北京时间10月16日0时23分

搭载神舟十三号载人飞船的

长征二号F遥十三运载火箭

在酒泉卫星发射中心点火起飞

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10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火起飞。

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随后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。

神舟十三号的任务开启,标志着中国空间站在长期运行方面已经迈出了更加坚实的一步。

神舟十三号任务有何不同?

时间上的变化

从神舟十二号留轨3个月,到本次留轨6个月,对航天员身体、各项设备、物质保障等方面都提出了前所未有的要求,这是两次任务中最大的不同点。

科学目标上的变化

神舟十三号需要完成三大任务:

第一是验证航天员长期驻留空间站的相关技术;

第二是继续开展出舱活动,对空间站舱外设施进行相关技术验证;

第三是完成多项在轨空间科学实验,为空间站运营积累经验。

可以认为,神舟十三号是真正意义上天宫号空间站标准配置,以6个月为一个任务周期,与国际上的标准全面接轨,这说明中国在载人航天领域的技术和保障能力已经达到国际标准。

神舟十三号的任务特点是航天员首次留轨6个月,同时有一名女性航天员加入。这意味着男女航天员将第一次在轨道上同时工作6个月,由此可对男女航天员的身体变化进行充分的研究。

留轨6个月是国际空间站的模式,也有利于国际项目的开展。

众所周知,长时间在微重力环境下生活,会导致骨代谢受到影响,又叫失重性骨丢失。

根据美苏的研究成果,如果轨道飞行时间大于30天,那么会引发航天员严重的骨质流失,在6个月的空间飞行中,有9成宇航员身体中有至少一个部位的骨质流失达到5%以上。

前苏联航天机构在数十年前通过礼炮空间站进行了测试,在6个月的飞行后,宇航员腿部骨骼、脊椎骨都出现不同程度的骨矿密度下降,下降幅度最高可达到10%左右。

有研究也表明,人体的承重骨在微重力环境下骨质流失的速度比其他部位更大,当航天员回到地面后,在较长时间内不一定能将骨质恢复到飞行前的水平。

这就是说,航天员经过6个月或者更长时间的空间飞行返回地面后,发生骨折的概率比飞行前更大。

神舟十三号和天舟三号区别是?

我们知道,9月20日,天舟三号货运飞船在中国文昌航天发射场成功发射。

在神舟十三号任务中,仍然采用了货运飞船先行,再发射载人飞船的模式,形成一对一的搭配机制。

由于神舟十三号留轨长达6个月,因此,天舟三号的载货密度也达到了最大,比天舟二号搭载的货物更多,以适应航天员6个月的生活物资需要,尤其是饮用水、可充300个大气压的氧气瓶等。

货运飞船先行的策略也是国际空间站所使用的,目的是为了防止货运飞船发射出现故障,导致航天员无生活物资可用。

神舟十三和天舟三号功能不同,因此,两个飞船有很大的区别:

天舟三号是货运飞船货舱分为加压舱和非加压舱(装的是燃料等),且不具备返回地球的能力,最终会带着航天员的生活垃圾在大气层中烧毁。

神舟飞船是载人飞船,一切以保障航天员生命为主,且具备返回地球的能力。

未来有什么新趋势?

神舟十三号飞行时间提升到6个月,并且配置了一名女性航天员,这说明我国的空间站在人员转换的时间等方面与国际接轨,在全面建成后有可能向国际开放。

预计在2022年,我国将发射梦天和问天两个实验舱,形成“三舱两船”的基本构型,总质量为三舱60吨,加上两船20吨左右,形成总质量80吨的空间站。完成这2次发射之后,天宫号基本建成。

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后期还将发射一个小型巡天舱,主要是用于天文观测使用。

一旦梦天和问天两个实验舱就位,各项科研工作将全面展开。

从天宫号中长期发展看,不仅国际化是个趋势,将各领域的专家带上太空,也是一种必然。

以往航天员的选拔来自飞行员,优势在于身体素质好,但随着空间站运行常态化和智能化,前往空间站的航天员中,需要有一批任务专家或者科学家,他们所进行的实验是航天员无法替代的。比如,巡天舱就位之后,天宫号将开展射电天文的观测,这就必然需要该领域的科学家进入空间站,以开展相关科研任务。

在2030年左右,随着任务的扩展,天宫号有可能面临一次升级,在核心舱前端对接一个扩展核心舱,以扩大规模。如果对接三个扩展核心舱,天宫号空间站的使用舱室将翻一倍,甚至可对接俄罗斯的联盟号飞船,国际化特征更加明显。

从设计寿命上看,天宫号至少有15年的寿命,可运行到2035年之后,届时国际空间站很有可能寿终正寝,天宫号有可能成为唯一一个空间站。

因此,天宫号的升级也变成了必然,承担更多的科研任务,变成一个为人类造福的中国空间站。

本文专家:林文杰,工程师,川陀智库高级研究员