障和工作保障，都相当于在天上建立了一套比较完备的体系。这个体系既包括设备设施，比如健康保障，首先是航天员的身心，在轨的食品的营养，在轨身体健康指数的监测，这些手段都是具备的。同时，我们还有太空厨房、太空诊疗仪，还可以实现天地远程的医疗会诊，包括在轨的锻炼设备。生活物资就更丰富了，包括保障航天员日常的生活用品已经通过几个乘组的迭代，进行了方案的优化。可以说，航天员使用的是越来越方便，越来越舒适。

　2023年我国第三批航天员将执行任务

　未来，还将有更多航天员进入中国空间站，开展更多工作。明年我国第三批航天员将陆续奔赴太空，第四批预备航天员选拔也已经启动，将选拔12—14名预备航天员。来听听此前中国载人航天工程副总设计师杨利伟的介绍。

　按照任务安排，今后每年至少要有两个三人乘组执行任务，杨利伟介绍，现在除了第一批和第二批航天员正在轮换飞行任务外，明年第三批航天员也将陆续奔赴太空。我国第三批航天员2020年10月宣布确定人选，共有17名男航天员和一名女性航天员入选。这18人分别包括7名航天驾驶员、7名航天飞行工程师和4名载荷专家。

　中国载人航天工程副总设计师 杨利伟：航天员训练整个的过程还是很紧张的。争取在两年多的时间里边，能够把航天员应该训练的项目以及学识能够落实好，保质保量让航天员去出征太空。

　为何要建我国自己的空间站？未来如何突破？

　目前，中国空间站已经完成了“T”字基本构型的在轨组装，随着神舟十五号的到来，还将首次迎来两组航天员的在轨轮换。那么，我们为什么要建设自己的空间站以及太空实验室呢？未来，载人航天还将有哪些新的发展方向？

　中国载人航天工程办公室总体技术局高级工程师 肖莉：我们从空间站建设之初的理念就是“建站为应用”，这个应用从广义角度说还是很广泛的，其中最核心的内容是为了科学发展。这也是建设科技强国、航天强国的需要。未来，三仓组合体可以达到25个科学实验机柜的规模，并且都是技术先进、瞄准前沿科学问题的。未来空间站建成之后转入应用阶段，将对外分阶段发布项目征集，已经建立很完备的科学应用规划体系，有实验机柜基础设施的配套、实验项目的遴选和推举机制。未来，通过国家的空间实验室，产生一批有质量的、国际领先的科学发现和科技成果。中国人探索太空的脚步一定会越走越远，目前也在研制新型载人火箭和载人飞船，在可重复使用、低成本、提升性能和能力方面做进一步的研究和研制工作。明后年还将发射巡天光学望远镜，这是一个可以自主飞行的天文届翘首期盼的设备，能观测的场域达到42%左右，性能先进，同时它还可以停靠到空间站上进行模块升级，或者推进剂的补加和维修维护的工作。

火箭模型制作方法如下：

材料准备：胶带、纸卷、瓶子等。

1、把一张纸卷成圆锥形。

2、用布基胶带把纸质圆锥体缠绕一周。这样不仅更结实，而且防水。如果你想要让自己的火箭更有型，可以用彩色胶带。

3、给塑料瓶上色。这是火箭的主体部分。

4、把纸质圆锥体粘在塑料瓶的底部。可以使用胶水或者布基胶带。

5、剪3个或4个三角形。作为火箭的翼，最好把它们剪成直角以支撑火箭。

6、把尾翼固定住火箭的下半部分。把边弯曲一部分这样就能更容易的固定在火箭主体上，然后用胶水或胶带固定。如果尾翼的底部能和火箭主体底部平齐，那么火箭就能站立牢固，这样一个火箭模型就制作完成了。

原始火箭：

中国是古代火药火箭的故乡。由中国古代军事家最早运用火药创制的火箭，方法是将引火物附在弓箭头上，然后射到敌人身上引起焚烧的一种箭矢，或用于过年过节放烟火使用。火箭这个词在公元三世纪的三国时代就已出现。

在公元228年的三国时期，魏国第一次在射出的箭上装上火把，当时蜀国丞相诸葛亮率军进攻陈仓时，魏国守将郝昭就用火箭焚烧了蜀军攻城的云梯，守住了陈仓。火箭一词出现。不过当时的火箭只是在箭头后部绑附浸满油脂的麻布等易燃物，点燃后用弓弩射至敌方，达到纵火目的的兵器。

中国古代火箭有箭头、箭杆、箭羽和火药筒四大部分。火药筒外壳用竹筒或硬纸筒制作，里面填充火药，筒上端封闭，下端开口，筒侧小孔引出导火线。点火后，火药在筒中燃烧，产生大量气体，高速向后喷射，产生向前推力。其实这就是现代火箭的雏形。

