追忆天宫一号:烈焰飞虹升漠北 探海巡天惊宇宙

2018年04月09日 10:44:36 来源:中国青年报
记者 邱晨辉 编辑:卓灵

  追忆天宫一号:归去来兮

  是时候向天宫一号道别了。

  4月2日8时15分左右,遨游太空6年多的天宫一号,在中国航天人预测的时间范围内再入大气层,化作流星,归隐中心点位于西经163.1度、南纬14.6度的南太平洋。

  作为我国第一个空间目标飞行器,天宫一号于2011年9月发射升空,此后分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号3艘飞船6次交会对接,成为中国首个“太空之家”。它的设计寿命原本只有两年,但却凭借出色表现,超期服役了两年半,超寿命工作了1000多天。

  如今,阔别6年多后,天宫一号再次感受到地球温度,回到家园。3天后,中华民族迎来缅怀先人、追思故人的清明节,细雨湿草色,仰望星空眺望大海,天宫一号归去来兮。

  

 

  烈焰飞虹升漠北

  “本不在实施之列的一次飞天”

  漠北酒泉,黑水河畔, 2011年9月29日19时,中国载人航天的通天塔又一次耸立。

  “两小时准备!”发射程序进入临射倒计时。中国载人航天工程第二任总设计师周建平从指挥席上站起身来,走到指挥楼的露天平台,遥望着即将飞天的火箭。

  那时,外界并不知道,按照我国载人航天工程“三步走”战略部署中原计划的第二步安排,这一天的发射原本不应在实施之列——

  2003年10月16日,杨利伟驾乘神舟五号完成了我国首次载人航天飞行,中国载人航天工程第一阶段任务收官。

  第二阶段最核心的任务是空间交会对接。中国航天人最早制定的方案是将神舟飞船的轨道舱改造后留轨飞行,作为目标飞行器与后续神舟“兄弟”进行无人空间交会对接、有人空间交会对接。这个方案已比航天大国早期交会对接的试验方法向前迈进了一大步,并且技术风险较小,比较稳妥。

  2008年9月,神舟七号乘组完成太空行走任务后,中国载人航天的工程能力和技术储备站到了新的起点。

  最为关键的技术是交会对接。这项技术是沿袭10多年前制定的方案“一步一动”。不过,这可能错过创新超越的重大机遇,但调整方案,既需要勇气担当,又需要创新实力。

  中国航天人又一次面临着重大抉择。最终,经过技术分析和风险评估,他们认为中国完全具备了进一步跨越发展的条件,并建议调整原来的计划安排,直接发射8吨级的目标飞行器,兼做空间实验室,一并实现自动交会对接、手动交会对接、中长期太空驻留的第二步目标。

  这样才有了这一次“中国奇迹”。

  2011年9月29日21时16分,烈焰升腾,托举着天宫一号的神箭缓缓起飞,582秒钟后,“器箭分离”,发射成功了!在首区指挥大厅指挥席就坐的发射场系统总指挥崔吉俊、总设计师陆晋荣、火箭系统总指挥刘宇、总设计师荆木春,腾地站起身来紧紧拥抱。

  另一个鲜为人知的故事是,这是一次迟来的发射。

  天宫一号原计划8月底发射。但8月18日,酒泉卫星发射中心用长征二号丙火箭发射“实践十一号04星”失利——该火箭与发射天宫一号的火箭为同一系列,出于安全考虑,任务总指挥部决定先彻查故障原因,暂停火箭测试工作,相应推迟天宫一号发射计划。

  然而,天宫一号如果在9月底前不能发射升空,将错失交会对接飞行的最佳“窗口”,整个计划将全面调整。

  2011年9月10日,长征二号丙火箭故障归零后,发射场区测试工作重新启动,而此时距离9月底仅剩不到20天。7000多名参研参试人员,夜以继日,8次火箭总检查,234种故障预案处置演练,全部通过。

  9月29日21时36分,“天宫一号准确入轨!”

