景海鹏陈冬问题 6时30分航天员双双进天宫 景海鹏陈冬发出第一声问候

神舟十一号航天员进入天宫二号实验舱

神舟十一号与天宫二号成功实现自动交会对接,“天神”组合顺利相会。航天员先向地面报告对接完成,然后根据地面口令,两名航天员解开束缚带,从座椅上缓缓起身,依次打开返回舱舱门平衡阀和返回舱舱门,进入轨道舱。两名航天员在轨道舱脱下舱内压力服,换上了蓝色工作服。

在完成各项准备后,航天员景海鹏在6时8分左右来到天宫二号实验舱舱门附近。透过舱门,天宫二号空间实验室内的五星红旗已清晰可见。15分钟后,实验舱与对接通道实现压力平衡,满足舱门打开条件。只见景海鹏将硕大的“钥匙”插入舱门,缓慢旋转4圈之后,6时24分,舱门缓慢开启,景海鹏率先漂浮进入天宫二号空间实验室内。

景海鹏带着满脸的喜悦,挥手向全国人民致意。“畅快”地在宽敞的空间实验室里溜达一圈之后,景海鹏开始实验舱内的设备检查工作。大约6分钟之后,陈冬从舱门处漂浮进入空间实验室,“海冬”组合在舱内会合。

按计划,后续航天员将在舱内开展相关空间科学实验和技术试验。

早在神舟十一号发射之前,天宫二号就已经早早做好了迎接远方来客的准备。

中国航天员中心环控生保研究室研究员赵丕盛介绍,飞船发射前14天,科研人员就开始着手在天宫二号建立载人环境。因为天宫二号是一个密闭的容器,长时间之后会有有害气体释放,这时的主要任务是提前打开天宫二号的空气净化装置,将有害气体净化掉。

到飞船发射前8天,启动天宫二号供气设备的功能检查,同时提升舱温,建立舱压,使其基本满足进人条件。“也就是说,在发射前8天,天宫已经做好进人准备,就等待飞船来对接了。”赵丕盛介绍。

从飞船“穿越”到天宫的瞬间,航天员们会不会感受到什么不适呢?对此,赵丕盛解释道,对接前,地面飞控人员就已经把飞船和天宫二号的气压调到了基本一致;进入天宫前,航天员打开平衡阀之后,飞船和天宫的气压就基本可以达到平衡。因此,在空间转换的瞬间,航天员感受不出气压的变化。温湿度同样也会很快达到平衡。“从狭小的空间到宽敞的空间,航天员们心情会更加愉悦一些吧。”

那么,在这宽敞的空间里,航天员们享受到的究竟是怎样的环境呢?赵丕盛介绍,对接时,天宫二号保持了宜人的温湿度环境,“大概相当于我们在地面上穿一件夹克衫、单裤子感觉到很舒适的温度条件,湿度与地面差不多,比北京要更湿润一些,在50%、60%左右。”进入天宫二号之后,航天员们还可以根据自身需求,对温湿度进行调节,“就像舱内加载了一个空调一样。”

相比天宫一号与神舟十号的对接,此次天宫二号与神舟十一号对接之后,航天员驻留时间更长。为了给航天员营造更为舒适的工作生活环境,此次天宫二号在诸多细节技术上也进行了完善和创新。比如说,科研人员通过采取一系列降噪措施,使得供氧设备的噪声变小,降低了对航天员休息的影响。

另外,由于人体排汗,会使得密闭舱内的湿度升高,为了使舱内湿度处于合适范围之内,就要采取冷凝干燥措施,从而会持续产生冷凝水。此前航天员需要定时收集冷凝水,工作强度比较大,此次天宫二号增加了一个“液满提醒”自动报警装置,航天员听到液满提示报警后,再适时收集冷凝水,大大减少了工作量。

