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神州十一号飞船艰巨任务
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          神州十一号飞船艰巨任务

神舟十一号飞船目的是为了更好地掌握空间交会对接技术,开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。

任务进程

20163月,中国空间技术研究院508所完成了神舟十一号回收着陆分系统降落伞子系统产品的验伞、包伞工作。

20166月,神舟十一号任务航天员乘组乘组完成定选,神舟十一号载人飞船通过出厂评审。

2016814日,空间实验室系统与神舟十一号系统两总参加了天宫二号与神舟十一号载人飞行任务发射场区指挥部工作会议。[7]

20161017730分,中国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F Y11运载火箭成功将神舟十一号载人飞船送入太空。

飞行任务

1. 为天宫二号空间实验室在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务,考核验证空间站运行轨道的交会对接和载人飞船返回技术;

2. 与天宫二号空间实验室对接形成组合体,进行航天员中期驻留,考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力,以及航天员执行飞行任务的能力;

3. 开展有人参与的航天医学实验、空间科学实验、在轨维修等技术试验,以及科普活动。

任务

发射时场景

飞得更高

这是因为未来的载人空间站轨道位置比较高。过去,神舟十号与天宫一号对接时,轨道高度是343公里。而神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是393公里,比过去高了50公里。这与未来空间站的轨道高度基本相同,飞行也更加接近未来空间站要求。

飞得更高对飞船的要求也更多,这意味着交会对接时飞船的控制与神舟十号不一样,还需要连续变轨。

实验更多

这是因为这次飞行要进一步考核神舟飞船作为人员物资天地往返运输工具的性能。任务期间神舟十一号要进行4项在轨试验项目:

·宽波束中继在轨验证试验

·变轨控制验证试验

·帆板任意偏置角跟踪太阳功能验证试验

·微生物控制试验。

通过这些试验进一步验证飞船设计功能,获取和积累载人环境相关的飞行试验数据。

时间更长

这是是因为此次任务中,航天员需完成组合体30天中期驻留任务,比神舟十号的15天翻了一倍。在这一个月中,要保障航天员的生活健康,也要保证航天员执行飞行任务的能力,飞船在驻留、应急、返回方面的保障能力就需要比过去更强。

任务流程

神舟十一号飞船入轨后,2天内完成与天宫二号的自动交会对接,形成组合体,航天员进驻天宫二号,组合体在轨飞行30天。期间,2名航天员将按照飞行手册、操作指南和地面指令进行工作和生活,按计划开展有关科学实验。

完成组合体飞行后,神舟十一号撤离天宫二号,并于1天内返回至内蒙古四子王旗着陆场,天宫二号转入独立运行模式。

交会对接

航天器的交会对接,**步要让两个飞行器在彼此距离相隔上万公里的太空能互相找到。所谓交会是指两个航天器接触之前,慢慢接近的过程。要求两个航天器在同一时间到达轨道上同一个位置,而且是要一个近似相同的速度。

飞船入轨后,地面人员将根据两个飞行器轨道的偏差来控制飞船变轨,经过若干次修正之后,飞船将一点一点接近天宫,直到相距约50公里的位置。神舟飞船经过2天的飞行,*终与天宫相见,接下来则要进行对接。这个过程需要两个航天器自主完成,所以需要不断地确认位置关系,调整自己的姿态和速度,做到步调一致才行。

神州十一号作业图

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对接

所谓对接,简单来讲就像火车车厢之间的挂钩连接。航天器之间的对接,也需要这样的过程,要保证两个重达8吨多的飞行器严丝合缝地对接到一起,对精度有着非常高的要求。

在对接过程中,两个航天器的相对速度要从之前的每秒7.8公里降到每秒0.2米,飞船上有像手一样的捕获装置,会先伸出手来把天宫二号紧紧抓住。通过飞船上交会对接的测量敏感设备,主动捕获天宫二号,然后逐渐靠近。对接过程中,小到指甲大小的齿轮和针头大小的接口,都要严丝合缝对在一起。顺利完成对接后,二者开始在太空中连体飞行。

技术创新

天地联系更紧密

神舟十一号飞船上配备了宽波束中继子系统,它能极大提高中继终端使用范围和工作能力,确保天地链路可靠性。力争使飞船每时每秒都能与地面连接上。

交会对接技术升级

光学成像敏感器是交会对接的眼睛,这一次交会对接的眼睛升级了。在“天宫二号”及以后的空间站任务中,交会对接会变成一项常态化任务,对接环境也将更复杂,这就对光学成像敏感器提出了更高要求。

之前神舟飞船与天宫一号的交会对接任务中,应用的都是CCD成像敏感器。本次神舟十一号与天宫二号的对接,采用新一代光学成像敏感器CRDS。升级版的CRDS产品在太阳杂光抑制能力、识别目标敏感度上有了大幅提升。敏感器首次捕获时间也由原来的约十秒缩短至不到几百毫秒。

中期驻留

神舟十一号在配置上进行了优化,存储了更多食品、饮水等航天员支持用品,满足航天员驻留需求。飞船上设有应急返回系统,以保障航天员安全。

热控设计优化

神舟十一号与天宫二号对接成功后,航天员要在组合体中完成30天中期驻留任务,长时间的驻留工作必须保证能源供应,这就需要太阳能帆板长时间对准太阳,为此组合体需要连续偏航。而在连续偏航过程中,部分设备会长期对着太阳,还有部分设备长期晒不到太阳。因此,神舟十一号飞船改进和优化了热控设计,以消除组合体连续偏航引起的返回舱温度过低、设备容易结露的风险,和推进舱、贮箱、发动机温度过高可能超上限的风险。

航天员生活保障

医健医保

飞行期间,地面医疗团队将综合利用医疗问询、基本生理指标检查、尿常规检测、心肺功能检查等手段,定期对航天员实施健康状态的评估。

更加注重飞行期间舱内微生物的控制,并且配备了预防治疗的一些药品和相关的医疗器械,以此来保证航天员的健康。

首次建立起了天地远程医疗支持系统,通过天地协同会诊解决航天员的在轨“看病”问题。

失重生理效应防护

天空二号配备了防护装备和锻炼设备来尽量降低失重对航天员带来的不利影响。如航天员可以使用套袋来解决飞行初期这种头晕和鼻塞等不适反应。通过使用拉力器自行车的锻炼,工作时穿着企鹅服,可对心肺功能下降,对肌肉萎缩和骨丢失进行综合防护。

营养健康保障

此次任务可提供近百种航天食品,食谱周期达到五天,膳食结构也更加科学,以满足航天员在轨飞行期间的能量摄入和他们的营养需求。同时也考虑了一些个性化的需求,并增强了食品的感官接受性

西安佰骏电子预祝神州十一号飞船飞行圆满结束,也预祝飞行员能平安着陆,与家人团聚。


 
 
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