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神十五飞天有哪些看点?专访西工大载人航天工业设计专家苟秉宸

来源:华商网-华商报 时间:2022-11-29 16:30:01 编辑:方正 作者:马虎振 版权声明

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这次神十五飞天任务有何看点?11月28日,华商报记者采访了西北工业大学载人航天工业设计专家苟秉宸教授。

  这将是中国航天员第一次太空会师 标志着从在轨建造将转向空间应用 

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  神十五飞天这次任务和以往相比有何不同?苟秉宸教授说,神十五飞天任务意义重大。从发射到对接,任务本身没有什么特别之处,就是执行安全运送三名航天员到空间站的任务,因为神舟飞船已经是一个非常成熟的天地往返航天器了。随着空间站三大舱T字构型的对接完成,神十四基本已经达成了“建宫大业”。神十五的意义是承上启下,一是中国航天员第一次太空会师,二是检验我们的空间站能否承载六位航天员同时工作和生活。这是非常重要的测试,如果走通了,后续就可以迎接我们自己的载荷工程师和国际航天员了。这也标志着空间站从在轨建造正式转向运营应用阶段了。建空间站的主要目的还是为了科学应用,所以神十五是一个非常重要的转折点。

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  △11月21日,神舟十五号载人飞船与长征二号F遥十五运载火箭组合体已转运至发射区

  邓清明和张陆执行神十五任务,意味着现役航天员全都飞天梦圆

  苟秉宸教授说,神十五乘组很特别,这次邓清明和张陆执行完任务后,中国现役的两批航天员就全部圆梦了。尤其是全国人民都很关注邓清明,他是一位非常让人感动的航天员。他坚持不懈、辛苦追梦24年,多达四次进入到任务备份,就是说四次有机会飞天,但四次都失之交臂。这次一旦错过神十五,他就彻底失去圆梦太空的机会了。神十五乘组名单今天一公布,在广大网友中就引起了轰动,大家已经呼吁了好多年,从神十一呼吁到神十五,希望第一批航天员里唯一没有执飞过的邓清明能有机会。有一种航天精神叫“邓清明”,他的感人故事和奋斗历程也是这次任务的一个精彩看点。

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  实际上,航天员乘组的遴选非常严格,这次邓清明也不是铁定能上,从神十二开始执行空间站任务以来,都是“两老带一新”,这次则是打破常规,变成了“一老带两新”:指令长费俊龙是2005年执行过神六任务,邓清明和张陆都是新人,两位备受关注的航天员都可以梦圆神十五了。“两老带一新”出于安全可靠的考虑,有经验的航天员更善于处理突发状况。神十五航天员的新组合也说明了我们技术上也越来越成熟,中国航天更加自信。

  张陆与王亚平、刘洋和陈冬同属第二批航天员,也是这一批的最后一位待飞航天员。所以邓清明和张陆成功执飞,就等于现役航天员将全部执行过飞天任务。以后的任务就直指第三批航天员了,第三批航天员将出现航天驾驶员、航天飞行工程师和载荷专家,未来还会有港澳航天员。如果邓清明失掉这次机会,不仅仅是他的遗憾,也是全国人民的遗憾,我们终于等到了一个圆满的结果。

  神舟之后新一代飞船是7人乘组,还将承担载人登月任务

  苟秉宸教授说,10月份梦天舱的发射是中国空间站主体舱段的收官之战。但作为整个空间站一期建造工程,包括天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船的成功发射和顺利执行完在轨任务,才真正算是画上了圆满的句号。

  空间站接下来的首要任务就是在轨运营。这就不是实验性质的了,而是要出成果了。会有新的实验设备通过货运飞船发射升空,完善我们的太空实验体系。神十五任务还有一些新的关键技术要进行测试,比如在轨释放小卫星,还有利用货物气闸舱去实现舱外挂载实验等。

  未来我国还将开展空间站二期建设工程,这个就与和国际合作密切相关了。

  这次神十五和神十四航天员将实现中国空间站第一次太空会师,第一次天空交接任务,大约一周的时间内将有六位航天员同时在空间站里工作和生活。这其实也是给空间站未来的运营做铺垫测试,未来空间站里的在轨航天员不一定是满员六个,但肯定会大于三。中国新一代载人飞船是两用的,一是给空间站送航天员,二是要执行未来载人登月任务,新飞船可以容纳7名航天员乘组。“所以这次神十五的发射让人还挺留恋的,因为我们曾参与过神舟飞船的设计,神舟飞船也是且看且珍惜,新一代的载人飞船未来将会替代它。新飞船目前还没有明确的首飞时间,但不会等太久,目前它的名称还没有确定。”

  未来八年中国将实现载人登月,登月火箭论证方案已成熟

  苟秉宸教授介绍,党的二十大召开之后已明确官宣中国2030年要实现载人登月,同时还将建设月球科研站。

  11月24日,国家航天局公布了我国探月工程四期、深空探测任务后续规划。探月工程四期嫦娥六号任务计划于2025年前后实施,拟在月球背面采样返回;嫦娥七号任务拟于2026年前后发射,计划开展月球南极的环境与资源勘查,并为国际月球科研站建设奠定基础;嫦娥八号计划将在2028年前后实施发射,届时,嫦娥八号和嫦娥七号将组成我国月球南极的科研站基本型。此外,火星采样返回任务计划在未来10年到15年实施。

