航天科普專家 錢航

北京時(shí)間2022年11月29日23時(shí)08分，搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射。約10分鐘后，神舟十五號飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。

長征二號 F 運(yùn)載火箭是中國第一型載人火箭，全程參與了中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的每一步，是我國現(xiàn)役唯一具有故障檢測系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)的火箭，肩負(fù)著保障航天員安全進(jìn)入太空的特殊使命和責(zé)任。素有“神箭”美譽(yù)。自1999 年首飛迄今，已成功發(fā)射 15 艘神舟飛船和 2 個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室，成功率 100%。

(資料圖)

而神舟飛船則是我國自行研制的用于天地往返運(yùn)輸人員和物資的載人航天器。飛船由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙組成。軌道艙是航天員生活和工作的地方。返回艙是飛船的指揮控制中心，航天員乘坐其上天和返回地面。推進(jìn)艙也稱動(dòng)力艙，為飛船在軌飛行和返回地面提供能源和動(dòng)力。迄今為止共研制了15艘，其中第一、二、三、四號為無人試驗(yàn)飛船，神舟五號及后續(xù)型號為載人飛船。

發(fā)射當(dāng)天，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心氣溫約零下19攝氏度，這是空間站在軌建造階段以來，發(fā)射溫度最低的一次。那么火箭有哪些御寒裝備呢？ “長五”火箭使用的是液氫液氧低溫推進(jìn)劑，是名副其實(shí)的“冰箭”。與它不同，長二F火箭是常溫火箭，面對酒泉發(fā)射中心的低溫天氣，當(dāng)然會感到“冷”。寒冷的冬季會增加火箭飛行難度，火箭液體發(fā)動(dòng)機(jī)、逃逸固體發(fā)動(dòng)機(jī)等部位會感到“冷”，這樣會造成某些部件失效，嚴(yán)重時(shí)會影響飛行安全。

研制人員在設(shè)計(jì)初期，就為整個(gè)箭體調(diào)整到零下35攝氏度的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)低溫天氣依舊能飛。遇上普通寒冷天氣，火箭通常會在箭體外穿上一層“保溫層”，即在火箭的整流罩、儀器艙和發(fā)動(dòng)機(jī)艙處粘上白色的阻燃型聚乙烯泡沫塑料，阻擋冷風(fēng)侵襲。這次發(fā)射，連火箭尾段也加上了“保溫層”，“腿腳”保護(hù)得暖暖的。

除了火箭本身“穿”得厚，火箭“住”的房子還是“空調(diào)房”，廠房塔架上有多條空調(diào)管路，持續(xù)向整流罩送風(fēng)，火箭的尾段也能通過艙口享受24小時(shí)不間斷的空調(diào)暖風(fēng)。哪怕外界白雪皚皚，冷如冰窖，整流罩和發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)依然能保持適宜的溫濕度環(huán)境。

此外，研制人員還貼心地推遲了發(fā)射塔第一組和第四組回轉(zhuǎn)平臺打開時(shí)間，減少了火箭暴露在外的時(shí)間。

神舟十五號、神舟十四號兩個(gè)乘組6名航天員將在太空“會師”，“面對面”進(jìn)行在軌交接，堪稱本次任務(wù)的首要看點(diǎn)。在軌交接將是未來中國空間站運(yùn)營期間主要的任務(wù)交接模式，相較地面交接更加高效可靠。 此次任務(wù)是中國空間站建造階段的最后一棒，也是空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的第一棒，具有承前啟后的重要作用。

而在軌交接后，中國空間站將進(jìn)入長期有人駐留模式。神舟十五號乘組作為空間站完成在軌建造后到訪的首個(gè)乘組，將開展空間站三艙狀態(tài)長期駐留驗(yàn)證工作，對航天器運(yùn)行維護(hù)的管理工作量會大幅增加。除日常維護(hù)照料空間站外，航天員將完成15個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜解鎖、安裝與測試，開展涵蓋空間科學(xué)研究與應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)、航天技術(shù)等領(lǐng)域的40余項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。在軌期間，計(jì)劃實(shí)施3-4次出艙活動(dòng)，并將首次使用夢天實(shí)驗(yàn)艙的貨物氣閘艙轉(zhuǎn)移物品，航天員的艙外活動(dòng)范圍也更為廣泛，將給他們帶來更大的挑戰(zhàn)。

那載人火箭有哪些任務(wù)呢？自執(zhí)行長二 F 遙十二火箭任務(wù)起，長二F火箭研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)入“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”及“滾動(dòng)備份”的發(fā)射模式，為航天員的生命安全加上“雙保險(xiǎn)”。以往，長二 F 火箭發(fā)射神舟載人飛船前航天員乘組均已安全返回地面，但本次任務(wù)中神舟十四號與神舟十五號兩個(gè)航天員乘組要進(jìn)行在軌交班，這意味著長二 F 遙十五火箭在準(zhǔn)備發(fā)射神舟十五號的同時(shí)，還承擔(dān)著對神舟十四號航天員乘組的應(yīng)急救援任務(wù)，救援任務(wù)直到發(fā)射前才能解除。

后續(xù)工程將轉(zhuǎn)入為期10 年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段，長二 F 火箭還將繼續(xù)以每年 2 發(fā)的高頻率執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，在我國空間站運(yùn)營過程中擔(dān)綱重任。

星空浩瀚無比，探索永無止境。中國空間站全面建成，這將是中國航天事業(yè)的又一個(gè)重要里程碑，將為人類和平利用太空作出開拓性貢獻(xiàn)。

本文為科普中國·星空計(jì)劃扶持作品

團(tuán)隊(duì)/作者名稱：錢航

審核：劉勇

出品：中國科協(xié)科普部

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