神舟十九号准备出征：航天员即将亮相，中国空间站为何要提前变轨

在10月22日，神舟十九号飞船、飞船组合体已经转运到发射区，这其实意味着这次载人飞行任务的实施进入了倒计时阶段，即将出征太空。而参与这次飞行任务的航天员乘组在很久之前就已经选好了，即将公开亮相。虽然这些航天员当时在选拔的时候就参加了航天员的日常训练，但是在入选航天员乘组后，他们还要继续参加相关的任务训练，有一些训练可能是之前没有进行过的。因为每次载人飞行任务中航天员都需要完成各种各样的任务，有一些任务是常态化的，有一些任务可能是根据空间站的飞行情况来确定的。像之前神舟十二号到神舟十六号飞行任务中，航天员虽然多次出舱活动，但是都没有进行舱外修复任务，而神舟十七号航天员乘组出舱时需要对中国空间站天和号太阳翼进行修复，神舟十八号航天员乘组在出舱时也需要给中国空间站安装空间碎片防护装置。这些工作都需要根据空间站的实际情况来制定方案的，例如神舟十七号航天员出舱之前，需要先确认天和号核心舱太阳翼受损的位置、受损的情况来准备好工具、材料、配件等，然后根据实际情况来制定维护、维修方案。航天员为了能够高效、准确地完成舱外修复任务，在执行飞行任务之前就需要展开相关的模拟出舱训练。这个过程会很耗时间，对航天员来说也是很大的挑战，因为有一些任务的难度可以说是前所未有的。中国空间站为何多次变轨在神舟载人飞船、天舟货运飞船发射升空之前，中国空间站都需要进行多次变轨，这是什么情况？这其实也是很正常的操作，不仅是中国空间站会提前变轨，国际空间站也是这样操作的，每次美国、俄罗斯发射飞船去国际空间站之前，国际空间站也需要变轨，调整空间站组合体的飞行高度等情况。空间站组合体提前变轨的主要目的是方便载人飞船、货运飞船进行交会对接。众所周知，这些飞船、空间站、卫星、探测器之类的航天器在环绕地球飞行的时候速度都相当快，一般都接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒，飞船发射升空后去追逐正在环绕地球飞行的空间站组合体并不是一件容易的事情。所以，为了让飞船在发射升空后快速追上空间站组合体，空间站组合体一般都会提前几天进行轨道的调整，让飞船发射升空进入轨道后可以快速来到空间站组合体附近，飞船再进行稍微的变轨就可以和空间站组合体完成交会对接了。也正是由于空间站组合体会提前进行轨道调整，它每时每刻飞行的位置、速度、高度都在变化，所以载人飞船、货运飞船或者其他的舱段想要快速和空间站组合体交会对接，就需要在一个很准确的时间窗口去发射，这样一来当飞船进入轨道后就能来到空间站组合体附近了。现在神舟载人飞船、天舟货运飞船都是采取“零窗口”发射，也就是根据空间站的飞行情况、着陆场的情况计算出一个精准的发射时间，火箭需要分秒不差地点火发射升空。如果提前或者延后发射，可能都会给交会对接带来一些困难。空间站组合体进行变轨，除了迎接新飞船、新舱段到来以及方便飞船撤离外，还有很多其他的原因。有时候空间站组合体变轨是常态化的操作，有时候空间站组合体进行变轨可能是紧急避险。众所周知，近地轨道并不是真正意义的真空状态，虽然飞船、空间站、卫星这些航天器在外太空飞行，但是近地轨道依旧存在稀薄的空气，所以空气阻力是没法忽视的。特别是对于空间站组合体这些体积更大的航天器来说，它们受到的空气阻力更大。在环绕地球飞行的过程中，这些航天器会因为空气阻力而出现速度衰减的情况，它们的速度下降又会导致它们的飞行高度下降。这其实是没法避免的情况，随着它们高度的下降，空气密度又会变大，空气阻力也会越大，速度继续衰减，加速坠落。这就是为什么那些卫星、火箭残骸、飞船残骸在环绕地球飞行一段时间后都会坠落大气层烧毁的原因。而空间站这些载人航天器需要飞行很多年，像国际空间站已经飞行了20多年，中国空间站也已经飞行了3年多，这些空间站受到的空气阻力比一般的航天器大得多，如果我们不采取措施的还，空间站坠落的速度更快，国际空间站也不可能运行这么长时间。所以，每隔一段时间，这些空间站组合体都需要启动发动机进行加速，只有把速度提升上去了，它们的轨道高度才能提升上去。这个过程需要消耗大量推进剂，一般的卫星携带的推进剂有限，所以卫星变轨的次数不多。而空间站有货运飞船进行补给，每次发射货运飞船时，货运飞船除了搭载食物、水之类的物资以及科学载荷外，也会携带一些推进剂，就是为了给空间站提升轨道使用的。正常情况下，空间站组合体轨道衰减的速度也不会很快，而如果刚刚好遇到地磁暴等现象导致近地轨道空气密度变大、空气阻力变大的情况，空间站组合体可能就会因此而加速坠落，这时候也需要启动发动机来提升轨道。除了常态化的轨道调整外，空间站组合体有时候还需要紧急变轨来规避风险。因为在近地轨道存在无数小碎片，这些小碎片包括陨石、流星体、小行星碎片、彗星碎片之类的天然小碎片，也包括其他的卫星碎片、卫星残骸、飞船残骸等人造太空垃圾。这些碎片的尺寸可能很小，但是由于它们的速度相当快，航天器的飞行速度也很快，如果发生碰撞可能会导致空间站、卫星、飞船之类的航天器受损，甚至报废。在10月19日，美国波音公司为国际通信卫星公司制造的Intelsat33e高轨卫星突然就发生了解体，产生至少57块碎片。有一些观点认为，这颗卫星可能就是遭到了撞击而解体的，如果是这样的话，那这颗卫星如果能够提前进行变轨可能就避免碰撞了。而这一颗卫星解体后产生大量碎片，对于其他航天器来说也是潜在的威胁，增加了碰撞的风险。如果空间站在运行过程中，监测到有碎片靠近，空间站可能就需要进行变轨来避开这些碎片了，毕竟我们目前没有办法去消灭这些太空垃圾，只能自己主动躲开它们。