数天前,据国家航天局发布的最新消息,我们期盼已久的“神十八号载人飞船”已经进入发射计划。而对于大家关心的航天员人选问题,目前也已经确定。
除了宇航员的人选问题,还有一个问题也是备受大家关注,那就是在历次发射空间站的任务中,科学家们都需要对空间站进行调整轨道,那么调整轨道又会遇到哪些困难?为什么每次发射空间站都需要重新调整轨道?
作为二零二四年开年的“第一飞”,“神舟十八号”可谓是赚足了航天迷的眼球。因为这不仅是一个关系到现代中国航天事业的重要里程碑,也是我们中华民族在探索宇宙道路上取得的又一优异成绩。
作为中国航天科技集团公司设计的最新一代飞船,“神舟十八”经由中国航天员中心完成最后的总装。
经过紧锣密鼓的准备,其他各项射前准备工作也均已完成。根据官方发布的“载人航天月历”显示,“神舟十八”将在本月下旬完成发射。
本次“神舟十八”的主要任务,是负责我们空间站的一些货物运输以及人员的轮换。和以往所有飞船都不同的是,“神舟十八”将应用上最新的锂电池技术,来解决以前镉镍蓄电池使用寿命短、故障率高等问题。
与此同时,“神舟十八”还完美继承了前代“神舟十七”的多项优秀设计和先进技术,并在此基础上完成了多项升级。
尤其是实现了智能化飞行控制系统的装备,这极大的降低了宇航员的操作难度。为了减少飞船在飞行过程中的外部伤害,工程师们还改善了飞船外部的热防护系统,使其更耐高温、耐紫外线。
因为本次“神舟十八”就是为了运送各种试验品和载人,所以为了实现功能最大化,工程师们着重对其装货能力进行了大幅提升。相较于以往的飞船,“神舟十八”的承载量更大,货品和人员的安全性也得到了更多保障。
“神舟十八”如此先进,但想将它安全的送上天可不是易事。除了对飞船的本体需要投入大量的人力物力进行研发,发射前的各项准备工作对于工程师们也是不小的考验,这其中就当数调整轨道。
那么为什么我们每次发射前都需要重新调整轨道?就不能延续前代飞船的运行轨道吗?答案是:当然不能。想了解这个问题,我们就得先来了解一下调整轨道的目的到底是什么。
首先,为了避免碰撞。众所周知,“飞船”在运行过程中会面临着许多潜在的威胁,而这其中最直接的危险就是与其他天体发生碰撞。
这是因为“飞船”的运行轨道高度一般来说都比较低,而太空中又存在各种小行星、彗星等天体,如果不调整轨道,那么就很容易与这些天体发生碰撞。造成“飞船”外体受损都是小事,严重的话很可能会“船毁人亡”。
况且,太空中的各种小型天体的位置也不是固定不变的。它们在太空中随机飞行,没人可以控制。
也正是为了避免这种“撞船”事件的发生,所以只能在每次发射“飞船”前,工程师提前观测太空各天体的分布,然后重新调整运行轨道,
其次,需要保持轨道高度。“飞船”的轨道高度是有一定要求的,如果不调整轨道,轨道高度会逐渐降低,最终可能会坠入到大气层。因此,为了保持轨道高度,也必须提前调整轨道。
最后,为了提高轨道的精度。因为“飞船”的轨道精度要求非常高,如果不调整轨道,继续延续前代的运行轨道,那么轨道误差就会逐渐积累。从一个小误差,最后演变成一个大误差,最终可能会导致“飞船”无法正常运行。
既然调整轨道这么重要,那么其操作难度大家也可想而知。可以说,调整轨道就是摆在科研团队面前的一道“大题”,也是一道“难题”。如果这道题解不好,那么所有的努力都将付之东流。
既然调整轨道这么重要,那么应该如何进行操作呢?对于解决这个问题,目前国际上的流行做法主要分为三步。
首先,是先对“飞船”推进器进行调整。通过调整推进器的推力,可以改变空间站的轨道速度和轨道倾角,从而实现轨道调整。
