三人乘组与4月发射
2020年4月9日,联盟MS-16从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场起飞,将三名宇航员送往国际空间站。任务兼有人员轮换、在轨科研和设备维护工作,三人随后在站上工作至10月,再乘同一艘飞船返回。
飞船指令长是俄罗斯宇航员阿纳托利·伊万尼申(Anatoly Ivanishin),飞行工程师是伊万·瓦格纳(Ivan Vagner)和美国国家航空航天局的克里斯·卡西迪(Chris Cassidy)。卡西迪在空间站担任第63远征队指令长,飞船与空间站的指挥分工各有安排。
此次使用联盟2.1a运载火箭,是该型火箭首次执行载人发射。发射时间为协调世界时4月9日8时05分,正式乘组报告所记莫斯科时间为11时05分。以下飞行时刻统一采用协调世界时。
联合训练与发射准备
伊万尼申与瓦格纳自2018年开始作为后备乘组接受训练,2020年2月转入主乘组。俄罗斯方面依据能源火箭航天公司的技术训练要求制订课程,重点覆盖联盟MS-16及空间站俄罗斯舱段的设备操作。
训练分别在尤里·加加林宇航员训练中心、美国国家航空航天局、欧洲宇航员中心以及日本宇宙航空研究开发机构进行,内容包括俄、美舱段、欧洲“哥伦布”舱和日本“希望”舱。瓦格纳还接受了美国国家航空航天局和加拿大航天局的机器人操作训练。跨机构训练使乘员能够在不同系统之间配合工作。
乘组练习了手动交会、对接和下降控制,也演练火灾、失压等紧急情况下的协同处置。3月20日,跨部门委员会审查考核与医学结论,确认乘组可以进入拜科努尔发射前准备阶段。最后阶段还采取了应对新冠疫情的额外防护措施。
参考:[1]
四圈交会与驻站交接
飞船入轨后按四圈交会方案飞行,约六小时后接近空间站。4月9日14时13分,联盟MS-16自动对接俄罗斯舱段的“探索”号小型研究舱。乘员检查飞船和对接处的气密性,平衡舱内压力,随后打开通道舱门。完成到站操作后,联盟MS-16进入停靠封存状态,留在站上供原乘组返航。
三人抵达时先加入第62远征队,空间站人数暂时增至六人。4月17日,上一批乘员乘联盟MS-15离开,第63远征队开始工作。
驻站期间还要接收货运飞船、装卸补给并处置废弃设备。5月31日,SpaceX公司的载人龙飞船试验任务Demo-2抵站,罗伯特·贝恩肯(Robert Behnken)和道格拉斯·赫尔利(Douglas Hurley)加入共同工作。不同飞船送来的人员在同一空间站上分担研究和维护任务。
科研项目与实际投入
伊万尼申等人在2021年发表的乘组报告,列出俄罗斯科研计划的47项实验。报告记载,伊万尼申和瓦格纳参与了其中43项,另列四项以自动方式运行的实验。研究范围包括材料过程、地球与空间观测、人体适应、生物技术及空间设备技术。
两名俄罗斯宇航员投入俄罗斯科研计划的时间合计653小时35分,其中包括通过额外任务清单(Task List)安排的181小时05分。这些数字来自两人的工作记录,反映人员操作、观察和实验安排所占用的时间。报告还分别登记了技术维护和修复所耗的579小时20分。
欧洲空间局2020年5月的工作报道提供了具体例子:伊万尼申和瓦格纳已经开始EDOS-2骨骼研究,卡西迪进行了Myotones肌肉测量。非侵入式仪器测量其背部、肩部、手臂和腿部肌肉的张力、刚度及弹性,研究人员计划把这些数据与飞行前后测量比较,以考察长期失重中的身体变化。
维护设备与四次出舱
日常维护涉及供电、用水和舱体状态。乘组报告列出的工作包括更换水再生系统软管及阀门、检查电源设备,以及拍摄舷窗玻璃以查看缺陷。驻站期间还继续进行应急训练,使乘员在长期飞行中保持操作熟练。
卡西迪与贝恩肯于6月26日、7月1日、7月16日和7月21日完成四次出舱,总计23小时37分。主要工作包括更换空间站蓄电池、安装外部摄像机,以及安置机器人检漏工具的存放平台、铺设电缆和准备新气闸安装位置。瓦格纳在舱内为四次活动提供支持。
10月脱离与着陆
10月,乘组进行返航训练,并检查飞船。返航前,三人恢复联盟MS-16运行、转入独立供电,关闭舱门并复查密封。10月21日23时32分,飞船脱离空间站;第64远征队也在这一交接时点开始。
返回舱于10月22日2时54分在哈萨克斯坦杰兹卡兹甘附近着陆。乘组报告与美国国家航空航天局年度报告登记的总飞行时间为195天18小时49分。由发射、对接、驻站到脱离和着陆,联盟MS-16完成了人员往返运输,也把三名宇航员连接到持续运行的空间站科研与维护工作中。
回到地面以后,伊万尼申和瓦格纳在10月28日至11月12日同训练中心及相关机构人员交流,对设备、工作安排、科学仪器和训练提出改进意见。报告记载,相关意见随后被整理为改进措施计划。