或请求国际救援？天宫空间站救援方案：为何需要8.5天和16天？

2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒后，神舟十四号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。

17点42分，神舟十四号载人飞船已采用自主快速交会对接模式，经过6次自主变轨，成功对接于天和核心舱径向端口，从发射到对接完成共用时6小时58分，目前航天员已经进入天宫空间站，接下来6个月，将是天宫空间站建设的重点阶段。

太空救援？天宫空间站救援计划揭秘

2022年6月5日，新华社发表了一篇标题为“乘舟巡宇探天河——神舟十四号飞天纪实”的稿件，除了对航天员以及神舟十四号发射前后的详细介绍外，还披露了一个惊人的消息：

神舟十四号载人飞船是神舟十三号载人飞船的应急救援飞船。
空间站任务实施以来，为了确保任务顺利展开与航天员绝对安全，神舟飞船要具备天地结合多重保证的应急救援能力。为此，航天科技集团一院的研制人员采用“滚动待命”策略，即“一船发射、一船待命”，并使飞船具备8.5天应急发射能力。
目前，神舟十四号载人飞船已在发射场待命长达7个月。

这里的信息告诉我们一个惊人的事实，目前发射的神舟十四号飞船居然是神舟十三号飞船的应急救援飞船，而且这个应急救援模式是“滚动待命”策略，也就是“一船发射、一船待命”，并使飞船具备8.5天应急发射能力。

为什么要准备救援飞船？

相信大家应该会非船诧异，既然是救援飞船那不就是救援用的吗？其实不是这样，我们讨论的是哪些情况下才需要派遣救援飞船前往空间站。

《地心引力》和《太空救援》展示了两个截然不同的救援场面，前者是航天飞机在执行升级哈勃望远镜的任务时遭遇了俄罗斯导弹摧毁的卫星碎片轰击，只有两名在执行舱外行走的宇航员恩·史东博士和麦特·科沃斯基机长幸存。

之后两人展开了辛苦的自救行动，费尽千辛万苦，在科沃斯基牺牲了自己后史东博士终于抵达空间站，并且进入了在空间站待命的飞船，但第二波碎片袭击再次摧毁了国际空间站，并且飞船严重受损，无法重返大气层，因此博士只能考虑唯一一个选择，驾驶飞船向中国空间站靠拢，最终进入了中国空间站并登上飞船踏上了返回地球的旅程。

《太空救援》则是一个抢救礼炮七号空间站（1985年6月出故障）的电影，与救援宇航员无关，这个任务尽管也是抢救，但不是迫切任务性质，只是因为挑战者号航天飞机即将发射（1985年7月29日发射），为了避免礼炮七号落入美国人之手才有了这个“太空抢险任务”。

紧急救援：其实时间很久

假如像好莱坞大片《地心引力》中设定的情形，航天飞机被毁，国际空间站解体，宇航员仅仅只能依靠舱外宇航服内留存的氧气等待救援是来不及的！据WIKI资料，我国的飞天舱外航天服可以自持7个小时以上的工作，据非正式资料称，美国宇航服可以自持10小时以上，但笔者没有找到相关资料（WIKI资料也在6~7小时左右，阿波罗登月宇航服）。

也就是说留给地面救援的时间只有6~7小时，从目前的发射来看，一枚整装待发的火箭确实可以在7小时内变轨抵达空间站或者宇航员所在的轨道，甚至可以更短，但现实中却很难！

救援相关的准备：为何需要那么久？

地球是一颗大约24小时自转一周的行星，当航天器发射上天绕行一圈后，大家一定会发现第二圈路过时已经不是同一地点，因为地球已经转了这一圈的时间的里程，比如天宫空间站一天大约绕地球15.6圈，那么每圈在赤道经过的里程约为2500千米，酒泉卫星发射中心的维度大约为40.9度，那么一圈后大约相距1640千米。

所以大家会发现飞船发射是有窗口的，不能随时发射，最好就是等飞船发射后的轨迹刚好被空间站经过而相遇，或者现在的空间站会在飞船发射前有一个调相机动，也就是我稍微往前一点或者滞后一点，刚好让飞船可以最快速度对接上。

这就是快速对接，一般这个操作大约就是神舟十四号和天宫空间站对接的时间，大约6.5小时，从理论上来看这个时间可以缩短到1小时之内，比如航天史上最快的一次对接发生在1968年4月15日，前苏联宇宙-213和前一天发射的宇宙-212飞船进行快速交会对接试验，宇宙-213飞船在发射后46分钟就实现了对接。

但其实这个对接是有要求的，比如刚好等另一艘飞船经过时对接，而且发射时间与飞船入轨精度要求相当高，并不是随时可以发射，要不然就得不断变轨去靠近另一艘飞船或者空间站，不仅浪费燃料还浪费时间，不如等几天让飞船飞过来（按空间站轨道高度，大约25天左右会重复经过同一个地点）。

