【天天時(shí)快訊】神舟啟新程 天宮再會(huì)師（科技自立自強(qiáng)·逐夢(mèng)深空）

(資料圖片僅供參考)

神舟十五號(hào)航天員乘組與神舟十六號(hào)航天員乘組拍下“全家福”的畫(huà)面。
中國(guó)載人航天工程辦公室供圖

在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十六號(hào)載人飛船成功對(duì)接于空間站天和核心艙徑向端口的畫(huà)面。
新華社記者 李 杰攝

神舟十六號(hào)載人飛船升空瞬間。
本報(bào)記者 張武軍攝

5月30日9時(shí)31分，長(zhǎng)征二號(hào)F遙十六運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，將載有3名航天員的神舟十六號(hào)載人飛船精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道。

5月30日16時(shí)29分，神舟十六號(hào)載人飛船成功對(duì)接于空間站天和核心艙徑向端口。隨后景海鵬、朱楊柱、桂海潮3名航天員進(jìn)駐空間站核心艙，兩個(gè)航天員乘組拍下“全家?！?，浩瀚宇宙再現(xiàn)中國(guó)人太空“會(huì)師”的畫(huà)面。作為中國(guó)空間站全面建成后首次載人飛行任務(wù)，此次任務(wù)有何看點(diǎn)？船箭組合體做了哪些改進(jìn)？航天員的太空之家如何更舒適？本報(bào)記者進(jìn)行了采訪。

——編者

船箭組合體有什么新變化？

神舟飛船和長(zhǎng)二F火箭更“聰明”、更可靠

執(zhí)行本次任務(wù)的船箭組合體，依舊是我國(guó)載人航天史上貢獻(xiàn)卓著的“黃金搭檔”——神舟載人飛船和長(zhǎng)二F火箭。

神舟飛船是名副其實(shí)的“生命之舟”，是我國(guó)唯一一型載人天地往返的航天器，在保護(hù)航天員安全方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在保證可靠、安全的前提下，開(kāi)展11次載人飛行的神舟飛船，煥發(fā)著新生機(jī)。

飛船更“聰明”。圍繞神舟飛船軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙的共計(jì)14個(gè)分系統(tǒng)，中國(guó)航天科技集團(tuán)神舟飛船團(tuán)隊(duì)以最短時(shí)間、最高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了上百項(xiàng)器件更改、可靠性提升等驗(yàn)證工作，全力推進(jìn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)互聯(lián)信息化、線纜總裝布局?jǐn)?shù)字化、關(guān)鍵參數(shù)檢測(cè)智能化。

飛船更“舒適”。設(shè)計(jì)人員將神舟十六號(hào)載人飛船儀表的數(shù)據(jù)顯示化繁為簡(jiǎn)，從使用者角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為航天員執(zhí)行任務(wù)提供更加清晰、直觀、舒適的顯示界面。

飛船研制更“快捷”。為適應(yīng)新階段新需求，神舟飛船研制周期由原來(lái)2—3年發(fā)射1艘縮短至1年發(fā)射2艘，尤其神舟十六號(hào)載人飛船作為新批次首發(fā)船，還承擔(dān)著“一次驗(yàn)證、組批投產(chǎn)”的使命，更追求制造效率和質(zhì)量保障。以飛船“外衣”熱控多層為例，科研人員攻關(guān)數(shù)年，突破技術(shù)，摒棄了傳統(tǒng)定制式單件手工制作模式，實(shí)現(xiàn)批量數(shù)字設(shè)計(jì)，生成了航天自動(dòng)化生產(chǎn)線。

另一位“老將”是有“神箭”美譽(yù)的長(zhǎng)二F火箭。

這款我國(guó)現(xiàn)役唯一一型載人運(yùn)載火箭，發(fā)射成功率達(dá)100%，如今可靠性指標(biāo)已從0.91提升至0.98，安全性指標(biāo)達(dá)0.997。

“本發(fā)火箭相比遙十五火箭，共計(jì)有20項(xiàng)技術(shù)狀態(tài)變化?！敝袊?guó)航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)二F火箭副總設(shè)計(jì)師劉烽介紹，通過(guò)針對(duì)所有故障模式制定有效措施，研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步降低了全箭故障發(fā)生的概率，還重點(diǎn)圍繞冗余度提升和工藝改進(jìn)，持續(xù)提升火箭的可靠性，同時(shí)繼續(xù)推進(jìn)箭上多個(gè)電氣系統(tǒng)元器件國(guó)產(chǎn)化工作，不斷提升產(chǎn)品自主可控水平。