  当晚,入驻太空的天宫一号,给地球家人发来了第一条报平安的“太空微博”:“遨游在太空的感觉真棒,我在这里等着神八的到来!谢谢大家的关注,我会不定期地发回我在太空的所见所闻。”

  天宫一号总指挥尚志一字一句反复品味着这短短的45个字,一股暖意在心间涌动。

  待见蓝天“宫舟吻”

  “大国秘而不宣的一项核心技术”

  天宫一号升空32天后,也就是2011年11月1日,神舟八号挥别漠北戈壁,踏上了与天宫一号约会的浪漫之旅。

  按计划,神舟八号升空两天后,即11月3日,与天宫一号交会对接。

  10月30日,在太空等待的天宫一号降轨调相,准时来到距地面343公里的交会对接轨道,面对神舟八号前来的方向眺望。

  11月2日23时08分,经过5次变轨,神舟八号来到距天宫一号后下方52公里处。

  最揪心的时刻就要来了。

  天宫一号和神舟八号的相约拥吻,风险重重。

  两个七八吨重的航天器,从相距上万公里的不同轨道,以每秒7800米的速度匆匆赴约,相对速度不能超过每秒0.2米,横向偏差不能超过18厘米,途中还要随时机动规避空间碎片的“羡慕嫉妒恨”,引路难度之大、控制精度之高可见一斑。

  深夜的北京航天城,为了这“旷世之吻”,灯火通明,飞行控制中心指控大厅的测控通信系统专家们,自喻是在太空“放风筝”的人,他们的目光须臾不敢离开眼前的屏幕。

  11月3日0时许,飞行控制中心的巨幅显示屏上,传来天宫一号前端摄像机摄录的清晰画面:漆黑的太空冒出了一个亮点。

  那就是神舟八号!指挥席上,飞行控制中心主任陈宏敏很快给出判断。

  1公里、400米、100米,亮点逐渐变大,神舟八号追赶的脚步越来越近,身影越来越清晰。

  30米,神舟八号的摄像头,已经清晰地展示出天宫一号“张开的红唇”。

  1时02分,神舟八号的对接机构缓缓推出,向天宫一号张开了双臂。

  1时28分,神舟八号对接环触到天宫一号。我们的“牛郎”“织女”,穿越迢迢天路,终于来到了“鹊桥”。

  此时,测控通信系统总设计师钱卫平才把视线从面前的屏幕上收了回来,长出了一口气。而与钱卫平指挥席位相隔不远的天宫一号总设计师杨宏和神舟八号总设计师张柏楠,则开始凝重起来。

  他们戏称两支团队将合作导演“史上最牛的‘吻戏’”。但今天这一“吻”,“咬不住”不能连接,“咬不紧”不能密封。这些都将是灾难性的。

  事实上,交会对接技术是发展载人航天必须攻克掌握的三项基础技术之一,也是航天大国秘而不宣的核心技术,只能自主创新、自我突破。而要验证和突破交会对接技术,一般要发射多次、多个航天器进行试验。用一个目标飞行器与多个航天器交会对接,并开展自动与手动交会对接等多项综合集成试验,航天大国尚无先例。

  “对接机构捕获!”

  “对接环拉回正常!”

  1时35分58秒,飞控大屏显示,12把对接锁准确启动,上千个齿轮和轴承同步工作,天宫一号与神舟八号紧紧相拥,成功对接。

  瞬间,指挥大厅炸开了锅。杨宏、张柏楠从座位上跳了起来,紧接着载人航天工程指挥和参试人员纷纷起身,握手、鼓掌、击掌、拥抱,现场一片欢庆景象。

  电视镜头记录下了这些瞬间。但很多人并不了解,为了这个突破,中国航天人从上世纪90年代就开始预研,多少个不眠之夜,多少次推倒重来,多少人青丝染白霜,从少年到白头。

  天宫首迎三贵客

  “缔造中国精度的特殊‘打靶’”