因此按之前的发射窗口加上一般的入轨精度，飞船对接到空间站大约需要2天，假如算上随时的话估计需要更久，也就是说从立即发射的条件出发，而且轨道相位还比较合适，那么也需要2-3天左右的时间才能到达。

地面准备时间：可能需要更久

我国的载人飞船发射的火箭是CZ-2F（长征二号F），它由四个助推器+一个芯二级及火箭级组成，其燃料为四氧化二氮和偏二甲肼，这种燃料加注后一般需要在一个月内发射（资料来自使用这种燃料的液体导弹），因为这种燃料有毒且腐蚀性很强，无法长期保存。

长征2F/T1运载火箭燃料加注

因此必须要现场加注，央视网在6月5日有一篇报道表明，长征2号F火箭燃料加注时间需要10-12小时以上：

长征二号F运载火箭由四个助推器，一子级和二子级、飞船整流罩和逃逸塔组成，整个火箭起飞重量接近500吨，其中绝大部分都是燃料的重量。在加注过程中，1级和2级同时加注，然后再对4个助推器进行加注，整个加注过程从准备到结束，需要10—12个小时时间。燃料加注就意味着火箭进入了不可逆状态。

即使是液氧煤油同样无法保存，比如中国运载火箭研究院网站的一份资料指出，长征七号的低温燃料存放时间24小时，就已经创下了低温燃料停放时间最长纪录，所以加注燃料这个时间必不可少，只有全固体燃料火箭才能拉出来就发射，但它却不适合发射载人飞船。

仅仅只有加注燃料和发射两个步骤？

显然不是这样的，尽管本文开头已经说明“滚动待命”策略，即“一船发射、一船待命”，比如神舟13号发射时Y14待命，而神舟14号飞船发射时待命的是Y15，除了加注燃料和发射入轨，还有很多任务要完成，比如官方资料中就有8.5天和16天两个紧急救援的版本：

8.5天应急救援流程主要工作

上图是8.5天应急救援的主要工作，可以看到除了燃料加注以外，还有总检查以及逃逸塔测试和船箭组合等等大量的匹配检查工作，因此8.5天是目前我国能达到的最快时间。

上图是应急火箭应急值班的流程，基本上就是射一枚，下一枚作为应急任务，再射一枚，再留下一枚作为应急任务，一直滚动。

为什么会有8.5天和16天两种方案，不是越快越好吗？

目前公开的资料中是应对以下两种情况而设置的：

1、空间站及其对接的载入飞船出现故障，且关键功能相关备份产品已启用，经评估决策后，执行8.5天应急发射方案：

人员利用2天时间在发射场集结，发射场有效工作时间约6.5天。火箭在技术区经过外观检查和状态恢复后，即转运到发射区开展测试工作，船罩组合体、逃逸塔在发射区与火箭进行对接，并完成后续应急救援发射任务。

2、空间站及其对接的载入飞船出现故障，但各项功能基本正常，暂不影响航天员生命安全的情况下，执行16天应急发射方案：

人员在发射场集结完毕后，载人飞船在11天内完成技术区厂房相关工作，之后在3天内完成船罩组合体、逃逸塔在技术区厂房与火箭对接，船箭塔组合体转运至发射区，在发射区进行功能及接口检查，火箭推进剂加注和发射等工作。

应对的情况大致为飞船返回系统已经故障，但空间站仍能维持航天员生存，或者空间站和飞船都出现故障，但生命基本维持系统基本正常！应急发射中没有规划立即需要救援这种情况，而原因也很简单，这种情况下以目前的技术无法救援，唯一的办法是请求国际救援，

国际救援如何进行？

目前在近地轨道上的有天宫空间站和国际空间站，在轨的飞船有天宫1艘神舟飞船，和国际空间站靠泊的一艘联盟-21飞船以及龙飞船自由号，也就是说在轨将会有三艘可以自由活动飞船。

从理论上看，如果国际空间站或者天宫空间站出现绝对紧急的情况需要救援，那么双方都有飞船可以派遣，天宫空间站短期内增加7名航天员确实是个疑问，因为这个没有人评估过，但未来的天宫空间站正常是可以常驻6名航天员的。

而国际空间站上增加3名宇航员则没有什么大问题，毕竟国际空间站空间更大，也曾有过13人的最高纪录，因此10人不是什么严重的问题，只是睡觉不太有地方了。

轨道倾角相差太大：是个大问题

天宫空间站和国际空间站轨道高度只相差30千米不到，但倾角相差比较大，天宫空间站倾角是41.4720°，而国际空间站则是51.6456°，相差接近10°，这可是个大麻烦，因为30千米高度是比较容易的，但改变倾角再改回来，而且相位差可能非常大，唯一差别的是可以立即出发（假设双方在政治层面上交涉一切顺利）。

一句话总结：假如需要立即救援的话，很有可能就是爱莫能助！无论是国际空间站还是天宫空间站，但在轨飞船和空间站同时损坏的情况极其罕见，除非像《地心引力》中被碎片群击中，真是那样的话只能听天由命了。