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“科技+设计”的力量!载人航天30年,中国神舟十二号的飞天神话

发布时间:2021-06-18  浏览次数:33
北京时间2021年6月17日9时22分,长征二号F遥十二运载火箭托举神舟十二号载人飞船拖曳着红色尾焰升空。


“最强双十二”联手,将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空。这是中国空间站在轨建造阶段首次载人飞行任务,空间站建造任务再次向前迈出一大步。

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技+设计

创下五个“中国首次”

在这项举世瞩目的任务中,神舟十二号载人飞船刷新了中国载人航天技术的新高度,完成五项“中国首次”,即 ——

首次实现与天和核心舱的载人自主快速对接
实现载人飞船长期在轨停靠(3个月)
首次实施绕飞与空间站进行径向交会
首次具备从不同高度轨道返回东风着陆场的能力
首次实现载人飞船长期在轨停靠
首次具备天地结合多重保证的应急救援能力

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高楠 摄

这次发射任务是中国新一代天宫空间站建设的关键环节之一。在神舟十二号与天和号核心舱完成交会对接、航天员顺利进驻之后,天和号核心舱将在他们的介入管理和控制下,依次与随后发射的问天号实验舱、梦天号实验舱进行对接,从而组成完整的天宫号空间站。

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十二艘神州
中国飞船的进步在哪里?
*内容节选自回形针:神舟十二号终极使命和新的起点

历经了20余年的发展,神舟系列飞船通过不断的反馈改进已经发展的相当完善,并且形成了三个不同类型的分支型号系列。

这三个分支,大致上可以对应实现航天员的天地往返、探索并建设以过渡实验性质为主的空间实验室、建设完整功能的空间站的三步走战略中的每一步。

首先是基本型

神舟系列一至六号,都属于基本型载人飞船。从设计目的上看,它们的用途局限于将航天员送入近地轨道,并能稳定在轨道上运行一段时间,最终安全返回地面,仅能支持航天员在飞船内进行少量空间活动。


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神舟系列基本型丨来源:《载人飞船型谱发展研究》


这6艘飞船中,一至三号带有浓重的技术验证性质,没有进行载人飞行。

一号飞船1999年11月20日发射,用于基本的飞行技术验证,在轨飞行了21小时。

二号飞船2001年1月10日发射,主要是对环境控制和生命保障系统进行重点功能考核——比如飞船内的气压维持和氧气供应,并测试了飞船能否在长时间的轨道飞行中可靠工作。在轨飞行7天。
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三号飞船2002年3月25日发射,部分任务是二号飞船任务的重复和扩展,还搭载设备实现了对地观测和一些科学实验。在轨飞行6天18小时。

四号飞船2002年12月30日发射,它已具备完整的载人飞行功能,但出于安全稳妥的考虑,没有真正搭载航天员飞行,而是作为载人发射的一次全面预演。在轨飞行6天18小时。
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五号飞船2003年10月15日发射,搭载杨利伟进入太空并安全返回,但暴露了发射过程中高过载状态下存在较强烈共振、导致航天员非常难受等问题,为后续设计改进提供了方向。在轨飞行21小时。

六号飞船2005年10月12日发射,这是神舟系列基本型的最后一艘,改善了很多五号飞船暴露出的问题。
其次是出舱活动型

 七号飞船2008年9月25日发射。它把轨道舱的留轨功能取消了,换成了气闸舱设计,突破了航天员的出舱活动技术。包括气闸舱在内,该飞船有相当多的新设计和新技术,都是在为空间站研制进行前期探索,带有浓重的技术验证色彩。
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最后是交会对接型


八号飞船2011年11月1日发射。它在基本型飞船的基础上,添加了交会对接功能,可以与空间实验室、空间站进行对接。直到此时,神舟飞船系列才算真正形成了功能完备的天地往返运输能力,这个分支也因此成为了改进型的标准载人飞船。

从八号飞船开始,神舟系列的功能和设计均已趋于完备。包括此次发射的十二号飞船在内,后续的神舟虽然还不断有细节上的设计优化改善和设备更新,但总体上已经没有什么实质性的差别。

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借由交会对接型神舟飞船,中国载人航天得以完成三步走战略的最后一步建设完整功能的空间站。空间站建成之时,将标志着921工程载人航天项目圆满成功,而神舟飞船也将就此完成自己的终极使命。


矢志航天

西北工业大学揭秘工业设计
*部分节选自西北工业大学:神舟十二发射成功!西工大力量再彰显!

“航天员在太空工作和生活中怎么进行医学监测呢?”
“航天员在核心舱内可以监测自己的睡眠情况吗?”
……
你是不是和小编一样,对这些问题都充满了好奇呢,快来和西工大工业设计团队一起“探秘太空”。

事实上,神舟系列载人飞船在神舟八号之后便基本设计定型,成为了中国载人航天实现天地往返的唯一航天器。神舟飞船的舱内环境、仪表与照明系统和舱载人机设备的工业设计和工效设计与评价都是由西北工业大学载人航天工业设计团队完成的。

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除了发射腾空的那一瞬,“载人航天,人命关天”更始终是神舟团队心中的不二信条。


为了保证天上、地上都具有保护航天员生命、在紧急条件下接回航天员的能力,神舟团队开创了天地结合的应急救援任务模式 —— 即携带两艘飞船进场,由一艘飞船作为发射飞船的备份,作为遇到突发情况时航天员的生命救援之舟。