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△嫦娥三号探测器着陆月球

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△嫦娥五号携月壤从月球起飞

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△嫦娥五号返回器成功返回

  “月球科研站其实就是月球基地的前序工作。新的嫦娥探月任务将统一规划,把留在月球上的舱体组合起来,形成一个小型的月球科研站,我们的航天员就可以在月球上实现长期驻留。这是美国人在半个世纪前登月时没有考虑过的方案,这也是咱们中国人的文化特点——物尽其用。经过迭代优化,未来我们将拥有正式的月球基地。中国载人航天工程将进入一个全新的发展阶段,中国人星辰大海的大幕已经拉开,非常值得期待。”

  神十五之后,载人登月任务将进入我们的视野,“载人航天工程”和“探月工程”两个不同部门领导的航天工程将要“会师”了。中国航天的未来会非常精彩,我们都能看到,这个时间也不会等太久。“现在我们的登月火箭——长征五号DY的论证方案已经相对成熟了,登月飞船的方案现在也差不多了,登月服原型也基本成型了,就等着国家正式立项。”

  “未来八年,我们就能看到中国人登上月球。为什么这么快?因为我们国家有预研的制度。你现在看到了我们要干这个航天任务,实际上,在此之前我们已经花了很多时间去做预先研究和方案论证,把所有的关键技术该攻克的都攻克了,只不过是没有正式立项,一旦立项,执行效率会非常高。当年空间站也是这样,我们参加空间站任务的时候是在2007年,空间站正式立项则是在2010年。中间这三年时间就是在做各项方案的论证,紧锣密鼓的做论证,做预研,把所有的关键技术都走通,确定方案。一旦国家立项,就不是还在想怎么做的问题,而是直接就去落地执行了。”

  我国空间站更整洁,得益于总体优先思想、模块化设计和轻量化设计

  和西北工业大学相关的都有哪些?国际空间站内部管线很多非常复杂,中国空间站内部却很整洁,这是怎么做到的?

  苟秉宸教授说:“和我们工业设计团队相关的主要是神舟飞船、天宫实验室、空间站的核心舱和梦天舱的舱内环境和舱载设备,当年我们都参与过工业设计和人机工效的工作。”

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  空间站舱内环境怎样设计、怎样布局,呈现什么样的人机交互界面,这和总体有关,总体又跟工业设计直接有关。具体哪个区域的机柜里放什么实验,这是应用系统的事。总体优先是从钱学森钱老半个世纪前就奠定下来的一个基础规范,所有工作都要服从总体工作。个体最优不一定是系统最优,钱老讲究的是系统最优,总体的优先级是最高的。空间站的研制工作涉及部门太多,全国有上千家协作单位、几十万人在做这个工作,最终必须都服务于工程总体。

  国际空间站的优势是十六个国家一起搞,但缺点和短板也在这儿,整合难度大,甚至还在相互防备,担心本国的技术会不会泄露。而中国空间站是中国自己说了算,由工程总体和总设计师在把关。国际空间站参与国家都有自己相对独立的舱体,除了核心舱体是模块化对接外,大多是挂在桁架上面做太空实验。虽然看起来很大,实际上很多资源都浪费到接口上面了,空间利用率也不高。国际空间站也没有严格意义上的核心舱,很多本该整合的功能是分散开的。他们不是不想协调,而是因为国家太多了,难以协调,花了十二年才建成。

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  中国空间站在设计理念和方法上,一是模块化设计,二是轻量化设计。“中国空间站和国际空间站相比晚了一个时代,我们理应做得更好。很多设备以前做不小,缺乏统一规划,不飞线就解决不了问题。现在尖端芯片我们还被人卡脖子,但十几纳米的芯片我们也是有设计和生产的能力的,用在航天上没有任何问题。所以设备首先可以做得小了,原来可能需要很大的一个柜子,现在手机大小的一个控制器就搞定了。时代变了,技术条件发生了很大的变化。载人航天我们比美国和俄罗斯起步晚,但我们有后发优势,更重要的是赶上了信息化时代。所以我们东西做得更小,性能却更强,空间站可以做得很整洁。”

  航天跟老百姓有啥关系?手机导航、尿不湿、微波炉、二维码、ICU等都来自航天技术

  航天工程跟一般老百姓有啥关系?苟秉宸教授说,在所有重大科技工程里,航天是唯一能让人仰望星空展望未来的高精尖领域。如果没有航天工程就不会有卫星,今天手机导航如此便捷,背后起支撑作用的就是导航卫星。原来一说GPS总觉得是美国的,实际上今天中国人的导航信息大多是来自我们中国自己的北斗卫星。家里有小宝宝的,离不开尿不湿,尿不湿就是当年载人航天技术转化到民用的典型。航天器里是不能见明火的,航天员要给食物要加热怎么办?微波炉也是来自航天技术,转为民用后为我们的日常生活中带来很大便利。二维码、气垫鞋、果珍、甚至ICU也是来自于航天技术的转化。如果没有航天,我们怎么可能如此这么便利的通讯、聊天和娱乐?航天不光是解决问题,还会给你一个全新的想象,航天在创造需求。老百姓觉得现在生活挺好,往往满足于现状,而航天在一直在向前奔跑,探索未知世界,在不断引领人们产生新的想象力和新的解决方案。

  华商报记者 马虎振(苟秉宸教授照片由受访者提供,其他相关照片据人民日报及中国航天科技集团公司微信公号)



来源:华商网-华商报

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