建造空間站、建成國家太空實驗室,是實現我國載人航天工程“三步走”戰略的重要目標,是建設科技強國、航天強國的重要引領性工程。此次任務是我國載人航天工程立項實施以來的第19次飛行任務,也是空間站建造階段的首次載人飛行任務。

神舟十二號成功發射 自力更生追求航天夢 中國人首次進入自己的空間站

中央紀委國家監委網站 柴雅欣

 

  圖為6月17日在北京航天飛行控制中心拍攝的進駐天和核心艙的航天員向全國人民敬禮致意的畫面。新華社記者 金立旺 攝

  6月17日,神舟十二號載人飛船在酒泉衛星發射中心成功發射,與天和核心艙完成自主快速交會對接,聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員順利“入住”天和核心艙。這是中國人首次進入自己的空間站。

  建造空間站、建成國家太空實驗室,是實現我國載人航天工程“三步走”戰略的重要目標,是建設科技強國、航天強國的重要引領性工程。此次任務是我國載人航天工程立項實施以來的第19次飛行任務,也是空間站建造階段的首次載人飛行任務。

  出征、發射、入軌、對接、入艙,環環相扣,牽動人心——

  9點22分,搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭在酒泉衛星發射中心準時點火發射。約573秒后,飛船與火箭成功分離,飛船進入預定軌道,發射取得圓滿成功。

  15點54分,神舟十二號載人飛船采用自主快速交會對接模式,成功對接于天和核心艙前向端口,與此前已對接的天舟二號貨運飛船一起構成三艙(船)組合體,整個交會對接過程歷時約6.5小時。這是天和核心艙發射入軌后,首次與載人飛船進行的交會對接。

  交會對接后,航天員乘組從飛船返回艙進入軌道艙。按程序完成各項準備后,先后開啟節點艙艙門、核心艙艙門。18點48分,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進入天和核心艙。

  至此,“入住手續”辦理完畢,3名航天員開始在軌駐留,開展機械臂操作、出艙活動等工作,驗證航天員長期在軌駐留、再生生保等一系列關鍵技術。駐留約3個月后,他們將搭乘神舟十二號載人飛船返回艙,返回東風著陸場。

  戚發軔院士是航天科技集團五院神舟飛船首任總設計師,這次,他作為“普通人”來到發射現場,興奮之情溢于言表?!耙郧笆窃趰徫簧?,現在以普通人的身份在廣場上看發射、點火、起飛、騰空,心情非常激動,非常難得的一次!”

  戚發軔說,“去年航天日的時候,我們參加東方紅一號的那幾個老同志給習近平總書記寫了一封信,習近平總書記有過回信,信里有一句話,不管條件如何變化,自力更生、艱苦奮斗的志氣不能丟。這是中國航天人應該堅守的信念?!?/p>

  “自力更生”是信念,更是神舟飛天、中國載人航天事業實現跨越發展的信心和底氣。航天科技集團五院神舟十二號載人飛船項目產品保證經理鄭偉告訴記者,神舟十二號載人飛船進行了多項國產化芯片應用改進,元器件和原材料全面實現自主可控,飛船使用的控制計算機、數據管理計算機完全使用國產CPU芯片。

  “隨著我國北斗系統全球組網完成,北斗導航終端也引入了飛船設計中,導航計算、返回搜救落點報告等都采用了北斗系統定位數據?!编崅フf。

  習近平總書記指出,探索浩瀚宇宙,發展航天事業,建設航天強國,是我們不懈追求的航天夢。邁入空間站時代,航天人牢記囑托,發揚“兩彈一星”精神和載人航天精神,自力更生,自主創新,先后完成長征五號B運載火箭首飛、天和核心艙發射、天舟二號貨運飛船與天和核心艙自主快速交會對接等重大任務,中國空間站建造計劃穩步推進。

  “我們研制隊伍,還要按照習近平總書記的要求,面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,把握研制發展的主動權,加快關鍵技術的發展?!焙教炜萍技瘓F有限公司一院長征二號F運載火箭系統總指揮荊木春說。

  星空浩瀚無比,探索永無止境。按照空間站建造任務規劃,我國在今明兩年還將實施8次飛行任務,2022年完成空間站在軌建造,建成國家太空實驗室。中國空間站的建成和運營,將成為我國建設創新型國家的一個重要標志。

  “今年是中國共產黨成立100周年,在此時我們成功實施空間站首次載人飛行任務意義重大?!敝袊d人航天工程辦公室主任郝淳表示,空間站建設的后續工作依然十分艱巨繁重,廣大航天人仍需繼續攻堅克難,為建設航天強國、科技強國做出新貢獻。