神舟队伍采用“滚动待命”策略,在前一发载人飞船发射时,后一发载人飞船在发射场待命,并具备8.5天应急发射能力以实现太空救援的能力,全力保障航天员的生命安全。

此外,还有载人乘员分系统更能直接服务于中国航天员,用于航天员的饮食健康保障,包括常规医监功能、饮食保障、身体操作力性能监测等功能。

系统中的多款舱载医学监测设备也能够满足航天员的常规医监需求,为其长期飞行中的生理健康状态和功能提供全面有效的医学监督和保障。

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在这些舱载设备中 ——

无线生理信号检测装置可实现心电、呼吸、体温监测;
睡眠监护仪用于采集中国航天员睡眠时的多路生理信号,为航天员睡眠质量的定期评价提供数据;
12导动态心电监测仪用于采集中国航天员常规心电、运动心电、动态心电、抢救心电的12导同步心电信号;
无创血液动力学监护仪可实现中国航天员一导心电和二导脉搏的无创监测,协助完成航天员的脉搏量、心排量、外周血管阻力等各项血液动力学参数的健康监督。

这些看似神奇的一切,工业设计都一一为我们实现了

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2019年7月14日,《人民日报》曾刊登署名文章《工业设计助力制造强国》(点击可阅读),文中提到,“当前,借助中国工业制造的强大工程性力量,先进设计与先进制造深度融合、强势赋能。一批成效突出的工业设计案例、工业设计创新团队迅速进入社会视野,同时也向世界设计舞台发出强劲有力的中国声音。一批工业设计“拓荒者”的身影开始从幕后走到台前,向世界展示中国工业设计者的卓越风采。…… 参与国家航空航天工程项目的西北工业大学工业设计团队,在陆长德等老一辈工业设计教授带领下,连续数年深入国家航天科技部门设课开讲,与航天工程专家进行跨学科交流,建立关于工业设计价值与功能、技术与方法的专业互信,并从微小、局部的工程项目做起,为其提供优质设计服务。”

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近年来,载人航天工业设计团队在学科专业带头人、工业设计与人机工效工信部重点实验室主任余隋怀教授的带领下,承担了多项国家重大工程的工业设计任务,涉及航空、航天)、航海、交通工具及机械装备等各个领域。

经过近30年的发展,现为教育部工业设计教学指导分委员会副主任委员单位、中国工业设计协会副会长单位的西北工业大学已经建立了相对完备的工业设计学科专业体系和教学科研机构。

拓路苍穹,逐梦九天。从“人”出发,又回到“人”,我们有理由相信,未来,西北工业大学工业设计团队,以及更多的工业设计“拓荒者”、“引领者”… 将为大国智造做出更多的贡献。


说了这么多

如果你还不知道

神州十二号是咋回事儿

来 来 来 来 来

我不允许你不懂!!!!

(漫画来源:混知财经)

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中国载人航天工程回顾 

1992年9月21日,中共中央政治局常委会批准载人航天工程“三步走”发展战略以来,中国神舟一号、二号、三号、四号相继发射成功,通过实验四次无人飞行任务,为后续载人飞行任务奠定了坚实基础。


2003年10月15日,神舟五号载人飞船搭载航天员杨利伟升空,环绕地球飞行14圈后安全返回地面,中国由此成为继俄罗斯和美国之后世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。


2005年10月12日,神舟六号载人飞船搭载航天员费俊龙、聂海胜上天,在轨完成了多项操作,首次实现了真正有人参与的空间飞行试验,多人多天成功巡天,圆满实现了工程第一步任务目标。


2008年9月25日,神舟七号飞船搭乘翟志刚、刘伯明、景海鹏三名航天员进入太空。航天英雄翟志刚从轨道舱进入太空,迈出了中国人漫步太空的第一步。


2011年11月1日,神舟八号飞船成功实施了首次无人交会对接,实现了中国空间技术发展的重大跨越,是中国人民在攀登世界科技高峰征程上取得的又一新的胜利。


2012年6月16日,神舟九号载人飞船再次与天宫一号对接,先后通过自动控制、手动控制两次对接成功,航天员景海鹏、刘旺以及中国首飞女航天员刘洋入驻天宫一号,突破了手控交会对接技术。


2013年6月11日,神舟十号飞船进行了第二次载人交会对接飞行,航天员聂海胜、张晓光和王亚平在成功完成交会对接后进入了天宫一号。


2016年10月17日,神舟十一号飞船与天宫二号对接形成组合体,景海鹏和陈冬执行30天组合体驻留任务,考核了中期驻留支持能力,开展了一系列体现国际科学前沿和高新技术发展方向的空间科学与应用任务。


2021年6月17日,神舟十二号飞船搭载聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员升空,将与空间站天和核心舱完成快速交会对接,中国空间站建造任务稳步向前推进。


【素材来源】

1 - 人民网、新华网、中国新闻网等
2 - 混知财经:三十秒,看懂神舟十二号!
3 - 西北工业大学:神舟十二发射成功!西工大力量再彰显!
4 - 回形针PaperClip:神舟十二号:终极使命和新的起点丨回形针(作者候知健)


文章来源:中国工业设计协会






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