科普中国之神舟十五号任务解读

航天科普专家 钱航

北京时间2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约10分钟后，神舟十五号飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。

长征二号 F 运载火箭是中国第一型载人火箭，全程参与了中国载人航天工程“三步走”战略的每一步，是我国现役唯一具有故障检测系统和逃逸系统的火箭，肩负着保障航天员安全进入太空的特殊使命和责任。素有“神箭”美誉。自1999 年首飞迄今，已成功发射 15 艘神舟飞船和 2 个空间实验室，成功率 100%。

(资料图)

而神舟飞船则是我国自行研制的用于天地往返运输人员和物资的载人航天器。飞船由轨道舱、返回舱和推进舱组成。轨道舱是航天员生活和工作的地方。返回舱是飞船的指挥控制中心，航天员乘坐其上天和返回地面。推进舱也称动力舱，为飞船在轨飞行和返回地面提供能源和动力。迄今为止共研制了15艘，其中第一、二、三、四号为无人试验飞船，神舟五号及后续型号为载人飞船。

发射当天，酒泉卫星发射中心气温约零下19摄氏度，这是空间站在轨建造阶段以来，发射温度最低的一次。那么火箭有哪些御寒装备呢？ “长五”火箭使用的是液氢液氧低温推进剂，是名副其实的“冰箭”。与它不同，长二F火箭是常温火箭，面对酒泉发射中心的低温天气，当然会感到“冷”。寒冷的冬季会增加火箭飞行难度，火箭液体发动机、逃逸固体发动机等部位会感到“冷”，这样会造成某些部件失效，严重时会影响飞行安全。

研制人员在设计初期，就为整个箭体调整到零下35摄氏度的适应能力，实现低温天气依旧能飞。遇上普通寒冷天气，火箭通常会在箭体外穿上一层“保温层”，即在火箭的整流罩、仪器舱和发动机舱处粘上白色的阻燃型聚乙烯泡沫塑料，阻挡冷风侵袭。这次发射，连火箭尾段也加上了“保温层”，“腿脚”保护得暖暖的。

除了火箭本身“穿”得厚，火箭“住”的房子还是“空调房”，厂房塔架上有多条空调管路，持续向整流罩送风，火箭的尾段也能通过舱口享受24小时不间断的空调暖风。哪怕外界白雪皑皑，冷如冰窖，整流罩和发动机舱内依然能保持适宜的温湿度环境。

此外，研制人员还贴心地推迟了发射塔第一组和第四组回转平台打开时间，减少了火箭暴露在外的时间。

神舟十五号、神舟十四号两个乘组6名航天员将在太空“会师”，“面对面”进行在轨交接，堪称本次任务的首要看点。在轨交接将是未来中国空间站运营期间主要的任务交接模式，相较地面交接更加高效可靠。 此次任务是中国空间站建造阶段的最后一棒，也是空间站应用与发展阶段的第一棒，具有承前启后的重要作用。

而在轨交接后，中国空间站将进入长期有人驻留模式。神舟十五号乘组作为空间站完成在轨建造后到访的首个乘组，将开展空间站三舱状态长期驻留验证工作，对航天器运行维护的管理工作量会大幅增加。除日常维护照料空间站外，航天员将完成15个科学实验机柜解锁、安装与测试，开展涵盖空间科学研究与应用、航天医学、航天技术等领域的40余项空间科学实验和技术试验。在轨期间，计划实施3-4次出舱活动，并将首次使用梦天实验舱的货物气闸舱转移物品，航天员的舱外活动范围也更为广泛，将给他们带来更大的挑战。

那载人火箭有哪些任务呢？自执行长二 F 遥十二火箭任务起，长二F火箭研制团队进入“发射1发、备份1发”及“滚动备份”的发射模式，为航天员的生命安全加上“双保险”。以往，长二 F 火箭发射神舟载人飞船前航天员乘组均已安全返回地面，但本次任务中神舟十四号与神舟十五号两个航天员乘组要进行在轨交班，这意味着长二 F 遥十五火箭在准备发射神舟十五号的同时，还承担着对神舟十四号航天员乘组的应急救援任务，救援任务直到发射前才能解除。

后续工程将转入为期10 年以上的应用与发展阶段，长二 F 火箭还将继续以每年 2 发的高频率执行发射任务，在我国空间站运营过程中担纲重任。

星空浩瀚无比，探索永无止境。中国空间站全面建成，这将是中国航天事业的又一个重要里程碑，将为人类和平利用太空作出开拓性贡献。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

团队/作者名称：钱航

审核：刘勇

出品：中国科协科普部

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