空间站建造:天上有人好办事儿

本文转自:正观新闻
6月5日20时50分 , 神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次进入天和核心舱 , 正式开启了为期6个月的长期驻留飞行任务 。“神舟十四号”是我国空间站建造阶段的首次载人飞行任务 , 航天员在半年的飞行任务期间将进行问天实验舱和梦天实验舱的组装 , 最终完成T字型空间站的建造任务 , 因此3名航天员在空间站将经历复杂的工况和忙碌的工作 。那么 , 在载人空间站建造阶段 , 航天员都会从事哪些工作呢?
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建成后的天宫空间站示意图
建站航天员无可替代
人类早期建造的空间站 , 例如苏联的“礼炮号”系列和美国的“天空实验室”都是单舱结构空间站 , 可以使用火箭一次性发射入轨 , 虽然在太空没有那么复杂的建造过程 , 但航天员仍然具有无可替代的作用 。
以“天空实验室”为例 。在首次载人任务中 , 阿波罗载人飞船与“天空实验室-2”的几次对接都不成功 , 原因是飞船对接口的捕获锁失灵 , 航天员只好穿上舱外航天服走出舱门进行一些修理工作 , 然后飞船才和“天空实验室”对接成功 。
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美国天空实验室空间站
虽然现代载人航天器成熟可靠 , 但仍然避免不了一些意外出现 。2004年 , 俄罗斯联盟号载人飞船对接国际空间站时 , 出现了相对速度过快 , 不得不转为手动交会对接 , 证明了在建站飞行中 , 航天员作为“定海神针”仍是必要的 。
另外 , 现代的多舱式和桁架式空间站则需要多次使用火箭将各个舱段发射升空 , 在轨对接组装成一个完整的空间站 。
在建站过程中 , 随着新舱段的到来 , 空间站还要进行多次交会对接和舱段转位等任务 , 不仅需要航天员进行空间站和来访飞行器的状态监视 , 必要时还要航天员实时手动交会对接 , 或是操纵大型机械臂实施人工舱段转位 。
当新舱段对接完成后 , 航天员会进驻并装饰内部 , 一般还需要进行较长时间的在轨安装和调试工作 。
一方面要进行对空间站接口各项功能的检查和监测 , 确保各项电气液功能连接和工作正常 , 并进行两个舱段的网络连接工作 , 以及监测对接机构的长期密封性 。
另一方面要使用先期运达或稍后运到的物资、工具和设备对新舱段进行调整或安装设备等 。因此 , 航天员在空间站建造期间的任务十分繁忙 。
舱外装配少我不行
在空间站建造阶段 , 航天员的舱外装配工作更是起到至关重要的作用 。例如 , 美国航天员乘坐阿波罗载人飞船进入“天空实验室”后 , 先是安装了新的隔热罩 , 然后出舱费了九牛二虎之力展开了一侧的太阳能电池板 。因此 , 在空间站舱外装配工作中需要航天员参与 。
随着建造的空间站越来越复杂 , 航天员舱外工作也就越来越多 。尤其是美国在上世纪80年代提出的自由号空间站计划 , 极为依赖航天员的舱外装配工作 。
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美国提出的自由号空间站想象图
“自由号”作为一个庞大的双龙骨桁架式空间站 , 在建设阶段需要航天员出舱进行大量的组装和维护工作 。按照当时美国宇航局的评估 , 完成该空间站的建造工作 , 需要航天员出舱执行数百次的任务 。不过 , “自由号”因为一些原因没有进入工程建造阶段 , 最终只停留在纸面上 。