據(jù)央視新聞消息，2021年6月17日9時22分，我國長征二號F運(yùn)載火箭搭載神舟十二號載人飛船順利升空，并取得圓滿成功，發(fā)射地點(diǎn)位于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。這是繼2016年10月神舟十一號飛行任務(wù)以來，時隔近五年，我國再次發(fā)射載人飛船。
本次搭乘神舟飛船的航天員分別是：聶海勝、劉伯明和湯洪波。三名航天員中，特級航天員聶海勝參加過神舟六號、神舟十號載人飛行任務(wù)，特級航天員劉伯明參加過神舟七號載人飛行任務(wù)，二級航天員湯洪波是首次飛行。
這是神舟系列飛船的第十二次飛行任務(wù)，同時也是第七次載人發(fā)射任務(wù)。
圖注：神舟十二號載人飛船飛行乘組。從左向右依次是：湯洪波、聶海勝和劉伯明。
神舟十二號的飛行目標(biāo)是對接我國空間站“天和”核心艙，三名航天員將成為“天和”核心艙的首批“入住人員”。
按計(jì)劃，他們要在空間站駐留三個月，這將創(chuàng)造我國航天員在太空駐留天數(shù)的新紀(jì)錄。在太空期間，他們將開展艙外維修維護(hù)、設(shè)備更換、科學(xué)應(yīng)用載荷等一系列操作。
一、載人神箭：長征二號F
圖注：神舟十二轉(zhuǎn)場照片。
長征二號F火箭安全性極高，主要用于載人航天。火箭高58.34米，由四個助推器、芯一級火箭、芯二級火箭、整流罩和逃逸塔組成。其中，芯級直徑3.35米，助推器直徑2.25米，逃逸塔位于火箭頂部，因此長征二號F火箭的辨識度非常高。在發(fā)射初始階段，一旦航天員有危險，逃逸塔上的火箭會迅速點(diǎn)燃，可快速把航天員帶到安全的高度并最終安全落地。
二、太空擺渡車：神舟飛船
神舟飛船是我國自行研制，用于天地往返運(yùn)送航天員。飛船主體由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙構(gòu)成。
圖注：神舟載人飛船結(jié)構(gòu)（藝術(shù)圖）。
軌道艙是一個圓柱體，總長度為2.8米，最大直徑2.27米，一端與返回艙相通，另一端與空間對接機(jī)構(gòu)連接。軌道艙集工作、吃飯、睡覺和清潔等諸多功能于一體。軌道艙的兩側(cè)安裝有太陽能電池板，在獨(dú)自飛行時也有電能供應(yīng)。
返回艙呈鐘形，有艙門與軌道艙相通。返回艙是飛船的指揮控制中心，長2米，直徑2.4米，內(nèi)設(shè)可供三名航天員斜躺的座椅，供航天員起飛、上升和返回階段乘坐。
推進(jìn)艙呈圓柱形，長3米，直徑2.5米，底部直徑2.8米，內(nèi)部裝載推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)和推進(jìn)劑，為飛船提供調(diào)整姿態(tài)和軌道以及制動減速所需要的動力，還有電源、環(huán)境控制和通信等系統(tǒng)的部分設(shè)備。
三、太空快遞小哥：天舟飛船
圖注：天舟貨運(yùn)飛船（藝術(shù)圖）。
2021年5月29日，天舟二號貨運(yùn)飛船發(fā)射成功，并與“天和”核心艙進(jìn)行了交會對接、推進(jìn)劑補(bǔ)加和組合體飛行。天舟二號飛船密封艙攜帶的貨物重量約 4.69 噸，推進(jìn)劑約 1.95 噸，物資總重近 6.64 噸。其中包括，能供三人三個月使用的消耗品、二套艙外航天服以及平臺物資等。為本次神舟十二航天員進(jìn)駐空間站做好了生活物資準(zhǔn)備。
四、神舟飛船任務(wù)極簡史
神舟一號于1999年11月20日發(fā)射，1999年11月21日成功返回，全程歷時21小時11分。這是第一艘無人試驗(yàn)飛船。
神舟二號于2001年1月10日發(fā)射，2001年1月16日成功返回，全程歷時7天10小時22分。這是中國載人航天工程的第二次飛行試驗(yàn)，標(biāo)志著中國載人航天事業(yè)取得了新的進(jìn)展。
神舟三號于2002年3月25日發(fā)射，2002年4月1日成功返回，全程歷時6天18小時51分。這是中國載人航天工程發(fā)射的第三艘飛船，為一艘正樣無人飛船。
神舟四號于2002年12月30日發(fā)射，2003年1月5日成功返回，全程歷時6天18小時36分。神舟四號在半年運(yùn)行中，初步探明飛船運(yùn)行軌道的空間環(huán)境狀況，為神舟飛船正式載人積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