推动火箭上升的动力有两个，分别是：1、燃气喷射在地球大气时，地球大气产生的反作用力；2火箭大量抛射物质所产生的反作用力。

老实说燃气的话，太笼统了，严格地讲是错的。

做受力分析就知道了，燃气产生的推力是向下的，喷射在地球表面和大气上时，大气产生一个向上的反作用力，向上的反作用力推举火箭上升。 与这个一样的，抛射物质产生的是对物质向后的作用力，被抛射物质产生向前的反作用力。 在大气层内，大气给的反作用力是主要推力，在飞出大气层之外后抛射物质产生的反作用力是主要推力。

3月9日，我国500吨级液氧煤油发动机2018年可完成工程样机研制，采用了目前世界同类发动机最大推力量级的推力室方案，工程立项后8年内可提供飞行产品。

采访全国人大代表、中国航天科技集团六院院长刘志让时了解到，重型运载火箭是航天强国的重要标志，是未来开展大规模航天活动的基础。长征九号就是一款我国正在论证的新一代重型火箭，其起飞推力为3000吨，近地轨道运载能力至少100吨，地月转移轨道运载能力至少50吨，与美国土星5号运载火箭运力相近，可以满足未来载人登月、火星探测和更远的深空探测需求。

国防科工局权威人士透露，长征九号运载火箭计划在2030年左右实现首飞。推举重型运载火箭的三型新液体火箭发动机为500吨级液氧煤油补燃循环发动机、200吨级液氧液氢补燃循环发动机、25吨级液氧液氢膨胀循环发动机，分别用作重型火箭的一、二、三级。

“航天发展，动力先行。一款发动机的成熟，一般需要15年左右的研制周期，因此需提前规划、行动起来。”刘志让介绍，围绕该型火箭，将开展500吨级液氧煤油发动机、200吨级氢氧发动机等关键技术攻关，一旦成功，将实现低轨运载能力从25吨到100吨级的跨越。

500吨级液氧煤油发动机采用了目前世界同类发动机最大推力量级的推力室方案，发动机比冲性能高、系统配置简单，采用机电一体化控制、分级起动和故障诊断技术，使用维护实现程序化、自动化，维护更加简便实用。

刘志让表示，基于三维数字化研制流程，目前大推力火箭发动机全面开展了关键技术攻关，实现了全三维数字无纸化设计，系统方案和总装布局方案在多轮论证基础上已经确定，发动机主要组件完成了设计。

神舟十四号载人飞船将创多个“首次”

任务期间完成天宫空间站建造 建成国家太空实验室

　□　 法治日报 记者 廉颖婷

　6月6日11时9分，已进驻空间站天和核心舱的神舟十四号载人飞船任务航天员乘组，成功开启天舟四号货物舱舱门。12时19分，陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员顺利进入天舟四号货运飞船。

　6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭(以下简称“长二F遥十四火箭”)在酒泉卫星发射中心发射成功。

　在此次飞行任务中，由中国航天科技集团有限公司五院研制的神舟十四号载人飞船，将创下多个“首次”：

　是中国空间站任务转入建造阶段后的首次载人任务。

　飞船与空间站在轨运行期间，将首次迎来其他航天器——问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十五号载人飞船。

　将在太空迎来神舟十五号载人飞船对接空间站，首次实现两艘载人飞船同时在轨。

　首次实现航天员乘组在轨轮换。

　神舟十四号载人飞船与神舟十五号载人飞船航天员乘组将同时在轨驻留，6名中国航天员齐聚太空。

在轨期间航天员面临诸多挑战

　据中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强介绍，神舟十四号飞行任务是我国空间站建造阶段第一次载人飞行任务，任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造，建成国家太空实验室。

　具体讲，神舟十四号航天员乘组将和地面配合完成两个实验舱与核心舱的交会对接和转位；首次进驻问天实验舱和梦天实验舱，建立载人环境；配合地面开展两舱组合体、三舱组合体、大小机械臂、气闸舱出舱等相关功能的测试工作；首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施2到3次出舱活动；完成问天实验舱和梦天实验舱十余个科学实验机柜解锁、安装；继续开展“天宫课堂”太空授课及其他公益活动。

　除此之外，神舟十四号航天员乘组还将开展在轨健康监测与检查、防护锻炼、在轨训练与演练，以及大量空间站平台巡检测试、设备维护、维修验证、物资管理和站务管理等工作。

　“在轨期间，航天员乘组将面临构型多(其间经历9种组合体构型)，状态新(要操控小机械臂和组合臂、从问天舱气闸舱实施出舱)，任务密(实施5次交会对接、3次分离撤离、2次转位、2到3次出舱，各次任务环环相扣)等挑战，对乘组执行任务能力提出很高要求。”林西强说。