其次,就是通过引力来进行辅助调整。顾名思义,引力辅助就是指利用周围天体自身的引力来调整“飞船”的轨道。
就比如,当“飞船”靠近地球时,地球的引力会对空间站产生一个拉力,这个拉力可以帮助空间站调整轨道,使其更加接近预定的轨道。
通过运用引力来辅助,可以很大程度上节省推进器的能量消耗,而且也可以提高“飞船”运行的精度和稳定性。
最后,就是通过“飞船”的太阳帆来进行调整。太阳帆是一种利用太阳光压来推动“飞船”前进的装置。
工程师们通过调整太阳帆的方向和面积,可以改变空间站的轨道速度和轨道倾角,从而来实现轨道调整。通过对太阳帆的调整也可以做到节省推进器的能量,同时可以提高“飞船”的速度和机动性。
可能大家从字面上看起来感觉调整轨道比较简单,没有想象的那么复杂。但在实际的操作中,稍有不慎就看满盘皆输。对于工程师们来说,主要有三个难度。
难度一:精度要求高。因为调整轨道需要工程师们严格控制推进器的推力大小和方向,以及各项调整参数,从而确保“飞船”的轨道高度、速度和倾角均符合预定的要求。
这对工程师们的操作要求非常大,每前进一步都需要进行大量精细的计算和演算,难度可想而知。
难度二:实际操作难。从理论上来看,大家可能感觉没有那么难。但实际上“飞船”在太空中的运行速度非常快,稍微迟疑一下就可能错过预定轨道。
而且,在飞行过程中可能还要受到类似太阳风这种外界因素的影响。要知道,这些突发问题是很难被提前预知的。如果遭遇到这些外界因素,很可能会导致“飞船”的轨道发生变化,也就进一步增加了轨道调整的难度。
难度三:调整风险高。工程师们调整轨道需要对“飞船”的姿态进行控制,如果稍有失误,就很可能会导致机体失去平衡,从而导致失去控制。
在调整轨道的过程中,工程师们还需要对“飞船”的推进器进行操作,如果在调整推进器时,产生一丝微小的振动和噪声,那么就会对“飞船”内部的设备和航天员们的健康造成影响。
这三个难度都极其考验工程师和航天员们的技术,稍有不慎,满盘皆输。
在整个“神舟十八”的关注中,大家除了对“飞船”的技术和飞行上的一些问题感兴趣,最关心的莫过于就是谁来担任本次的航天员。
因为“神舟十八”是我们今年的开年“力作”,全国各界乃至世界都在关注着。所以,对于“神舟十八”各项工作都是慎之又慎。为了保障本次顺利“出征”,相关部门对航天员的选任也是进行了了重重把关。
根据官方报道,目前已经确认还将是“三人成组”。被考虑的人员大范围已经确定下来,基本还是会沿用我们航天的老传统:“老人带新人”,其实这也是为了借此机会来培养一下我们的新生航天力量。那如果按照这个思路,也就是说大概率还是会从以往有过航天经验的宇航员中进行挑选。
按照之前的惯例,为了更好的适应即将到来的发射计划,现有的宇航员们应该已经开始投入到紧锣密鼓的训练当中。但具体由哪些宇航员组成“神舟十八”乘组,还要等官方进一步确认公布。
在以往“神舟”发射前的记者发布会上,官方曾表示会邀请国外航天员来“天宫”参观交流。但就“神舟十八”来说,外国航天员参与的可能性不大。
因为本次“出征”的人员选任工作早就启动,应该是不会出现大的改动。而且就目前来说,我们和西方世界的关系比较敏感,类似航天这种比较机密的交流活动,应该会搁置或者延后。所以,至于具体的人员名单,我们就安心等待官方的公布即可。
“神舟十八”载人飞船即将发射,这将预示着我们中华民族对于太空的探索又迈出一步。在未来,相信随着我国科技尤其是航天技术的不断进步,我们将还会研制出更多“神舟”,有更多的机会将我们中国人送入太空,去探索未知的世界。
在接下来的日子里,“神舟十八”不仅将会让我们国人感到自豪,也必将会让世界再次见识我们中国的科技力量。