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神舟十三号发射直播(新一代载人飞船的研制)

北京时间2022年6月5日10时36分,神舟十三号载人飞船与空间站天和核心舱成功对接,这是*载人航天工程立项实施以来的第38次飞行任务。
神舟十三号载人飞船入轨后,将按照预定程序,与天和核心舱组合体进行自主快速交会对接。随后,神舟十三号航天员乘组将进入天和核心舱,与此前已在轨运行的神舟十二号航天员乘组实现对调。预计于北京时间2022年6月7日7时33分许发射。
在经过约6个月的太空出差后,神舟十三号将重回地球怀抱。
而这次返回地球的方式,则是在太空中进行手动交会对接。与之前的三次相比,神舟十三号将首次尝试手动交会对接。


一、为什么要研制和发射新一代载人飞船

神舟系列飞船是*载人航天工程的重要组成部分,主要任务是将航天员送到太空并安全返回。神舟飞船经过20多年的发展,已成为*载人航天的一大品牌,其技术和性能已达到世界先进水平。
然而,在我国载人航天工程中,神舟系列飞船依然存在许多不足之处,主要表现在:
一是载人飞行能力还不能满足未来发展需要。神舟系列飞船虽已具备6人连续在轨飞行6个月的能力,但随着空间站建设的不断推进,需要载人飞船具备更高的飞行性能,以满足空间站多任务段飞行任务的需要。
二是产品升级换代周期长、难度大。载人飞船作为我国航天运输工具已研制20多年,已经形成了成熟产品系列。为适应未来载人航天事业的发展需要,必须对已有型号产品进行全面升级和技术改造,研制新一代载人飞船。
三是发射费用昂贵,影响了工程效益。神舟系列飞船研制周期长达6年左右、发射费用超过50亿元人民币,而且仍需不断进行技术改进和完善。只有研制新型载人飞船才能从根本上降低发射费用和发射风险,提高产品可靠性和技术水平,从而实现载人航天工程效益最大化。

二、新一代载人飞船有什么特点

神舟飞船是*人第一个进入太空的航天器。尽管我国先后研制了神舟一号到神舟五号等载人飞船,但这些飞船都属于无人载人飞船,只能发射升空后把航天员带上天去。
在载人航天工程立项实施20多年后,我国于2013年成功发射了第一艘无人空间实验室——天宫一号。在该空间站中,航天员将在轨工作生活约3个月,这是*人首次实施载人交会对接飞行任务。
按照规划,我国将于2022年前后发射空间实验室的升级版——天宫二号,为空间站提供持续稳定的补给支持。而新一代载人飞船则将作为天舟二号货运飞船的备份。新一代载人飞船是一艘货运飞船,与神舟飞船相比,它的功能将更加强大。
新一代载人飞船在外形上与神舟飞船相似,主要有三个特点:一是采用了更大直径的发动机喷管;二是采用了新型火箭推进技术;三是首次实现了在轨自动交会对接。
这三个特点使得新一代载人飞船不但具备了更高的安全性,还可以降低对地面的依赖性。而在更大的直径下,发动机喷管的直径也由原来的1.5米增加到2米多。因此,这次新一代载人飞船发射升空后并不会出现类似神舟十号那样掉进水里的情况,也不需要再进行返回舱减速了。
新一代载人飞船采用了两舱式设计。这样可以在减少结构质量的同时,使其在太空中运行时拥有更高的速度和更长的工作时间。而在交会对接阶段需要消耗大量氧气,这也意味着在返回阶段需要更长时间的减速。
如果采用目前美国使用的两舱式设计,那么它将会大幅降低在轨飞行时间。这对于载人航天工程来说,意味着会面临更大的风险。因此,*选择了三舱式设计,并由神舟飞船进行备份。
三舱式设计不仅可以使载人飞船拥有更大的容积,还可以有效降低轨道高度与速度。由于这个原因,新一代载人飞船使用了一个大直径发动机来进行姿态控制。只有这样才能在太空中调整自己的飞行姿态和轨道高度。

三、新一代载人飞船的研制难点

新一代载人飞船,即新一代中型多用途飞船,在设计上主要突出可靠性、安全性、可维护性和可维护性。考虑到未来载人航天任务的复杂性,研制难度将会非常大。
1、可在轨维护性好。新飞船的结构要采用模块化结构设计,这样就可以方便地进行状态检修和更换,让航天员的生活起居等活动都能在空间站内完成。同时,还需要优化返回舱结构设计,减少返回舱舱门数量,便于航天员的进出和航天员在轨驻留期间的维修。还需要改进推进舱舱门,尽量采用轻量化设计、结构小型化等措施。
2、可扩展性强。新飞船需具备较好的可扩展能力,可以在空间站建造期间,根据任务需求在太空中实现从部分轨道到长期有人驻留状态的转换。这样既可节约成本、减轻重量,还能够减少对空间站正常运行的干扰,降低对空间站系统和人员安全的影响。
3、任务适应性好。新飞船将在轨飞行12到16个月,期间将与空间站进行两到三次交会对接。而航天员在轨驻留期间,则可能会对对接机构进行更换或维修,这些任务都需要新飞船能够快速完成并适应空间站状态。
4、任务安全性高。新飞船还将在轨工作时间长达1年左右、发射入轨后飞行时间长达5到6年。在这些时间段内,由于任务的特殊性和复杂性,必须保证航天员的生命安全和航天器的安全。而这两个方面是新飞船研制过程中最核心最关键的技术难度所在。
5、可靠性要求高。由于飞船在太空飞行时间长、飞行环境复杂多变等因素影响下,发生故障几率非常大。因此必须要具备高可靠性和安全性的设计与制造水平,确保飞船能够在轨稳定运行和航天员的生命安全。
新飞船的结构更加复杂多样、质量更大;而对于任务中可能出现的故障和意外情况,新飞船也要有更强的自检能力和恢复能力,从而保证在故障发生时可以快速恢复至任务要求状态,以保证航天员安全和任务顺利完成。
新飞船要能够在轨运行6-8年甚至更长时间,必须有能力进行回收再利用设计与制造水平的提升等工作以及满足我国空间站建设需求。

四、神舟十三号航天员乘组将在轨驻留多长时间?

航天员进驻空间站后,将根据飞行任务需要,开展持续的在轨驻留。
一般情况下,航天员在轨驻留3个月以上,有的可达半年。从神舟七号到神舟十二号,航天员在轨时间都超过了30天。
空间站任务将全面考核载人天地往返运输系统的功能性能。载人飞船将采用自主快速交会对接的方式与空间站组合体建立首次交会对接关系。由于神舟十二号载人飞船已成功进行过一次自主快速交会对接,具备与空间站组合体进行较大规模交会对接的能力,因此这次只需一次人工辅助的手控交会对接就可完成与天和核心舱的对接。
为验证航天员长期在轨驻留能力,后续任务中还将安排2-3名航天员进驻核心舱,开展长期在轨驻留验证工作。

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