神舟五號搭載楊利偉于2003年10月15日發(fā)射，2003年10月16日成功返回，全程歷時21小時23分。神舟五號的成功發(fā)射實(shí)現(xiàn)了中華民族千年飛天的愿望。
圖注：2003年，楊利偉乘坐神舟五號飛船安全返回。
神舟六號搭載費(fèi)俊龍和聶海勝于2005年10月12日發(fā)射，2005年10月17日成功返回，全程歷時4天19小時33分鐘，實(shí)現(xiàn)我國航天員首次多人多天飛行。
神舟七號搭載翟志剛、劉伯明和景海鵬于2008年9月25日發(fā)射，2008年9月28日成功返回，全程歷時2天20小時27分鐘。在此期間，實(shí)現(xiàn)我國航天員首次空間出艙活動。
神舟八號于2011年11月1日發(fā)射，2011年11月17日成功返回，全程歷時16天13小時34分鐘。這是一次無人發(fā)射，主要目的是驗(yàn)證神舟飛船與天宮一號的對接。
神舟九號搭載景海鵬、劉旺和劉洋于2012年6月16日發(fā)射，2012年6月29日成功返回，全程歷時12天15小時24分鐘。飛船同天宮一號實(shí)施了自動交會對接，在此次任務(wù)中，中國首位女宇航員劉洋進(jìn)入太空。
神舟十號搭載聶海勝、張曉光和王亞平于2013年6月11日發(fā)射，2013年6月26日成功返回，全程歷時14天14小時29分鐘。在此期間，神舟十號與天宮一號組成組合體飛行12天，航天員還首次進(jìn)行了太空授課。
神舟十一號搭載景海鵬和陳冬于2016年10月17日發(fā)射，2016年11月18日成功返回。全程歷時32天6小時29分鐘。在此期間，神舟十一號與天宮二號實(shí)現(xiàn)自動交會對接工作，為中國空間站建造運(yùn)營和航天員長期駐留奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
神舟十二號搭載聶海勝、劉伯明和湯洪波于2021年6月17日發(fā)射，對接我國空間站“天和”核心艙，他們將在那里停留90天，將創(chuàng)造我國載人航天的新紀(jì)錄。
五、空間站“天和”核心艙
“天和”核心艙是我國空間站的核心組成部分，全長16.6米，最大直徑4.2米，質(zhì)量22.5噸，由目前我國運(yùn)載能力最強(qiáng)的長征五號系列運(yùn)載火箭發(fā)射入軌。核心艙在設(shè)計(jì)上有很大突破，供航天員工作生活的空間達(dá)到了50立方米，可支持三名航天員長期在軌駐留。
六、完全建成后的空間站什么樣子？
圖注：建成后我國空間站的基本結(jié)構(gòu)，可見貨運(yùn)飛船、載人飛船與核心艙對接的狀態(tài)（藝術(shù)圖）。
按計(jì)劃，2022年前后，建成后的空間站將由一個核心艙和兩個實(shí)驗(yàn)艙組成，整體呈現(xiàn)一個T字形結(jié)構(gòu)。除了這次的 “天和”核心艙外，另外兩個實(shí)驗(yàn)艙分別名為“問天”和“夢天”。
其中，核心艙又可細(xì)分為：節(jié)點(diǎn)艙、生活控制艙和資源艙。節(jié)點(diǎn)艙用于對接“神舟”載人飛船、用于空間實(shí)驗(yàn)艙的停泊和航天員的出艙；生活控制艙用于航天員工作、實(shí)驗(yàn)和睡眠休息等；資源艙為核心艙提供能源保障和對接“天舟”貨運(yùn)飛船等。
“問天”和“夢天”兩個實(shí)驗(yàn)艙分別用于生物、材料、微重力流體和基礎(chǔ)物理等方面的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
具體來講，“問天”實(shí)驗(yàn)艙主要用于開展艙內(nèi)和艙外空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，也是航天員的工作生活場所和應(yīng)急避難場所，配備有航天員出艙活動專用氣閘艙，支持航天員出艙活動，還有小型機(jī)械臂，可進(jìn)行艙外載荷自動安裝操作。
除此之外，它還有核心艙部分關(guān)鍵平臺功能，這意味著在需要的時候，還可以接管對空間站的管理和控制。“夢天”實(shí)驗(yàn)艙除具備和“問天“實(shí)驗(yàn)艙類似的功能外，還配置有貨物專用氣閘艙，在航天員和機(jī)械臂的輔助下，支持貨物、載荷自動進(jìn)出艙。
在空間站常態(tài)化運(yùn)行后，將有三名航天員作為一個乘組長期駐留，定期輪換。輪換期間，最多可有6名航天員同時在空間站工作，完成交接后，前一個乘組乘坐載人飛船返回地球。
七、為什么非要去太空？
