神舟十三、十四、十五号飞船,都在太空待了6个月,神舟十七也会待6个月。
然而神舟十六号,只在太空待了5个月。
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神舟十六号飞船是今年5月30日发射的,10月31日返回。
为什么神舟十六的飞行时间,少了一个月?是计划好的,还是发生了意外?
首先要说明,少了一个月不是意外,而是一开始就安排好的。
在神舟十六发射之前,中国航天就向全世界公布了时间表,确实一开始就只打算飞五个月。
既然不是遭遇了意外,那为什么少一个月呢?有人说是航天员的身体素质原因,但是这个猜测也不对。
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神舟十六的三位航天员,确实只有指令长景海鹏是飞行员出身。
朱杨柱是飞行工程师,桂海潮是载荷专家,他们俩都是博士,上太空主要是为了搞科研。
有人就猜测他俩的身体素质可能不如飞行员出身的航天员,而太空环境很恶劣,失重会让人体功能退化,所以给他们减掉一个月,防止他们在太空待太久,从而减轻太空病的症状。
太空病就是在太空失重环境下待太久了,肌肉萎缩、骨骼钙质流失,回到地球后完全没有力气,容易骨折。
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波利亚科夫透过舷窗玻璃
世界上在太空待的时间最长的人,是俄罗斯的波利亚科夫,在和平号空间站上连续飞行了437天,落地之后已经完全走不了路,花了一年多时间才慢慢恢复。
这个猜测听起来好像有道理,但仔细想想也站不住脚。
朱杨柱和桂海潮是从全国成千上万个候选人当中,通过层层考核,才进入第三批航天员队伍的,他们的身体训练,跟飞行员没有区别。
换句话说,他们不仅搞科研厉害,身体素质也跟飞行员基本一样,不存在专门照顾他俩、减少飞行时间的必要。
你别看桂海潮戴个眼镜,人家身体素质比咱们这些普通人强太多了。
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而且,我们给航天员制定了非常科学的太空健身、锻炼计划,落地之后还要进行至少半年的封闭式恢复疗养,可以明显减轻太空病的影响,在太空多待或者少待一个月,都不是什么问题。
神舟十六飞船只飞了五个月的真正原因,其实跟整个载人航天的长远计划有关。
压缩行程,是为了调整后面神舟飞船的发射时间,避开寒冷的冬天,让神舟十七提前一个月上去,神舟十六就要提前一个月下来。
神舟十五发射的时候,是去年的11月29日。
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酒泉在西北的大戈壁上,而且由于发射窗口刚好在晚上,气温最低可以达到零下20度,已经超过了长征2F火箭的设计发射温度。
那是长征2F火箭有史以来最冷的一次载人发射,造成了很大的麻烦。
航天员都穿着保暖内衣,火箭发射塔架每一层加装了空调暖风,让火箭在寒风中仍然保持10度左右的温度,防止零件和燃料冻坏。
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神舟十五发射前,火箭紧紧包裹在塔架里面,暖气全开
尽管如此,低温发射火箭的风险还是会增加。
神舟十五在太空待了6个月,今年6月回来的;如果神舟十六也待6个月,那么神舟十七又会刚好在十一月底的寒冷冬天发射。而且以后每年,每隔一艘都要在冬天发射。
所以,把神舟十六的飞行时间减少一个月,神舟十七就可以提前到十月底发射,这时候酒泉的平均气温仍然有七八度,不会太冷;
后续所有的神舟飞船,就跟着变成了四月或十月发射,全都避开了冬天的影响。
那为什么神舟十五恰好安排在了冬天呢?一开始神舟十五就避开冬天,不就好了吗?
这个问题,就跟中国空间站的建设节奏有关了。
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我们空间站建设速度是非常快的,2021年6月第一次发射,把核心舱打上去了,然后神舟十二号上去待了三个月。
当时核心舱只能住3个人,所以不能两艘飞船在轨轮换,中间都要隔一个月,神舟十三先下来,一个月之后神舟十四再上去。
但是到了神舟十五,情况就不一样了。
短短一年多时间,问天实验舱已经建好了,空间站的床位从3个增加到6个,所以开始在轨轮换,形成了半年一个周期。
而这时候刚好是2022年11月底,已经没办法再避开冬天了。
非要怪的话,就只能怪中国空间站的建设效率太高,不管寒冬酷暑,都风雨无阻。
另外补充一点,其实神舟四号也是冬天发射的,2002年12月30日。
我们早就积累了低温发射的经验,技术上根本不是问题,神舟十五也完全有把握。
但是低温发射确实很麻烦,零下二十度,火箭受得了,地面工作人员都可能受不了,太冷了人出错的概率也更大,长远打算,最好还是避开冬天。
所以神舟十五是载人航天史上第一次,可能也是最后一次低温发射,以后可能不会再有了。
一方面要感谢神舟十六调整了时间,造福了后面的神舟飞船;另一方面,我国新一代载人飞船很可能不再是酒泉发射,改成海南文昌发射。
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我国新一代飞船早期方案
海南就算是冬天也很暖和,不存在低温的问题,航天员也就不用再穿着秋衣秋裤上太空然后再脱掉了。
那么最后还有个问题,为什么每次都是6个月呢,不能更长一点时间吗?
因为神舟飞船的设计寿命就是180天。
起初神舟飞船的设计寿命只有一周,后来不断增加,20天、30天,然后加到了180天。
要增加飞船的在轨寿命,主要是解决在太空长时间飞行的老化和损耗问题。
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在轨飞行的神舟飞船
比如说,太空极端真空的环境,飞船受到太阳照射的一面有100多度,背光的另一面是零下一百多度。
两三百度的温差,零件不能出故障,坚持几天、十几天可能不难。
但是坚持180天仍然不出故障,技术难度就提高了一个数量级。
再比如说,飞船返回舱的表面,有一层烧蚀隔热材料,蜂窝状的。
这种材料能承受飞船跟空气剧烈摩擦产生的2000度高温,蒸发带走大部分热量,保持返回舱内部仍然低于30度。
但是如何保证这种材料长时间在太空的冰冷环境中不变脆,又是个问题。
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中国空间站的异体同构周边式对接机构
还有个例子。
飞船的对接口,都是非常光滑的金属面,牢牢跟空间站的舱口对接在一起。
在极低的温度下,两块金属长时间紧密接触,会发生融合的情况,也就是“冷焊”。
如果飞船和空间站的对接口发生了冷焊现象,那飞船就无法脱离空间站,航天员就会无法返航。
所以必须用一种办法,处理对接口的金属表面,防止发生冷焊,确保不会粘在一起。
像这样的问题,还有成千上万个。
解决掉这些问题,神舟飞船才能从一开始的7天寿命,增加到如今的180天。
神舟飞船的寿命还能增加吗?当然能,增加到200天、300天,都是能做到的。
但是没必要。综合人员轮换、任务需求,目前保持半年一换的节奏,是比较优化合理的选择。
至于未来要在太空待一年、两年,也不用神舟飞船,到时候就靠新一代载人飞船了。
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长征十号发射新一代飞船
新一代载人飞船设计寿命就超过了两年,而且可以部分重复使用,以后我专门写一篇中国新一代载人飞船的分析,这里先不多说了。
总之,神舟十六只在太空飞5个月,主要是为了调整后续发射计划的时间,避开酒泉的冬天。