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神舟九號載人飛船與天宮一號堪稱完美的自動交會對接標志著我國航天事業又向前邁出了一大步,為我國載人航天技術的發展圖卷添上了濃墨重彩的一筆。數小時後,當身穿藍色艙內工作服的航天員景海鵬順利開啟了『神九』軌道艙艙門和天宮一號艙門,慢慢進入天宮一號。這歷史性的一幕深深印在了十幾億中華兒女的心中。
6月22日,在天宮一號和神舟九號組合體正常飛行狀態下,航天員劉旺操作飛船姿態控制手柄,對組合體飛行姿態進行控制試驗,並取得圓滿成功。在人們期待的目光中,『神九』手控交會對接也即將到來,手控對接任務的成功完成離不開技術方面的保障,它們既為飛船運行保駕護航,也為成功對接增添了籌碼。
電郵視頻傳輸天地近在咫尺間
6月19日15時46分,神舟九號飛行乘組成功接收了來自祖國的第一封電子郵件,內容包括文字、圖片和視頻等。18時50分,地面與航天員雙向視頻通話試驗也開始了。這是地面第一次以電子郵件的形式向航天員發送信息,也是天地之間第一次實現真正的『面對面』,標志著太空通訊試驗取得成功。北京航天飛控中心天地通信系統負責人賈文軍說:『神六發射時,聶海勝能聽到女兒唱的生日歌,卻看不到女兒的樣子;神七任務時,航天員翟志剛成功出艙,手舉五星紅旗送來問候的時候,也無法看到飛控大廳中的情況;從神舟九號開始,地面可以向太空發送圖像,這是從無到有的一個突破。』從此以後,太空萬裡征程,天地近在咫尺。
那麼天地之間聲音與圖像的這種同步傳輸是如何實現的呢?原來是測控通信系統在為『神九』對接任務出力。而『神九』與地面成功進行的電子郵件和視頻通話傳輸試驗也標志著陸海天一體化的測控通信系統的建成。我國載人航天工程測控通信系統總設計師錢衛平認為,『神八』時已經初步建成了體系結構,『神九』在有人狀態下將進一步考核和固化這一體系,使之成為長久支持中國載人航天活動的優良體系結構。
除了通訊試驗外,航天員們還要在太空中進行撲熱息痛的藥代動力學研究、睡眠試驗等各種航天醫學和空間科學試驗,獲取太空中各種重要的科學數據,為後續研究提供經驗。
預防碎片撞擊護衛太空新家園
作為航天員的太空家園,保證天宮一號的安全至關重要。隨著各國航天活動不斷增加,在無際太空中漂浮的碎片也越來越多。據不完全統計,太空中現有直徑大於10厘米的碎片9000多個,大於1.2厘米的有數十萬個,而漆片和固體推進劑塵粒等微小顆粒可能數以百萬計。這些碎片一旦與航天神聖器相撞,將產生難以想象的巨大破壞力。
這些碎片的運行無法預測,可以說是太空交通事故的最大肇事者。為了確保天宮一號在太空飛行的每一天都安全,地面科技人員引入碰撞概率的概念,這一概念表示碎片與天宮一號發生碰撞的概率。萬一遇到危險,技術人員會向天宮一號發出指令,改變飛行軌道,避開危險物後再回到預定軌道繼續飛行。除此之外,天宮一號自身還帶有防護板,可以抵消一些微小碎片的撞擊,2-3毫米厚的金屬外衣也能起到很好的防護作用,為順利完成接下來的手控交會對接提供了保障。
除了技術保障外,天宮一號目標飛行器在壽命末期將主動離軌,隕落在指定海域。這意味著天宮一號不僅能避免空間碎片的破壞,還能防止自己成為新的空間碎片。
耐真空密封圈手控對接添信心
『神九』與天宮一號的成功一吻,已成為茫茫太空中最動人的一幕。但是『相吻』後,兩個航天器之間必須天衣無縫地貼合,不能留一絲縫隙,如果密封性不好,就會使艙內氣壓降至接近真空,大部分儀器設備將因帶電粒子輻射完全喪失功能,還會直接影響航天員的生命安全。因此,交會對接機構的密封圈又被媒體稱為航天員的『生命之圈』。
由於太空環境的特殊性,密封材料要能承受高真空、紫外線、高低溫交替變化和各種形式的強輻照,普通密封材料難以做到。科研人員通過7年夜以繼日的技術攻關,終於成功研制出符合各項指標要求、直徑達1.5米、采用特種環保材料制成的對接機構密封圈。它能夠在零下110℃的條件下保持良好的柔性和彈性,還具備強大的耐真空和輻射的性能,同時具有較低的黏著力,不會對『神九』與天宮一號的分離造成阻礙。
過不了多久,兩個航天器將再次分離,由航天員進行手控交會對接。根據出發前的分工,航天員劉旺是手控交會對接任務的操作手。其實他在地面時已經進行了幾千次的訓練,但在太空中進行操作尚屬首次。當談及這個問題時,他自信地說,他有百分之百成功的把握。自信源於實力,他堅定地說:『我不僅相信自己的實力,還相信我們團隊的實力,更相信全系統工程人員細致的工作和產品的質量!』
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探秘瑰麗的深海世界
對科研人員而言,采集樣本是此次跟隨蛟龍號下潛的重要原因。蛟龍號設計目的之一是探尋深海中的秘密。使用潛水器,能實現精確定位采樣,並在海底現場對海洋生物進行觀察拍攝,這對於生物取樣而言是難能可貴的。國家海洋局海洋二所副研究員劉誠剛表示,蛟龍號具有保壓采水功能,這樣就可能獲取活體的嗜壓型細菌進行培養,進而分析其特殊功能基因和活性物質。科學家表示,在沈積物樣品中,除了生活在其中的多毛類、甲殼類、軟體動物等底棲動物外,最為豐富的是存在沈積物中的微生物,這些海底生物可幫助科學家研究海底氣候變遷等課題。
據悉,此前有研究機構利用深海無人探測器,在探測馬裡亞納海溝時,從海底的表層堆積物中,首次分離出帶殼的海生單細胞生物有孔蟲類。它們在分類學上是未記載的新種類。遺傳基因分析顯示,新發現的帶殼有孔蟲類與現在海洋中常見的帶殼種類大約在8至10億年前走上了兩條進化道路,前者可稱為海底的活化石。由於深海沈積物是漫長歷史歲月中,由海洋上層的沈降物質逐漸堆積形成的,其中很大一部分是上層浮游生物的骨骼或細胞體結構殘留部分。因此,對沈積物的斷層分析,還能反演海洋上層生物群落的演變,以及海洋氣候環境的變遷。
(李理)