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專訪

中央紀委國家監委網站 王小寧

神舟十二號載人飛船發射圓滿成功。新華社記者 李剛 攝

  6月17日9時22分,神舟十二號飛船搭載著三位航天員升空進入預定軌道。三位航天員將在空間站駐留3個月時間,開展多項太空任務,其中身穿全新一代“飛天”艙外航天服執行出艙活動將是標志性任務之一。艙外航天服與艙內航天服有何不同?與之前的艙外航天服相對比,全新一代“飛天”艙外航天服在設計中又增添了哪些元素?承擔全新一代“飛天”艙外航天服工業設計的,是湖南大學設計藝術學院助理教授羅建平領銜的智能裝備科研團隊。讓我們一起來聽他們揭秘全新一代“飛天”艙外航天服。

  艙外航天服技術是一個國家載人航天實力的重要體現

  從應用類型來分,航天服主要分為艙內航天服和艙外航天服兩種類型。艙內航天服主要用于載人飛船發射和返回過程中保護航天員,在航天器出現失壓等狀態的時候,自動充氧充壓,保障航天員的生命安全。艙外航天服(以下簡稱艙外服)是出艙活動的關鍵裝備、濃縮的載人航天器,是出艙活動中保障航天員工作能力和生命安全的太空個體防護裝備。目前國際上能完全獨立掌握艙外航天服設計和研制技術的國家只有中國、美國、俄羅斯三國。

  出艙活動(Extra Vehicular Activity,簡稱EVA)是載人航天的關鍵技術,其主要任務和作用包括軌道航天器(如軌道空間站)的建造、維護維修;航天器(如衛星等)的在軌釋放、捕獲和維修;空間站任務應急故障處置等。艙外服主體部分主要由服裝軀干、航天頭盔、壓力手套和航天靴四個部分組成。艙外服從服裝結構和材料上來分類,可以分為軟殼式、硬殼式和軟硬結合式的艙外服,其中軟硬結合式的艙外服是目前國際上應用廣泛而成熟的類型;從艙外活動的任務來分類,艙外服可以分為空間站艙外服和地外星球表面(月面)艙外服。

左圖為中國航天員穿艙外服執行出艙任務,右圖為阿波羅(Apollo 14)月球出艙任務

全新一代“飛天”艙外航天服(水下訓練版)(圖片來源:中國軍視網)

  湖南大學設計藝術學院助理教授羅建平領銜的智能裝備科研團隊承擔了全新一代“飛天”艙外航天服的工業設計任務。設計團隊主持了艙外服的外觀設計、人—服交互系統設計等工作,并全程參與完成了航天服研制與測試過程。在航天服的研制過程中,設計團隊引入工業設計理念,同時將航天科技美學、人性化等要素融入其中,是對中國航天服技術的先進性和人類航天夢想的綜合詮釋。

  全新一代“飛天”艙外航天服更具人性化、可靠性、科技感

全新一代“飛天”艙外航天服 (圖片來源:中國航天報微博)

  “飛天”艙外服總共有6層,具備防輻射、溫度調節和壓力調節等功能,還有完備的生命保障系統。保護航天員在艙外活動時的生命安全以及保障航天員在太空環境中的工作效率是艙外服兩個最主要的功能。

  微重力、高真空、強宇宙射線輻射、高頻率的明暗周期變化(溫度變化、光照變化)等艙外作業環境特點會對航天員產生直接影響。根據NASA的官方研究數據,微重力環境下航天員的骨骼肌肉和心肺系統等生理系統的功能幅度比地面降低10%甚至更多。此外,太空環境影響人效能的關鍵部分——視覺、前庭、聽覺、觸覺、本體(感知身體運動或位置),容易導致空間失定向、動眼神經功能改變和主動視覺退化、手動控制以及平衡和運動障礙。

  穿著艙外服、在肢體運動受限的狀態下,航天員需要高負荷、高強度、長時間完成出艙作業任務,單次出艙活動時間一般在6-8小時,遇到的困難和挑戰可想而知。由于艙外服采用多層織物結構,關節處采用鉸鏈、軸承等剛性結構連接,且內部充有氣體制造壓力,這些因素導致對航天員肢體運動的限制,使得航天員在穿上艙外服時,肢體關節的自由度和運動范圍受限。尤其是在戴手套加壓的條件下作業,手指觸覺的敏感度和手指靈活度明顯下降。

  如何解決這些問題呢?從2013年開始,設計團隊就以人-服裝-環境系統為研究對象,將心理學、人體測量學、人因工效學等有關學科的知識應用于艙外服設計中,使之與人的生理和心理特點相適應,以提高整個系統的效能,維持和增進航天員的安全、健康和工作的舒適感。

  “為了使航天服在太空環境下體現出更高的可靠性和人性化特征,在現有工程技術基礎上,我們在設計過程中充分考慮了航天服前面部分電控臺、氣液控制臺等操作界面的人因工效學設計,使航天服的操作動作和信息識別更加迅速、準確?!绷_建平介紹。

  人性化,可靠性,更加具有科技感、同時具有中國的審美識別性,這三個設計理念在全新一代“飛天”艙外服設計中體現得淋漓盡致。伴隨著神舟十二號飛船順利升空,我們將在探索太空的道路上越走越遠,開拓創新、飛天逐夢的每一步也將會越走越堅實。

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