2009年,世界的载人航天活动进行的顺风顺水,美、俄、日等国都完成了预定的飞行任务,使大家都松了一口气,并对2010年的世界载人航天活动更加充满了信心。
美国表现突出
图:发现号
美国在2009年的载人航天活动中有突出的表现,尤其是冒着很大风险成功在轨维修了“哈勃”空间望远镜,成功试射了首枚新一代运载火箭“阿瑞斯1-X”,为今后发射新一代载人飞船“猎户座”奠定了基础。3月15日,“发现”号航天飞机成功发射。它于3月17日与“国际空间站”对接。对接期间,航天员共进行3次太空行走,安装了第4组太阳能电池翼和S6托架,以保证空间站的电源全面启动。3月28日,“发现”号返回地面。
5月11日,“亚特兰蒂斯”号航天飞机成功发射,执行第5次、也是最后一次“哈勃”空间望远镜在轨维修任务(本刊注:详见2009年第三期杂志专题)。此次飞行任务还是美国航天飞机最后一次执行不是以“国际空间站”为目的地的飞行任务。在这次发射中,为了保障“亚特兰蒂斯”号的安全,还准备了紧急救援用的“奋进”号,此举在航天史上尚属首次。5月24日,“亚特兰蒂斯”号返回地面。
7月8日,NASA成功测试了未来可能使用在“猎户座”载人飞船的逃生系统。这一名为“马克斯异常中断飞行系统”(Max Launch Abort System,简称MLAS)的科技设施将帮助航天员在发射台及入轨阶段成功脱离危险。此次试验是一次无人模拟试验。
7月15日,“奋进”号航天飞机成功发射。7月31日,“奋进”号返回地面,途中释放了2颗微小卫星,用于验证新技术,研究地球大气。
8月29日,“发现”号航天飞机成功发射。在与“国际空间站”对接期间,完成3次太空行走。9月21日,“发现”号返回地面。
10月27日,美国成功试射了首枚新一代运载火箭“阿瑞斯1-X”(本刊注:详见2009年第六期杂志专题)以获得宝贵数据来检验火箭设计的有效性,验证飞行的安全性和稳定性,并测试火箭硬件、模型、设备和地面相关操作。
11月16日,“亚特兰蒂斯”号航天飞机成功发射。对接期间,“亚特兰蒂斯”号航天员们进行了3次太空行走。“亚特兰蒂斯”号于11月27日在佛罗里达州肯尼迪航天中心着陆。
至此,国际空间站建设工作已经完成了83%以上。按计划,美国现役3架航天飞机——“发现”号、“奋进”号和“亚特兰蒂斯”号在2010年9月退役前还将飞行5次。
图片:进步M66
俄罗斯也有亮点
俄罗斯在2009年不仅完成了预定载人航天任务,还继续试验了新型货运飞船、舱外航天服,以及向国际空间站发射了1个研究舱,并把2名太空游客送上了国际空间站,从而“大赚了一把”。
2月10日,1枚“联盟-U”火箭成功发射了“进步M-66”货运飞船,为国际空间站送去重约2.5吨的食品、水、燃料、设备,以及俄罗斯生产的第2件采用微电脑控制的智能化舱外航天服——奥兰-MK,还为空间站航天员们准备了精美的礼物、新鲜水果、甜点以及电影光盘、书籍、杂志等物品。经过3昼夜的自主飞行,该飞船于2月13日与国际空间站码头号对接舱成功对接。
3月26日,1枚“联盟-FG”火箭成功发射了“联盟TMA-14”载人飞船,为国际空间站送去太空游客查尔斯·西蒙尼(Charles Simonyi)和2名第19长期考察组航天员。
