第06版:科技时代

神舟开“新团” 天宫再会师

​ ——神舟十六号载人飞船成功发射侧记

本报记者 王硕

《 人民政协报 》 ( 2023年06月01日   第 06 版)

5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。 新华社发

5月30日,神舟十六号载人飞船(以下简称神舟十六号)搭载长征二号F运载火箭奔向太空。经过6.5小时与空间站组合体径向交会对接,景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员与等待多时的神舟十五号乘组“太空会师”。两个航天员乘组拍下“全家福”,向牵挂他们的全国人民报平安。

6名航天员共同在空间站工作生活约5天后,将完成交接。神舟十六号在轨期间,将继续实施航天员出舱活动和货物气闸舱出舱任务,开展空间科学实验和技术试验,开展平台管理工作、航天员保障相关工作以及科普教育等重要活动。

随着我国航天技术的不断突破,中国航天有了更大舞台,中国空间站也迎来高密度发射期。发射似乎进入了常态化,但其实每次任务都有新的目标与挑战。那本次任务与之前有何不同?

“神箭”可靠性、安全性再度提升

在本次任务中,被誉为“航天员专列”的长征二号F运载火箭(以下简称长二F)再次升级。

长二F是我国现役唯一具有故障检测系统和逃逸系统的火箭,肩负着保障航天员安全进入太空的特殊使命和责任。每次任务中,通过针对所有故障模式制定有效措施,研制团队都会继续从冗余度提升和工艺性能方面进行改进。如针对影响飞行成败的点火、分离等关键环节,长二F运载火箭团队开展了设计指标闭合检查工作;进一步提升了数字化能力,使得相关数据能够在总体网上进行实时监控,更加便捷、全面了解火箭数据。

在本次任务中,基于远程发射支持系统,在北京远程测试中心,可以依托后方强大的分析工具,以及完善的专家团队,提升数据判读的覆盖性和可靠性。

据航天科技集团一院长二F运载火箭副总设计师刘烽介绍,火箭的控制系统应用了起飞时间偏差修正技术,使火箭点火时间出现偏差时,可以在一定范围内自动修正轨道完成入轨和交会对接任务。同时,型号队伍对遥测系统也进行了升级迭代,使遥测精度得到进一步提升。

自执行长二F遥十二运载火箭任务起,长二F运载火箭研制团队进入“发射1发、备份1发”及“滚动备份”的发射模式。“值班”火箭如接到应急救援命令,可随时实施应急救援发射,保障航天员生命安全。

基于“滚动备份”的发射模式,团队设计了“串行”和“并行”两种测试发射流程;并在此基础上,将两者的优点结合起来,设计了“串并行”测试发射流程。该模式比之前可节省几天时间,进一步提高发射场工作效率。目前,长二F火箭“发一备一”发射场流程已从空间站建造初期的49天压缩到35天。随着空间站转入应用与发展阶段,研制团队还将以30天为目标,进一步提高发射场工作效率,以更快速度将航天员安全精准送入太空。

交会对接技术进一步成熟

本次神舟十六号与空间站的交会对接是在空间站三舱“T”字构型下实施的首次径向交会对接。相较之前,有着不一样的难度——

此前神舟十四号径向停靠空间站,飞船的对接目标为47吨级;而此次神舟十六号将首次在空间站有人驻留情况下,与90吨级的空间站组合体进行径向对接。对接机构将再次面临与多构型、大吨位、大偏心对接目标的捕获、缓冲、刚性连接等全新挑战。

尺寸的增大使得飞船和空间站组合体的发动机工作时,羽流间的相互影响相比以往发射和对接任务的情况变得更加复杂。飞船在近距离交会过程中需要频繁启动发动机进行相对姿态和位置的调整。

对于这一问题,神舟飞船GNC(制导导航与控制)系统在发动机分组使用和控制方法上进行优化,并通过地面的仿真计算加以验证,确保任务成功。这也标志着我国GNC技术的进一步成熟。

为适应后续空间站常态化运营阶段的密集任务,神舟飞船队伍开展了上百次地面捕获缓冲试验,确保对接环捕获目标的时长限制在数秒之间,将对接锁系的同步性误差控制在毫米以内,使飞船对接机构在对接的一瞬间即可快速捕获空间站,随后平稳可靠地锁紧对接面。

全新起点:“生命之舟”新征程

随着中国空间站全面建成进入常态化运营,神舟载人飞船也迎来了新批次密集的组批生产和发射任务。神舟十六号承担着“一次验证、组批投产”的使命,起到了承前启后的关键作用。

在确保可靠性、安全性的前提下,神舟十六号以最短时间、最高标准完成了上百项器件更改和可靠性提升等验证工作,通过国家重大工程全力支持北斗定位系统,进一步增强自主健康管理功能;并从分系统级、单机级、部组件级3个层次建立了数据包络分析机制,全力推进产品数据互联信息化、线缆总装布局数字化、关键参数检测智能化,全面实现了神舟飞船在“空间站时代”的再升级。

作为航天员往返天地的交通工具,神舟飞船的舒适性也至关重要。如今,经过不断磨合和悉心付出,神舟飞船已经可以满足航天员各项任务要求以及舒适性要求。

面对空间站任务阶段每年发射2艘神舟载人飞船的高密度任务需求,神舟载人飞船系统以“一船发射、一船待命”的滚动备份,确保空间站工程任务顺利开展。通过验证项目优化、串行改并行优化、试验工况优化等手段,神舟飞船已全面实现了覆盖产品研制过程、发射场、飞控等全流程的批产技术流程优化,大大提高了飞船的研制效率和效益。

2023年是我国空间站应用与发展阶段元年,神舟团队又一次用成功向党和人民交出了一份满分的答卷。期待航天人继续以昂扬的奋斗姿态不断夺取航天事业新胜利,在新征程上赢得更加伟大的胜利和荣光。

2023-06-01 本报记者 王硕 ​ ——神舟十六号载人飞船成功发射侧记 1 1 人民政协报 content_44367.html 1 神舟开“新团” 天宫再会师 44,367 /enpproperty-->