  中国“太空之家”已经就位,接着就要迎接首批进驻的客人。

  2012年6月15日,神舟九号航天员乘组正式确定。

  指令长景海鹏,首批14名航天员之一,神舟六号乘组梯队成员,完成神舟七号任务,这一次再次出征,将成为中国首位两次成功执行载人航天飞行任务的英雄航天员。

  航天员刘旺,首批14名航天员中最年轻的成员,团队中公认的“脑子最灵光的一位”,将操纵神九飞船完成我国首次手动交会对接——此前他已经历14年的专业磨砺和1500多次的手动交会对接地面模拟训练。

  女航天员刘洋,我国第二批航天员、首批两名女航天员之一,填补了我国航天员队伍的女性缺位,仅用两年多时间就完成原计划需要3至5年的专业训练,将成为我国首位飞天的“嫦娥”。

  6月16日18时37分,这3位航天员乘坐神舟九号飞船,踏上了飞天征程。

  18日14时,天宫一号与神舟九号完成自动对接。17时04分,景海鹏像鱼儿一样,“飘”到天宫一号实验舱舱门前,打开舱门平衡阀,从工具箱中取出“钥匙”,缓缓扭动,天宫一号舱门露出一条缝隙。透过缝隙,就能看到五星红旗。

  17时06分,天宫一号舱门从下向上开启,对接通道完全敞开。景海鹏穿过通道,第一个进入天宫一号,米黄色的地板、乳白色的墙壁尽收眼底,他将自己的足迹轻轻地印在“太空家园”的“地面”上,第一时间向地面报告:“感觉良好!”

  20分钟后,景海鹏接住鱼贯而入的刘旺、刘洋,3人排成一行,面向摄像机镜头,向祖国传回第一张属于中国人的“太空全家福”。

  霎时,北京航天飞控中心大厅掌声雷动。但中国航天员科研训练中心主任兼航天员系统总指挥陈善广和系统专家却很快沉静下来——他们的考验才刚刚开始。

  此前的载人航天飞行,神舟五号是1人1天,只在返回舱工作生活;神舟六号是2人5天在轨工作生活;神舟七号是3人3天在轨工作生活。但这一次,他们要保障的是3人整整工作生活10天,而航天员的活动空间只有15立方米的天宫一号。

  如果用他们的专业术语来描述这一挑战,那就是,不仅要确保舱内生活环境,还要突破失重条件下的动态水气分离、电解制氧、冷凝水收集储存等一系列再生式环境控制和生命保障核心技术,为未来中长期载人航天飞行做好技术准备。

  时间一点一滴过去,飞控数据显示的组合体内温度始终控制在22℃左右,湿度在50%~70%之间,噪声小于60分贝,空气环境洁净标准远远高于地面大气质量标准。

  就是在这样的“太空家园”里,人们从后来的视频中看到了景海鹏进行的自行车骑行、刘旺的口琴演奏和刘洋的太空太极拳等。也是在这里,我国首次在轨开展了航天员心功能检测,首次在轨应用骨骼肌萎缩防治系统,首次在轨进行微生物检测,首次开展失重条件下扑热息痛药代动力学研究等。

  6月24日,进驻天宫一号第七天的神舟九号乘组,暂别天宫一号,重回返回舱,然后由刘旺控制飞船,再次“瞄准”天宫一号,实施一次特殊的“太空打靶”——手控交会对接。

  这是自动交会对接异常后的应急手段,也是载人航天安全发展的必须备份。用航天人的话就是,只有掌握了手动交会对接技术,才能全面实施空间站建设。

  按照工程设计要求,两个航天器对接的角度偏差不能超过4度,但训练中,刘旺把控制精度提高到不超过0.2度;按照正常操作程序,操作手应按照显示屏上的对接图像和参数进行操作,但刘旺自我加压,在仪表没有数据显示的情况下,仅靠对接图像,也能实现精准对接。

  6月24日12时38分,神舟九号在刘旺的操控下,120米、50米、10米,渐渐向天宫一号靠拢;12时55分,浩瀚太空中,神九乘组打出一个完美的“十环”——好一个中国精度!