5月7日,1枚“联盟-U”火箭成功发射了“进步M-02M”货运飞船,为国际空间站送去了约2.5吨的食品、水、燃料、设备,以及俄罗斯生产的第3件智能化舱外航天服——奥兰-MK。“进步M-02M”是俄罗斯发射的第2艘新型货运飞船,配有运行速度更快的先进数字化控制系统,比以前发射的货运飞船质量更轻,与空间站的对接更加准确。它飞行了约5昼夜,于5月12日与国际空间站对接。6月30日,“进步M-02M”货运飞船脱离国际空间站并开始自动飞行,最后于7月中旬坠入太平洋预定海域。
5月27日,1枚“联盟-FG”火箭成功发射了“联盟TMA-15”载人飞船,为国际空间站送去了第20长期考察组的俄罗斯航天员罗曼·罗曼年科(Roman Romanenko)、比利时航天员弗兰克·德温内(Frank De Winne)和加拿大航天员罗伯特·瑟斯克(Bob Thirsk),使空间站长期考察组人员首次从3人增加到6人。第19长期考察组的根纳季·帕达尔卡将继续担任“国际空间站”指令长。
7月29日,1枚“联盟-U”火箭成功发射了“进步M-67”货运飞船,为国际空间站送去了2.5吨补给品。“进步M-67”运载飞船给每一位航天员都带来了来自地面亲人和心理医师的礼物,让来自地面的温馨问候温暖这些天外游子寂寞的太空生活。同时,最新一期的《航天新闻》杂志和《俄罗斯航天》杂志也准时送到,让这些航天骄子们在太空也能和地面的同事分享最新的航天信息。“进步M-67”运载飞船携带的最重要的礼物是送给空间站上最年轻的航天员罗曼·罗曼年科。8月9日,罗曼·罗曼年科在空间站欢度自己的38岁生日,他的亲人、心理医师以及航天服设计师为他准备了一份惊喜。
9月30日,1枚“联盟-FG”火箭成功发射了“联盟TMA-16”载人飞船,为国际空间站送去了世界第7位太空游客拉利伯特(加拿大人)和第21长期考察组的俄罗斯航天员马克西姆·苏拉耶夫(飞船指令长)、美国航天员杰弗里·威廉姆斯。
10月15日,1枚“联盟-U”火箭成功发射了“进步M-03M”货运飞船,为国际空间站送去了2.5吨补给品。由于安装了新型数字处理系统,“进步M-03M”在太空连续飞行的时间由原先的4天延长到5天。
11月10日,1枚“联盟-U”火箭成功发射了“进步M-MIM2”货运飞船,为国际空间站送去一个8吨的探索号小型实验舱(MRM-2)与“星辰”号服务舱对接。该舱于2009年12月正式启用,是俄罗斯向国际空间站发射的第4个实验舱,其结构与空间站上的码头号对接舱类似,不过安装的设备更为先进,可用于对接“联盟”系列载人飞船和“进步”系列货运飞船,并承担空间站“星辰”号服务舱的部分功能,空间站航天员也能从“探索”号出舱进行太空行走。但“探索”号的主要用途还是科学实验,它能增加空间站内俄方科学实验的数量。“进步M-MIM2”货运飞船还为国际空间站送去约850千克重的科研设备、食品、氧气和水等。除这个小型试验舱外,俄罗斯还计划于2010年和2011年各发射一个实验舱,其中“MRM-1”将于2010年5月由“亚特兰蒂斯”号航天飞机(STS-132)运往国际空间站,与“曙光”号功能货舱对接。这些实验舱将提高空间站俄罗斯舱段的能源供给,推动俄罗斯空间科学实验项目的开展。国际空间站上目前已经有11个舱,其中俄罗斯拥有“星辰”号服务舱、“曙光”号功能货舱、“码头”号对接舱、“探索”号实验舱。
12月1日,国际空间站3名航天员乘俄“联盟TMA-15”载人飞船返回舱按计划安全返回地面。他们是在国际空间站工作了188天的第20长期考察组成员俄罗斯航天员罗曼·罗曼年科、比利时航天员弗兰克·德温内和加拿大航天员罗伯特·瑟斯克。这3名航天员驻站期间,共接待了3架美国航天飞机、2艘俄罗斯货运飞船及日本首艘货运飞船,俄方发射的“探索”号小型实验舱也在此期间安装至国际空间站。