目前,这部分水还只是收集储存;未来空间站工程中,这部分水经过净化之后可以饮用,从而实现循环利用的目标。

除了温湿度,二氧化碳等气体浓度也是环境监测的重要指标之一。天宫二号会对二氧化碳以及其他有害气体进行持续净化,“在自己房间待久了,不开窗通风也会产生异味。但是总的来说,由于有空气净化系统,天宫里空气还是比较清新的。”

今天凌晨3时31分,经过北京航天飞行控制中心5次精确的远距离导引控制,神舟十一号飞船如约来到了天宫二号后下方52公里处的天地交班点,顺利踏上了实施交会对接的精准轨道。

这一刻,忙碌在机房里的中心轨道室主任谢剑锋终于稍稍松了一口气。作为负责此次任务轨道计算、预报与控制工作的专家,自天宫二号发射升空以来,谢剑锋就一直保持着高度紧张的工作状态。一次次数据处理,一回回轨道计算,一个个控制策略,他都要倾注大量心血,丝毫不敢掉以轻心。

尽管此前中心已经执行过3次交会对接任务,打下了坚实的技术基础,尽管他曾参加过历次载人航天和探月工程任务,积累了丰富的大战经验,但是每一次任务谢剑锋都有从零开始、如履薄冰的感觉。这种感觉,从他踏入北京飞控中心的那一天,从他走上航天器轨道计算与控制岗位的那一刻,从未消失过。

谢剑锋说,载人航天,人命关天,轨道人计算的是飞行器的轨道线,关系的却是航天员的生命线。尤其是载人交会对接任务,频繁的控制环环相扣,任何一次失误都会影响后续任务实施,都可能影响航天员的在轨安全。

因此,带领团队创新攻关,努力提升飞控技术水平,成了任务前他最核心的工作;每一个数据、每一个模型、每一次计算、每一次控制,都确保做到精准无误,成了任务中他最关注的事情。

2015年初,中心成立空间实验室型号任务团队,集中备战天宫二号与神舟十一号载人飞行任务。面对393公里的崭新交会对接轨道,以及飞船发射前21天实施轨道维持,兼顾调相和圆化控制的任务要求,如何提高长时间轨道预报精度,成了摆在谢剑锋面前的第一道难题。

“一个月内保证解决问题。”谢剑锋立下了军令状。

随后,他带领轨道室技术攻关小组日夜浸泡在天宫一号拓展试验获取的轨道测量数据里,通过对天宫二号进行精细化建模,反复对大气密度估值与空间环境参数应用策略进行优化,逐步提高轨道预报精度。最终,他们只用了20天的时间,就突破了高精度中长期定轨预报技术。经过多次联调演练检验,定轨预报精度完全满足任务指标要求。

如果说关键技术创新是任务执行的前提和基础,那么轨道控制计算的精度则是任务成败的关键所在。神舟十一号飞船入轨后,与天宫二号相距万里之遥。如何成功牵引神舟十一号飞船抵达相距52公里处的天地交班点,5次远距离导引控制至关重要。为了确保万无一失,谢剑锋带领团队反复推敲每一个控制细节,认真核对每一个控制策略,充分考虑每一个可能故障,直到确信精准无误。

20年来,谢剑锋创造了多项第一:开发中心第一个轨道监视软件、中心第一套轨道仿真系统,设计我国第一个飞船上升段大气层外逃逸救生控制策略,拟定我国第一份载人飞船的自主应急返回控制方案……他还先后创新突破了“高精度定轨”、“精确返回控制”、“地月转移轨道控制”等二十多项具有自主知识产权的关键飞控技术,填补了国内空白,达到世界先进水平。

17年前,当神舟一号飞船遨游苍穹时,谢剑锋和他的团队把轨道精度做到了百米量级;5年前,面对被称作“太空穿针引线”的空间交会对接任务,他们把轨道精度提高到了10米量级;今天,随着中国人迈向太空的脚步越来越远,这个精度还在不断刷新、提升,10米、8米、5米……