為了實(shí)現(xiàn)這型火箭測(cè)試數(shù)據(jù)前后方實(shí)時(shí)互通，團(tuán)隊(duì)持續(xù)建設(shè)遠(yuǎn)程測(cè)發(fā)支持系統(tǒng)，后方人員能夠更加便捷、全面地了解火箭相關(guān)數(shù)據(jù)，開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)判讀與數(shù)據(jù)分析，且同步在大屏上可視化展示。團(tuán)隊(duì)還堅(jiān)持簡(jiǎn)化重復(fù)測(cè)試項(xiàng)目，調(diào)整測(cè)試順序，優(yōu)化發(fā)射場(chǎng)流程。目前，長(zhǎng)二F火箭“發(fā)一備一”發(fā)射場(chǎng)流程已從空間站建造初期的49天壓縮到35天。

未來(lái)，長(zhǎng)二F火箭還將繼續(xù)以每年2發(fā)的高頻率執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，在我國(guó)空間站運(yùn)營(yíng)過(guò)程中擔(dān)綱重任。

當(dāng)船箭組合體飛向太空，“光學(xué)跟蹤正?！薄癠SB雷達(dá)跟蹤正?！薄斑b測(cè)信號(hào)正?！薄笓]大廳內(nèi)各項(xiàng)“正?！笨诹罱恿厥?。

令人安心的“正?！北澈螅x不開(kāi)各個(gè)地面測(cè)控系統(tǒng)的有力保障。圍繞本次任務(wù)特點(diǎn)，中國(guó)電科集團(tuán)自主研發(fā)了新一代地面測(cè)控系統(tǒng)，成功應(yīng)用該系統(tǒng)對(duì)東風(fēng)測(cè)控站USB測(cè)控設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代。中國(guó)電科集團(tuán)航天測(cè)控領(lǐng)域?qū)＜姨镏”硎荆耙酝臏y(cè)控系統(tǒng)，要先對(duì)天線采集的信號(hào)進(jìn)行‘翻譯’處理，才能讀取可用信息。新一代地面測(cè)控系統(tǒng)能跳過(guò)‘翻譯’環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)‘即采即用’，使信號(hào)收發(fā)效率數(shù)倍提升?！?/P>

此次交會(huì)對(duì)接為何難度大？

組合體質(zhì)量更大、尺寸更大

又穩(wěn)又準(zhǔn)。

5月30日16時(shí)29分，神舟十六號(hào)載人飛船成功對(duì)接于空間站天和核心艙徑向端口。

本次交會(huì)對(duì)接有一定難度——

首先是更大的組合體質(zhì)量。隨著空間站建造完成，空間站組合體的尺寸、質(zhì)量、慣量以及重心位置等要素都會(huì)有所變化，這些要素影響著空間站的姿態(tài)控制。飛船和空間站近距離對(duì)接時(shí)，采用的是相對(duì)姿態(tài)位置控制方法，空間站運(yùn)動(dòng)特性的變化，將直接影響飛船的交會(huì)對(duì)接控制過(guò)程。神舟十六號(hào)載人飛船進(jìn)行的徑向?qū)?，需要制?dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)依靠自身能力克服上述變化帶來(lái)的影響。

其次是更大的組合體尺寸。當(dāng)神舟十六號(hào)載人飛船沿著天和核心艙下方的徑向?qū)涌冢饾u靠近空間站組合體時(shí)，從飛船視角看，天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙、天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船以及神舟十五號(hào)載人飛船，均會(huì)出現(xiàn)在神舟十六號(hào)載人飛船的視野中。這對(duì)于神舟飛船上安裝的、以宇宙背景或太陽(yáng)作為觀測(cè)目標(biāo)的測(cè)量敏感器來(lái)說(shuō)，將產(chǎn)生視線上的遮擋，且隨著兩者距離逐漸逼近，遮擋會(huì)越來(lái)越多，需要飛船具備更強(qiáng)的目標(biāo)特性識(shí)別能力、測(cè)量能力等。

針對(duì)種種干擾因素，中國(guó)航天科技集團(tuán)五院502所進(jìn)行了專項(xiàng)分析和仿真復(fù)核，對(duì)神舟十六號(hào)載人飛船的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化和設(shè)計(jì)。

為了實(shí)現(xiàn)安全、完美的交會(huì)對(duì)接，雙方的對(duì)接結(jié)構(gòu)也承擔(dān)著捕獲、緩沖校正、拉近、剛性連接等關(guān)鍵操作。

既要“對(duì)得穩(wěn)”，又要“連得緊”，還要“分得開(kāi)”。中國(guó)航天科技集團(tuán)八院神舟載人飛船對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師姚建介紹了本次任務(wù)中對(duì)接結(jié)構(gòu)要具備的3個(gè)“硬核”能力。