实验舱将开展哪些实(试)验项目

　林西强表示，作为国家太空实验室，中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜，每台实验柜都是一个小型的太空实验室，可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验，整体达到国际先进水平。

　其中，问天实验舱主要面向空间生命科学研究，配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜，能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的生长、发育、遗传、衰老等响应机理研究，以及密闭生态系统的实验研究，并通过可见光、荧光、显微成像等多种在线检测手段，支持分子、细胞、组织、器官等多层次生物实验研究，还能提供001g至2g的变重力模拟，支持开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。

　梦天实验舱主要面向微重力科学研究，配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜，支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。同时，在天宫二号空间冷原子钟的基础上，将建立世界上第一套由氢钟、铷钟、光钟组成的空间冷原子钟组，构成在太空中频率稳定度和准确度最高的时间频率系统，开展引力红移、精细结构常数测量等前沿的科学研究。

　此外，还在舱外安排了材料舱外暴露试验装置和元器件与组件舱外通用试验装置，用于开展舱外实验项目。后续，还将发射与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜研究设施，开展广域巡天观测。

　针对上述舱内科学实验机柜、舱外试验装置和巡天空间望远镜，在空间站建造阶段，共安排了近百项实验研究项目。

航天员专属列车三宗“最”

　作为航天员专属列车，中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)研制的长二F遥十四火箭有三宗“最”。

　“站岗”时间最长。据火箭院长二F火箭总体主任设计师常武权介绍，自执行“神十二”任务起，长二F运载火箭采取“发射1发、备份1发”及“滚动备份”的发射模式。此次发射的长二F遥十四火箭，就是“神十三”任务的应急救援火箭。随着4月16日神舟十三号飞行任务乘组成功返回，长二F遥十四火箭也结束了应急救援值班任务，由应急状态转入正常任务状态，再加上发射准备时间，长二F遥十四火箭站立时长达到近10个月。

　可靠性最高。为进一步提升火箭可靠性，消除薄弱环节，研制人员不断进行技术改进。当火箭的可靠性越来越接近1的时候，小数点后每一个数字的微小变化，实现起来都无比艰辛。火箭院长二F火箭总体副主任设计师秦曈说：“在可靠性已经相当高的情况下，再提升，难度可想而知。”最终，团队将长二F遥十四火箭的可靠性从指标要求的097提升到09894，靠逃逸系统保障的航天员安全性评估值已达099996。

　载荷最珍贵。“其他火箭的载荷再贵重都有价，长二F火箭的载荷是航天员，他们的生命是无价的。”火箭院长二F火箭总设计师容易说。为保障航天员的生命安全，长二F火箭专门设计了逃逸系统，假如火箭突发意外情况，逃逸系统启动，逃逸飞行器像“拔萝卜”一样带着返回舱飞离故障火箭。返回舱与逃逸飞行器分离后，打开降落伞，缓慢降落到地面。“我们按照最高的标准、最严的质量来研制逃逸火箭，它凝结着几代航天人的心血，但是永远不要让这个功能启用是每个航天人的心愿，这就意味着我们的火箭能够永葆成功。”火箭院长二F火箭故检软件设计师钱航说。

确保航天员“通行感觉良好”

　由中国航天科技集团有限公司八院研制的对接机构，为航天员入住空间站搭建了一条安全可靠的“生命通道”。

　飞船与空间站交会对接成功后，从飞船进入空间站，并非像我们走进家门一样简单容易。稳稳停靠空间站后，航天员首先要打开神舟十四号飞船返回舱舱门，来到飞船轨道舱舱门前。此时，轨道舱的前端主动对接机构和核心舱的被动对接机构之间，已经形成了一条直径80公分、长约1米的通道，这就是航天员进入空间站的“门廊”，在这里，航天员可以有足够的空间取出“钥匙”，打开通往核心舱的双重保险门。

　在对接机构研制之初，设计师对标国际先进技术采用了异体同构周边式对接机构。这种对接机构的优点在于对接面直径较大、对接后通道畅通，同时适应性强、承载能力大，可以适应各种吨位的航天器对接，但却存在重量大、构造复杂，许多缆线、组件、管路等都必须安装在对接机构的周边的问题，这给设计和装配工作带来一定挑战。

　为给航天员创造一个进出自如的空间，设计师对安装在对接机构上的产品进行了集成设计，并参照人机工效学等，最终给航天员搭建了一个直径达80公分的圆形通道，相当于正常房间门的宽度。不仅如此，设计师还在地面进行各类模拟实验，其中一项就是按照航天员体型最大包络，请一位身高18米、体重80多公斤的设计师进行现场穿越人机工效评价，确保航天员“通行感觉良好”。