对天宫一号的认识和感受(即将完成历史使命)

天宫一号是中国研发的一个目标飞行器,目的是作为其他飞行器的接合点,是中国太空实验室计划的实验性轨道飞行器。天宫一号是一个重达8.5吨的实验性轨道飞行器,设计寿命为两年,于北京时间2011年9月29日21时16分3.507秒发射升空。

中国在2011至2013年内,相继发射神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船,分别与天宫一号完成太空交会对接。神舟八号已于2011年11月1日发射,并在11月3日和14日两次成功与天宫一号对接。2012年6月18日中午,神舟九号携三名宇航员和天宫一号对接成功,宇航员成功进入到天宫一号内部。

2016年3月21日,中国载人航天工程办公室宣布天宫一号,在完成各项在轨试验后,其历史任务已完成,并终止了数据连接,飞行器将进入地球大气层。经北京航天飞控中心和专业机构分析,预计天宫一号再入大气层的时间在2018年3月31日至4月4日之间。后续,中国载人航天工程官方网站将每日发布有关监测预报信息。

对天宫一号的认识和感受(即将完成历史使命)(1)

神舟九号的三名宇航员,左起分别为景海鹏、刘旺、刘洋。

天宫一号与神舟九号第一次组合体飞行期间,航天员短期驻留六天,开展载人环境维护操作、在轨航天医学实验和更换维修性试验等工作。2012年6月16日17时6分,景海鹏开启了天宫一号实验舱的舱门。景海鹏和刘旺于17时7分相继进入天宫一号。在此期间,女航天员刘洋在返回舱值守。十几分钟后,刘洋也进入天宫一号实验舱。

2013年6月18日,神舟十号航天员驾驶飞船与天宫一号目标飞行器顺利对接,航天员进入到天宫一号内部,将开展为期十五天的在轨生活和科研活动。2012年6月20日,中国女航天员王亚平在天宫一号上进行了首次五十分钟的太空授课。

天宫一号实验舱内有不少电子设备。为了保证安全,飞行器内部气密隔枪,采用了大量圆角设计,避免航天员与舱壁碰撞而受伤。天宫一号内每个区域旁边,都设有数量不等的手脚限位器,总数达到三十余个,每个长约二十厘米,采用锦丝带材质的手脚限位器设置在舱壁四周。这种小型装置可以让航天员在失重飘移状态下,固定航天员。

对天宫一号的认识和感受(即将完成历史使命)(2)

二〇一三年六月,天宫一号的飞行轨道的地面投影

中断数据连接和烧毁

2016年3月21日,中国载人航天工程办公室宣布天宫一号超越了预期服役了两年半,在完成各项在轨试验后,其历史任务已完成,并终止了数据连接,天宫一号由于电池故障飞行器将进入地球大气层烧毁。经北京航天飞控中心和专业机构分析,预计天宫一号再入大气层的时间在2018年3月31日至4月4日之间。后续,中国载人航天工程官方网站将每日发布有关监测预报信息。IADC(Inter-Agency Space Debris Coordination Committee)及CORDS(Center for Orbital and Re-entry Debris Studies)预测坠落范围约落在北纬42.8°至南纬42.8°之间,人员遭碎片击中机率低于百万分之一。

组成

天宫一号飞行器长十点四米、最大直径3.35米、重量约8.5吨。

天宫一号内部分为两个舱,包括了为航天飞行提供动力资源舱,也作为了航天员生活工作的密封仓。并在前半部分附设一个临时性质的实验舱,前端有一个对接机构,还有一些实验袋,可进行一些医学、再生生保实验等;

交会对接

神舟八号

  • 2011年11月3日,神舟八号与天宫一号于3日凌晨1时36分完成对接,是中国太空史上第1次航天器对接。

  • 2011年11月14日19时28分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船交会对接机构顺利解锁,组合体成功分离,神舟八号飞船缓缓撤离至140米停泊点。20时00分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号与神舟八号成功进行第二次交会对接。这次对接试验成功,进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能,获取了相关数据,达到了预期目的。

对天宫一号的认识和感受(即将完成历史使命)(3)

天宫一号(左侧)和神舟飞船(右侧)对接的示意图

神舟九号

  • 2012年6月18日14时14分,在完成捕获、缓冲、拉近和锁紧程序后,神舟九号与天宫一号紧紧相牵,中国首次载人交会对接(自动交会对接)取得成功。对接完成、两飞行器形成稳定运行的组合体后,航天员将于17时22分进入天宫一号目标飞行器。实际上,航天员于17时07分陆续进入天宫一号飞行器,早于原定时间。

  • 在组合体飞行6天后(6月24日),神九和天宫一号将再次分离,在航天员的手动控制下完成第二次交会对接。6月23日,中国载人航天工程新闻发言人宣布,经任务总指挥部研究决定,天宫一号与神舟九号手控交会对接计划于6月24日12时38分实施,航天员将手动控制神舟九号飞船完成与天宫一号的交会对接任务。

  • 2012年6月24日,神舟九号航天员驾驶飞船与天宫一号目标飞行器顺利对接,中国首次空间手控交会对接试验成功。这一操作是由43岁的航天员刘旺实施的。12时许,他通过手柄控制飞船的姿态、速度和方向,使神舟九号从140米外向天宫一号缓缓接近,最终成功捕获天宫一号。这意味着,中国完整掌握了空间交会对接技术,具备了以不同对接方式向在轨飞行器进行人员输送和物资补给的能力。

神舟十号

  • 2013年6月11日17时38分,神舟十号发射升空,17时48分飞船成功进入预定轨道。

  • 2013年6月13日13时18分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接机构锁紧,二飞行器形成组合体,成功实现自动交会对接。

  • 2013年6月13日16时17分,神舟十号飞船航天员成功开启天宫一号舱门,聂海胜、张晓光、王亚平以漂浮姿态入驻天宫一号。进行为时12天的短期的有人照管实验,期间进行了包括空间授课,这将是继奋进号之后,世界第二次空间授课,由王亚平主讲。

  • 2013年6月23日8时26分,三名航天员进入神舟十号飞船,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器分离,准备进行手动交会对接。

  • 2013年6月23日10时00分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接环接触。

  • 2013年6月23日10时07分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接机构锁紧,二飞行器形成组合体,成功实现手动交会对接。

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