“對(duì)得穩(wěn)”。面對(duì)近100噸的空間站組合體，保證神舟十六號(hào)載人飛船在對(duì)接時(shí)“不撞壞、不彈開(kāi)”，是實(shí)現(xiàn)順利對(duì)接的第一步。當(dāng)飛船與空間站組合體逐漸靠近，飛船上的主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)會(huì)推出對(duì)接環(huán)，與空間站組合體上的被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)瞬間捕獲，通過(guò)對(duì)接機(jī)構(gòu)內(nèi)部的各類彈簧元件，特別是可控阻尼實(shí)現(xiàn)的撞擊能量消耗，有效確保了對(duì)接過(guò)程中產(chǎn)生的巨大沖擊能量不會(huì)對(duì)飛船內(nèi)的航天員造成身體上的過(guò)載。

“連得緊”。通過(guò)鎖緊對(duì)接機(jī)構(gòu)上的12把對(duì)接鎖，神舟十六號(hào)載人飛船可以實(shí)現(xiàn)與空間站的密封及剛性連接，建起一條直徑約80厘米、長(zhǎng)約1米的通道。

同時(shí)，對(duì)接機(jī)構(gòu)還要保證在任何情況下都要“分得開(kāi)”。太空中，由于沒(méi)有空氣的阻擋，當(dāng)兩塊金屬放置的距離過(guò)于接近時(shí)，會(huì)自動(dòng)焊接到一起。為此，專家給對(duì)接機(jī)構(gòu)噴涂了一層特殊的保護(hù)膜，確保對(duì)接機(jī)構(gòu)在長(zhǎng)期對(duì)接鎖緊的情況下，依然可以實(shí)現(xiàn)安全可靠分離。

本次任務(wù)中，各式雷達(dá)盡顯神通。以微波雷達(dá)為例，它承擔(dān)著中遠(yuǎn)距離空間飛行器間距離、速度、角度等相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的精確測(cè)量任務(wù)。由中國(guó)航天科工集團(tuán)二院25所自主研發(fā)的微波雷達(dá)開(kāi)機(jī)后，迅速與安裝在天和核心艙上的應(yīng)答機(jī)建立通信，并穩(wěn)定輸出高精度的距離、速度、角度等測(cè)量信息，保持全過(guò)程可靠工作。

如何營(yíng)造舒適的太空之家？

搭載用于“太空空調(diào)”“太空醫(yī)院”的產(chǎn)品

航天員一旦進(jìn)入太空，真正的考驗(yàn)才剛剛開(kāi)始。特殊的宇宙環(huán)境將對(duì)人的身體狀態(tài)產(chǎn)生一定影響。航天員在飛行過(guò)程中的心電、心率、呼吸、體溫、血壓等指數(shù)是否正常，需要一套艙載醫(yī)監(jiān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

這套醫(yī)監(jiān)設(shè)備由中國(guó)航天科技集團(tuán)九院771所研制，相當(dāng)于飛船航天員生理信息測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，像是一位貼心的“護(hù)士”，對(duì)航天員實(shí)施醫(yī)學(xué)監(jiān)督及醫(yī)學(xué)保障。由于航天員在飛船中活動(dòng)頻繁，人體血壓、脈搏等弱信號(hào)的采集比較困難，與一般醫(yī)用監(jiān)測(cè)儀器相比，這套艙載醫(yī)監(jiān)設(shè)備除了需要高度可靠和安全外，還要具備檢測(cè)、存儲(chǔ)、傳輸和處理的功能，供地面醫(yī)務(wù)工作者觀察、分析進(jìn)而指導(dǎo)航天員應(yīng)對(duì)突發(fā)的健康狀況。

此次隨神舟十六號(hào)載人飛船出征的，還有氣體流量調(diào)節(jié)閥、液路截止閥、生理信號(hào)測(cè)試盒、心電記錄裝置等產(chǎn)品，主要用于神舟飛船環(huán)控生保分系統(tǒng)和醫(yī)監(jiān)醫(yī)保設(shè)備分系統(tǒng)，它們是“太空空調(diào)”“太空醫(yī)院”的一部分，為航天員營(yíng)造舒適的太空之家。這些產(chǎn)品多次參加神舟系列飛船飛行驗(yàn)證和使用，技術(shù)狀態(tài)成熟。

氣體流量調(diào)節(jié)閥是“太空空調(diào)”的一個(gè)部件，它的主要功能是通過(guò)控制閥門開(kāi)口量，來(lái)調(diào)節(jié)冷熱氣體流量的比例，從而改變艙內(nèi)空氣的溫度和濕度，以保證航天員工作在合適的船內(nèi)環(huán)境中。該型產(chǎn)品同時(shí)也配套天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，目前工作狀態(tài)良好。

《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2023年05月31日 11 版）

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