三国乘组的空间站任务
公历2018年12月3日,俄罗斯联盟MS-11飞船载着三名宇航员前往国际空间站。指令长奥列格·科诺年科(Oleg Kononenko)来自俄罗斯国家航天集团,另两人是美国国家航空航天局(NASA)的安妮·麦克莱恩(Anne McClain)和加拿大航天局的大卫·圣雅克(David Saint-Jacques)。这是后两人的首次太空飞行,科诺年科则已是第四次前往空间站。
飞船负责把乘组送达并带回地面,人员在站期间承担科学实验、设备维护和来访飞行器操作。NASA第58次远征任务简报列出的研究领域包括生物学、地球科学、人体研究、物理科学和技术开发,目的之一是为超出近地轨道的长期载人活动积累经验。
训练、考核与飞船适配
工程准备也包括让乘组熟悉飞船系统。加拿大航天局2018年的训练说明指出,联盟飞船训练主要在俄罗斯星城进行,宇航员须掌握俄语及推进、供电、热控和通信系统。模拟器训练涵盖交会对接、手动驾驶、再入异常,以及火灾、失压和氨污染等紧急情况。考核委员会除训练部门负责人和宇航员办公室人员外,还包括联盟项目主承包商能源公司的系统专家。
圣雅克曾在星城离心机中练习,以适应再入时加速度对操纵的影响,并于2017年6月在俄罗斯参加水上生存训练。临近发射,人员与实船的适配还要检查。NASA的11月20日图像档案记录,麦克莱恩在拜科努尔的装配设施穿上俄制“海鹰”发射与再入服,进行飞船适配检查。
发射、对接与开舱
12月3日11时31分协调世界时(UTC),联盟MS-11从哈萨克斯坦拜科努尔发射场升空,当地时间为17时31分。飞船绕地球四圈,经过约六小时飞行,于17时33分UTC对接空间站的“探索”号舱;19时37分UTC,两个航天器之间的舱门打开。发射、完成机械对接和人员能够通过舱门,分别发生在三个时刻。
新乘组到达时,原有第57次远征乘组仍在站内,空间站短暂恢复六人配置。第58次远征要等上一乘组离站后才开始。任务简报把第58次远征列为2018年12月至2019年3月,而联盟MS-11三名乘员继续留站,参加其后的第59次远征。
微重力研究的目标与实施
第58次远征简报介绍的实验,有些利用微重力减弱液体内部运动的特点,研究水凝胶的形成和药物释放,探索其作为伤口敷料的可能性;另一些让与帕金森病有关的蛋白质形成较大晶体,供返回地面后分析。欧洲航天局的“分子肌肉”实验则以线虫为模型,研究太空飞行中肌肉异常的分子原因。这些是研究设计和预期用途。
加拿大航天局2019—2020年度成果报告记载,圣雅克在站期间进行了七项科学实验。其中血管系列研究比较宇航员在轨时血管、心脏的变化,并在返航后追踪恢复;“太空家园”实验考察来自不同国家的乘员如何在隔离、狭小的环境中共同生活。
舱外作业、货运与设备测试
2019年4月8日,圣雅克与麦克莱恩共同进行一次舱外活动,持续六小时二十九分。5月6日,圣雅克操纵“加拿大臂2”机械臂捕获“龙”货运飞船;此前他还协助过“天鹅座”货运飞船的释放和捕获。乘组也监视了载人龙飞船首次无人试飞时的抵达与对接。实验工作的持续,依赖这些补给、机械操作和维护活动。
设备试验亦有各自进度。加拿大年度报告记载,2019—2020年度,“生物监测器”(Bio-Monitor)智能服装已完成启用测试,可记录心率、体温等六项生理参数;“生物分析仪”(Bio-Analyzer)的在轨启用只完成一部分。后者的设计用途是实时分析血细胞和生物标志物,其后续实施工作又受新冠疫情阻碍。年度进展跨越返航之后,不能全算作三名乘员在站时已经完成的成果。
脱离空间站与返回地面
2019年6月24日23时25分UTC,联盟MS-11脱离空间站,三人开始返航,空间站同时进入第60次远征。6月25日02时47分UTC,飞船在哈萨克斯坦杰兹卡兹甘附近着陆,当地时间为25日08时47分。NASA以美国东部夏令时报道这一时刻为24日22时47分,因此报道中的“6月24日返回”与当地25日上午着陆指的是同一次事件。
NASA的返航通报将此次飞行概括为204天、绕地球3264圈。麦克莱恩在任务中完成两次舱外活动,累计十三小时八分,科诺年科也完成两次。随着三人落地,联盟MS-11此次载人往返飞行结束;在轨实验的地面分析和宇航员身体恢复随访则继续进行。