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中国可在8.5天展开太空救援

曾经多次在好莱坞科幻片中出现的太空应急救援能力,在中国空间站时代已经成为现实。新加坡《联合早报》18日称,中国成功发射神舟十三号载人飞船的同时,神舟十四号飞船已进入应急发射状态。“若神舟十三号遇到紧急情况,神舟十四号最快可在8.5天赶往太空展开救援。”

据《环球时报》记者了解,在此前的神舟十二号和此次的神舟十三号载人飞行任务中,无论是长二F运载火箭,还是神舟载人飞船均采用“滚动待命”策略。如果遭遇需要开展应急救援的情况,无论是“箭”还是“船”都具备快速发射的能力。

应急救援是世界各国开展载人航天探索的必备能力。空间站需要在轨运行较长时间,且尺寸较其他航天器更大,功能和系统更复杂,在轨机动以及承担的外空间任务更多。在多重因素的叠加下,空间站所面临的潜在危险也就比其他的航天器要多。航天员在空间站长时间驻留,工作繁重、环境狭小,在这种特殊环境下,空间站上的危险设备、物质以及不慎操作,都有可能给航天员的生命安全带来威胁,因此应急救援能力是发展载人航天事业必备的能力。例如国际空间站上就长时间停靠着两艘“联盟”号飞船,以满足6名航天员紧急撤离的需要。

据航天科技集团一院专家介绍,在中国空间站的在轨建造及运营阶段,如果空间站或飞船出现严重危险或故障,地面就将快速发射救援飞船把航天员接回。因此,从发射神舟十三号的长二F遥13火箭开始实行应急救援值班,最快10天内就能实施发射。据介绍,如今长二F火箭采取“发射1发、备份1发”的“滚动备份”发射模式。这对此前发射密度并不高的长二F火箭来说是不小的挑战,但研制人员克服了重重困难,确保了在长二F遥12火箭发射前,遥13火箭已经完成基础级、整流罩(半罩)和逃逸塔总装测试,并封存于厂房内,进入应急值班状态,具备应急发射能力。

根据空间站应急救援任务具体需求,长二F火箭具备10天内应急发射的能力,能快速发射飞船将航天员安全接回。随着遥13火箭转入正常发射流程,遥14火箭也“接棒”成为应急救援值班火箭。因此,研制团队在做好遥13火箭发射准备的同时,还要同步开展遥14火箭应急救援状态的准备。

长二F火箭总体主任设计师常武权介绍称,“本次任务中,我们在保证可靠性的前提下,探索实施了两发火箭发射场流程的并行与优化,预计可以将发射准备时间缩短20%左右。另外,我们还为全新的测发流程进行了技术储备。”

当然,最令人欣慰的情况是空间站一切顺利,值班火箭一直安安静静地在技术阵地等待着,直到转入下次任务正常发射流程。

从神舟十二号发射时就“起立就位”的长二F遥13火箭,在发射神舟十三号时已经长期竖立了超过5个月。这样长期“站岗”会对火箭产生不利影响吗?常武权介绍说,型号队伍经过大量的分析和试验之后,认为火箭完全可以承受这些变化,不会受到影响。此外,出于安全考虑,火箭上的部分电池以及火工装置等暂不安装,存放于专门的库房。在接到应急救援任务后可以快速安装到位,不会影响火箭发射。

“载人航天,人命关天”同样也是神舟飞船的首要准则,据航天科技集团五院专家介绍,为了保证天上、地上都具有保护航天员生命、在紧急条件下接回航天员的能力,神舟飞船团队开创了天地结合的应急救援任务模式,即携带两艘飞船进场,由一艘船作为发射船的备份,作为遇到突发情况时航天员的“生命救援之舟”。它也采用“滚动待命”策略,在前一艘载人飞船发射时,后一艘载人飞船已经在发射场待命,并具备8.5天应急发射能力以实现太空救援的能力。

除了在发射之后为航天员提供的应急救援保障,在火箭发射时,长二F火箭也增加了故障检测和逃逸救生系统,在火箭顶部带有逃逸飞行器,全箭可靠性指标0.97,安全性指标0.997,是我国可靠性指标最高的运载火箭。如果火箭在发射时遭遇突发意外情况,逃逸系统会立即启动,像拔萝卜一样带着返回舱飞离故障火箭。之后返回舱与逃逸飞行器分离,并自动打开降落伞,缓慢降落到地面。据航天科技集团一院长二F火箭副总师刘烽介绍,此前逃逸飞行器只能往某个固定方向逃逸,存在一定的安全风险。“如果说逃逸飞行器只能向东逃逸,但当时地面吹来一股向西的风,这样可能导致返回舱开伞后又被吹回到故障火箭附近,威胁航天员安全。”

因此研制人员在现有的控制逃逸发动机的基础上,新增发动机点火功能,使逃逸飞行器可以向垂直于地面风的方向逃逸,更加安全、灵活。常武权透露,“比如地面刮的是南风,如今可以提前选择与南风垂直的东方逃逸。”

经过改进火箭的逃逸系统后,长二F的安全性评估值达0.99996。常武权解释说,小数点后这一串数字代表着它具备国际先进水平,“就目前的技术状态,长二F火箭平均发射10万次才可能有4次逃逸失败。在保障航天员安全方面,它比‘万无一失’的水平还要高”。

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