12月21日,1枚“联盟-FG”火箭成功发射了“联盟TMA-17”载人飞船,为国际空间站送去了俄罗斯航天员奥列格科托夫、美国航天员蒂莫·克里默以及日本航天员野口聪一。野口聪一将是继秋山丰宽之后第2个乘坐俄罗斯“联盟”号系列载人飞船的日本航天员。“联盟TMA-17”是1967年以来“联盟”系列载人飞船的第104次飞行。这艘载人飞船停靠在国际空间站旁,作为第22长期考察组的紧急逃生工具。
图片:htv货运飞船
日本大功告成
日本在2009年航天活动最显著的成果是在载人航天领域,日本不仅完成了“希望”号日本实验舱的建造,还用首枚H-2B火箭成功发射了HTV。
7月15日,“希望”号日本实验舱的最后一部分——暴露设施(EF)和实验后勤舱-暴露段(ELM-ES)外部实验平台搭乘“奋进”号航天飞机前往国际空间站,从而完成国际空间站最庞大、最复杂的实验舱建造。“希望”号总重24.8吨,长18米,宽10米,平均用电量5.7~6千瓦,峰值功率需求达25千瓦。所以,“希望”号日本实验舱分3次发射。
2008年3月11日用航天飞机发射了实验后勤舱-增压段和增压舱的内部支架。实验后勤舱-增压段为圆柱形,位于增压舱的顶部,直径4.2米,高3.9米,重约5吨,内有8个机柜,用于为增压舱运输和储存各种物品,还可作为增压舱的附加实验室或安全救生容器。
2008年5月31日用航天飞机发射了增压舱和遥控机械臂。该增压舱对接在“和谐”号节点2号舱上,长11.2米,最大直径4.2米,内装有23个机柜,其中10个为国际标准有效载荷机柜,13个为储物机柜和有源系统机柜。日本实验舱的研究项目以材料加工、蛋白质晶体生长和流体动力学为主。该舱内日常可容纳2名航天员,最多可容纳4名航天员。
2009年7月15日发射的暴露设施位于增压舱后端的气闸舱下方与增压舱相连,上面的所有实验都是暴露在空间环境中进行的。它为科学家提供一个暴露在空间环境中的研究平台,可进行科学观测、对地观测、通信以及需要暴露环境的航天技术研究。暴露设施由2个实验台组成,可安装10个需要暴露在空间环境中的有效载荷,用于为科学家提供一个暴露在空间环境中的研究平台,可进行科学观测、对地观测、通信以及需要暴露环境的技术研究。暴露设施上装有遥控机械臂,实验设备由机械臂操作和控制。同时发射的后勤舱-暴露段位于暴露设施前端,可容纳3个有效载荷,用于为暴露设施储备和提供物资。
“希望”号日本实验舱用于进行微重力下的医药、生物、生物技术和通信等实验,这将有助于进一步推动月球和火星探测工程。由于该舱足有一辆双层巴士那样大,日本用不了这么大空间,所以已多次表示愿意出租部分舱段空间。
9月11日,日本用首枚H-2B火箭成功发射了HTV,并与国际空间站对接(本刊注:详见2009年第五期杂志专题)。这是日本继为国际空间站建造最大的实验舱“希望”号之后,对国际空间站工程的又一大贡献。它在完成任务后,于2009年11月2日携带废物成功再入大气层焚毁。从2010年年末到2016年,日报计划每年发射1艘HTV,总共发射6艘。
2010年,举世注目的“航天母舰”——国际空间站将建造完毕,用途广泛但存在先天不足的航天飞机也将退出驰骋近30年的太空舞台,所以这一年将是未来载人航天的新起点。人们最关心的是国际空间站能干什么用?它将运行到哪一年?是美国主张的2015年,还是俄罗斯建议的2020年?航天飞机退役后,俄罗斯、欧洲、日本的天地往返运输器是否能满足国际空间站的需求?让我们大家拭目以待吧。