從上文中可以看出來，現(xiàn)在建設(shè)空間站的主要目的是做科研工作，做地面上不能很好實(shí)現(xiàn)或根本無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。空間站繞著地球以接近第一宇宙速度運(yùn)動，空間站里一直處于失重狀態(tài)，或者說微重力狀態(tài)，這就為那些需要長時間在失重條件下才能完成的實(shí)驗(yàn)提供了獨(dú)一無二的條件。
如果只是為了實(shí)現(xiàn)短暫的失重狀態(tài)，通常有其他方式：一是建造非常高的落塔，在實(shí)驗(yàn)艙下落的過程中實(shí)現(xiàn)維持僅數(shù)秒的微重力。坐落在北京中關(guān)村核心區(qū)東南，隸屬于國家微重力實(shí)驗(yàn)室的落塔就是這樣一種裝置，該落塔建成于2003年，高度為116米，實(shí)驗(yàn)物品實(shí)際從83米處自由下落，可獲得3.6秒的微重力狀態(tài)。
圖注：國家微重力實(shí)驗(yàn)室的落塔（喬輝2018年拍攝于北京希格瑪大廈北側(cè)）。
二是讓飛機(jī)做拋物線飛行，當(dāng)飛機(jī)飛到高空后，調(diào)整飛機(jī)成上仰狀態(tài)，關(guān)閉發(fā)動機(jī)，飛機(jī)在重力的作用下做斜拋運(yùn)動，能夠?qū)崿F(xiàn)幾十秒的微重力狀態(tài)。目前，美國和俄羅斯都有這樣的公司在運(yùn)作，可以讓游客體驗(yàn)失重狀態(tài)。
還有一種獨(dú)特的方式是發(fā)射亞軌道火箭，所謂的亞軌道就是指高度超過100公里，但尚未入軌，不能圍繞地球運(yùn)動的發(fā)射。有意思的是，預(yù)計(jì)2021年7月20日，前世界首富貝索斯將搭乘自家公司（藍(lán)色起源）研發(fā)的“新謝潑德”火箭進(jìn)入太空，能體驗(yàn)約5分鐘的失重狀態(tài)，欣賞一下地球與太空的接壤的優(yōu)美弧線，然后返回地球。
圖注：貝索斯和藍(lán)色起源公司的亞軌道火箭。
目前，要想維持長時間的失重狀態(tài)，當(dāng)然必須要去太空了。在太空長時間的失重環(huán)境中，可以研究的項(xiàng)目非常廣泛，包括生物、物理、化學(xué)、冶金、工藝和材料等各個領(lǐng)域的內(nèi)容。其中以微重力條件下的流體的行為研究、微重力條件下的材料的制備以及微重力條件下的細(xì)胞生長和動植物行為的研究最為常見。
航天員不但是實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行者，其本身也是醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的對象。未來，人類要想進(jìn)行載人深空探索，例如登陸火星，單程旅行需要八個月左右的時間，這就要求航天員必須有長期在太空生活的經(jīng)驗(yàn)，這種經(jīng)驗(yàn)必須在空間站上才能獲得。
八、目前在軌運(yùn)行的有哪些空間站？
目前，正在地球軌道上運(yùn)行空間站的只有美國、俄羅斯、日本、歐洲以及加拿大等國聯(lián)合建造的國際空間站，其他空間站都退役了。
圖注：國際空間站。
國際空間站始建于1998年，第一個艙室由俄羅斯質(zhì)子號運(yùn)載火箭發(fā)射入軌，后續(xù)主要由美國的航天飛機(jī)和俄羅斯的飛船進(jìn)行建造和維護(hù)。最近幾年，SpaceX的貨運(yùn)和載人飛船也參與了進(jìn)來。經(jīng)過10多年的建設(shè)，2010年才正式轉(zhuǎn)入全面使用階段。國際空間站長73米，寬109米，重400多噸，是人類歷史上第九個空間站，也是最大的空間站。
不過，國際空間站已經(jīng)開始出現(xiàn)老化跡象，每年維護(hù)成本高昂，可靠性在下降，存在安全隱患。2010年10月，航天員在空間站上找到兩條漏氣的裂縫，2021年3月成功封堵。2021年4月，航天員又在空間站發(fā)現(xiàn)三個潛在的漏氣點(diǎn)，據(jù)說用密封膠修補(bǔ)了這些地方。
按計(jì)劃，國際空間站最初的服役期限到2015年，之后逐漸推遲至2024年。不過，很大可能還要繼續(xù)推遲，畢竟是花費(fèi)了1500億美元建造的。
2021年4月21日，俄羅斯航天局放出消息稱，如果得到國家批準(zhǔn)，俄羅斯將退出國際空間站，建造自己的空間站。
九、歷史上有哪些著名的空間站？
1971年，前蘇聯(lián)就秘密把禮炮一號（Salyut）空間站送入太空，進(jìn)行軍事活動。從1971年到1982年，前蘇聯(lián)總共發(fā)射了9個空間站，其中7個獲得成功。