  探海巡天惊宇宙

  “播下科学种子的一次太空授课”

  一年后,中国“太空之家”再一次迎来地球客人,这一次,后者带来了更为精彩的“节目”。

  2013年6月11日17时38分,长征二号F运载火箭再次冲天而起,将神舟十号飞船送入茫茫太空。9天后,也就是6月20日10时,神舟十号3名航天员,在300公里高空摆起了“最高讲台”,一个可供6000多万名学生互动的最大课堂。

  6月20日10时11分,执掌教鞭的“太空教师”王亚平登场,请自愿当助教的指令长、也是二次出征太空的将军航天员聂海胜做“悬空打坐”。

  74公斤重的聂海胜,身轻如燕地盘起双腿,立即悬浮在王亚平面前;王亚平俏皮地伸出一根手指,运用“大力神功”轻轻一点,聂海胜便飞了出去。

  刹那间掌声雷动,地球上教室里的学生笑成一团。

  此刻,坐在北京空间信息中继传输技术研究中心指挥大厅的中心主任黄惠明、总工程师孙宝升和技术人员们,却无心看这精彩表演,个个神情严肃。

  “太空讲堂”每持续一秒,天宫一号就在太空移动了7800米;王亚平的一颦一笑、一举一动,都可能横跨了好几百公里。要保证45分钟的太空课堂不间断天地传输、每一帧画面都清晰稳定,对中国航天测控网又是一次全新的挑战。

  5年前,神舟七号航天员翟志刚太空行走,限于陆基、海基测控网弧段覆盖能力,只能在特定的测控区域和规定的时限内实施。而这一次,神舟十号要在“神舟”兄弟中第一个享受全弧段、高品质测控通信服务。

  这一任务,就落在了“天链”卫星兄弟们的肩上。2012年7月,“天链一号03星”发射成功,“天链”兄弟组成的天基测控网正式组网完毕。如今,到了全面检验的时候。

  天宫一号内,王亚平执教的神奇单摆、高速陀螺、魔幻水球等失重条件下的物理现象,通过张晓光手持的摄像机拍摄传输,引人入胜,地球上的学生紧盯着屏幕,有时入了迷就忘了这课堂远在300多公里外。

  后来,有评论称这堂“太空课”播下的科学种子,对中华儿女走向深空、探索未知产生了历史影响,注定是一座无字丰碑。

  神舟十号乘组完成所有科研试验任务后,王亚平逐一整理好天宫一号里的设备器材,把此前刘洋精心编织的中国结,进行了细致打理。

  2013年6月26日清晨5时,神舟十号乘组面向天宫一号里的国旗敬了一个军礼,随后回到神舟十号返回舱,踏上回家的路。

  送别神舟十号,天宫一号开始了她的太空“退休”生涯。

  不过,面对这个已有1年9个月太空飞行实践经验的“老兵”,空间应用系统总指挥高铭、总设计师赵光恒等专家,审检评估后,随即签订了多项“返聘合同”。

  从那以后,天宫一号搭载的高光谱成像仪,继续在遥远的太空守望祖国大地,并不时传回高质量图像数据——相关数据应用到矿产和油气资源调查、海洋应用、林业应用、土地利用检测、城市环境监测等领域,产生了一大批有价值的应用研究成果。

  鲜为人知的是,高光谱成像仪还参加了澳大利亚火灾、浙江余姚水灾以及云南鲁甸地震等应急监测。特别是在驰援澳大利亚森林火灾扑救工作中,这项设备进行了为期一周的灾情监测,凭借其“火眼金睛”判断火灾区域范围1次,确认重大隐患点2个,其优异表现获得澳方点赞。

  2016年的春天,天宫一号中止服务,功成身退; 2018年的春天,天宫一号作别太空,回到地球。

  在这两个春天之间,天宫一号默默迎送天宫二号、神舟十一号、天舟一号,频繁招手老朋友北斗的新成员,惊奇打量“太空新星”墨子、悟空……太空星舟穿梭之间, 中国人的太空之旅没有谢幕。

  平富文 中国青年报·中青在线记者 邱晨辉

  原标题:追忆天宫一号:归去来兮

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