在前蘇聯(lián)太空競爭的壓力下，美國于1973年用土星五號火箭發(fā)射了他們的空間站：天空實(shí)驗(yàn)室（Skylab）。天空實(shí)驗(yàn)室重達(dá)80噸，前后接待了三批航天員。1979年完成歷史使命，墜入地球大氣層焚毀。
圖注：早期美國的空間站：天空實(shí)驗(yàn)室。
除了國際空間站，最有名的要數(shù)前蘇聯(lián)的和平號空間站了。和平號空間站首次采用模塊化設(shè)計(jì)，由多個艙室組合而成，重量達(dá)到130噸。除了前蘇聯(lián)自己的飛船，和平號空間站還接待了數(shù)次美國航天飛機(jī)的造訪。
圖注：俄羅斯的和平號空間站與美國亞特蘭蒂斯號航天飛機(jī)對接。
和平號上的航天員共完成了78次出艙活動，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。其中，有三位宇航員連續(xù)駐留時間超過一年，為研究人體在長期太空條件下的變化情況積累了大量的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。2001年完成歷史使命，墜入地球大氣層焚毀。
十、我國天宮一號和天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室
天宮一號于2011年9月29日發(fā)射升空，是中國載人航天工程發(fā)射的第一個目標(biāo)飛行器，也是中國第一個空間實(shí)驗(yàn)室。
2011年11月3日，天宮一號與神舟八號飛船完成中國首次空間飛行器自動交會對接任務(wù)，并進(jìn)行了二次自動交會對接，形成組合體。
2012年6月18日，天宮一號與神舟九號完成自動交會對接工作，形成組合體。
2013年6月13日，神舟十號與天宮一號實(shí)現(xiàn)自動交會對接，形成組合體，航天員入駐天宮一號。
圖注：2013年，神舟十號航天員王亞平在天宮一號里進(jìn)行太空授課，演示小陀螺在失重狀態(tài)下的行為。
對于普通大眾來講，2013年，神舟十號航天員王亞平在天宮一號里進(jìn)行的首次太空授課令人印象深刻！那次太空授課主要面向中小學(xué)生，使他們了解微重力條件下物體運(yùn)動的特點(diǎn)、液體表面張力的作用，加深對質(zhì)量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解。
2016年3月16日，天宮一號正式終止數(shù)據(jù)服務(wù)，全面完成了歷史使命。
2018年4月2日，天宮一號再入大氣層，再入落區(qū)位于南太平洋中部區(qū)域，絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀。
再來看一下天宮二號的情況。天宮二號于2016年9月15日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，先后與神舟十一號、天舟一號進(jìn)行對接，承擔(dān)著驗(yàn)證空間站相關(guān)技術(shù)的重要使命，是中國第一個真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室，科研碩果累累。例如，天宮二號上搭載的設(shè)備首次進(jìn)行了量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)；搭載的伽瑪射線暴偏振探測儀器共探測到55個伽馬暴，還觀測到了蟹狀星云脈沖星的信號，并在國內(nèi)首次利用脈沖星信號實(shí)驗(yàn)定軌。
2019年7月19日，天宮二號完成使命，受控離軌并再入大氣層，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。
十一、到2022年年底，建設(shè)空間站還有八次發(fā)射計(jì)劃
喜歡航天的朋友有福了，在2021和2022兩年時間里，建設(shè)空間站的火箭進(jìn)行11次發(fā)射，目前已經(jīng)執(zhí)行了3次發(fā)射，還有8次發(fā)射。執(zhí)行這些任務(wù)的分別是發(fā)射空間站各艙室的長征五號B火箭、發(fā)射貨運(yùn)飛船的長征七號火箭和發(fā)射載人飛船的長征二號F火箭。
其中，長征五號B和長征七號在文昌發(fā)射中心發(fā)射，神舟載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，屆時，有條件的朋友記得到現(xiàn)場觀看。
（來源：騰訊科技）
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