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神舟十六號載人飛船成功發(fā)射

2023-05-30
來源:中國空間技術(shù)研究院和中國新聞網(wǎng)

  5月30日,由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的神舟十六號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,,我國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的首次載人發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功,。

  神舟系列載人飛船作為我國唯一的天地往返載人航天器,是我國對可靠性,、安全性要求最為嚴(yán)苛的航天器,。在此次任務(wù)中,五院精心打造的眾多分系統(tǒng)各司其職,匠心打磨的眾多產(chǎn)品默默護(hù)航,。下面,,讓我們一覽部分代表性技術(shù)和產(chǎn)品的風(fēng)采。

  打造“戎裝”自動(dòng)化生產(chǎn)線

  熱控多層好比神舟十六號的“太空出征服”,,被安裝在航天器及艙外設(shè)備表面,,猶如衣服一樣確保航天器在太空運(yùn)行過程中處于正常工作溫度,降低高低溫交變環(huán)境對航天器的影響,,對航天器在軌穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要,。

  隨著空間站應(yīng)用與發(fā)展階段拉開序幕,載人飛船研制周期縮短至1年發(fā)射2艘,,熱控多層制作數(shù)量和難度急劇增加,。面對高密度、高強(qiáng)度的研制任務(wù),,五院總裝與環(huán)境工程部開發(fā)出熱控多層自動(dòng)化生產(chǎn)線,,突破了基于超輕超薄/彈性網(wǎng)狀材料的航天器熱控多層集成制造技術(shù),實(shí)現(xiàn)了熱控多層的批量數(shù)字化設(shè)計(jì)和自動(dòng)化制造,,顛覆了傳統(tǒng)定制式單件手工制作模式,,熱控多層的制造效率和質(zhì)量實(shí)現(xiàn)跨越式提升。

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  熱控多層自動(dòng)化生產(chǎn)線由鋪縫一體設(shè)備,、多功能數(shù)控裁床,、接地組件量化鉚接設(shè)備等串聯(lián)而成。飛船的“太空出征服”蓬松輕薄,,由輕質(zhì)薄膜和高伸縮網(wǎng)狀材料組成,,“鋪設(shè)”過程中,容易出現(xiàn)褶皺,、多層疊放不易精準(zhǔn)重合等難題,,鋪縫一體設(shè)備的鋪設(shè)模塊能輕松有效解決這些問題,還實(shí)現(xiàn)了無人值守的自動(dòng)鋪設(shè),。飛船的“太空出征服”有多個(gè)部分,、多種形狀,“縫制”過程中,,裁剪后容易開散,。縫制模塊通過對熱控多層內(nèi)部進(jìn)行仿外輪廓形狀縫制,,有效避免了熱控多層裁剪后的開散問題,,縫制效率為傳統(tǒng)手工縫制效率的6-7倍,縫制精度提升10倍,。多功能數(shù)控裁床通過多種刀頭的合理組合,,實(shí)現(xiàn)熱控多層自動(dòng)連續(xù)精確裁剪,,裁剪精度優(yōu)于指標(biāo)要求,裁剪效率提升5倍,,同時(shí),,可將其拓展應(yīng)用至載人飛船內(nèi)裝飾、熱控泡沫,、加熱被和各類絕緣膜的畫線,、裁剪及沖孔等制作過程中。

  “太空天路”全新升級

  五院西安分院為神舟十六號研制的升級版中繼終端,、儀表控制器應(yīng)用軟件,、天線網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)發(fā)揮重要作用,為神舟十六號航天員乘組遨游“天宮”全程護(hù)航,。

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  本次發(fā)射的神舟十六號載人飛船,,將繼續(xù)通過中繼終端搭建的“太空天路”,實(shí)現(xiàn)飛船與地面通信的暢通無阻,,確保地面測試人員實(shí)時(shí)掌握飛船的飛行狀態(tài),。與以往的空間站飛行器不同的是,神舟十六號上采用了具備三大優(yōu)勢的升級版中繼終端:集成程度更高,,通過工藝技術(shù)創(chuàng)新,,進(jìn)行了小型化、集成化設(shè)計(jì),,實(shí)現(xiàn)升級版產(chǎn)品從接近36公斤減重至27公斤,;處理能力更強(qiáng),從處理一項(xiàng)工作需要依靠產(chǎn)品中的幾個(gè)芯片共同完成,,到現(xiàn)在僅需一個(gè)芯片便可輕松應(yīng)對同一項(xiàng)工作,;國產(chǎn)化率更高,大幅提升了國產(chǎn)化元器件的使用,,升級后的中繼終端元器件國產(chǎn)化率目前已超95%,。

  除了升級版中繼終端,西安分院承研的其他產(chǎn)品也起到了重要作用:儀表控制器應(yīng)用軟件如同空間站的智慧隨身“秘書”,,能將神舟十六號載人飛船上所有分系統(tǒng)的參數(shù)內(nèi)容化繁為簡,,采用獨(dú)特的圖形顯示技術(shù),通過文字,、圖形,、動(dòng)畫的方式,顯示飛船軌跡,、姿態(tài)、飛行狀態(tài)以及各分系統(tǒng)信息,,讓航天員直接實(shí)現(xiàn)交互和操作,。天線網(wǎng)絡(luò)雖然“身板小”,但是能為飛船上10余副天線提供信號通路。如果將神舟十六號載人飛船的天線信號通路系統(tǒng)比作鐵路運(yùn)輸系統(tǒng),,那么一路路信號就是火車,,天線網(wǎng)絡(luò)更像是火車軌道和火車站調(diào)換軌道的道扳,天線的信號接收和發(fā)送都是通過天線網(wǎng)絡(luò)為其提供信號通路的,。

  多樣產(chǎn)品齊保障

  五院510所承擔(dān)研制了結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu),、熱控、測控,、儀表與照明,、環(huán)控生保等5個(gè)重要分系統(tǒng)中的40余臺套產(chǎn)品,這些設(shè)備與飛船在軌正常工作及航天員的生命安全都息息相關(guān),。

  艙門快速檢漏儀能夠檢測神舟飛船的艙門是否達(dá)到了密封狀態(tài),,它通過內(nèi)部的核心傳感系統(tǒng),感受壓力和溫度的變化,,在很短的時(shí)間內(nèi)判斷艙門是否關(guān)閉完好,,為航天員艙內(nèi)活動(dòng)提供堅(jiān)實(shí)的安全保障。

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  艙內(nèi)照明設(shè)備和交會對接照明設(shè)備不僅為航天員提供了艙內(nèi)工作,、生活照明,,還能為交會對接提供攝像輔助照明,載人飛船進(jìn)入地球陰影區(qū)時(shí),,航天員在艙內(nèi)仍可以正確判讀儀表數(shù)據(jù),、手動(dòng)開關(guān)指令。

  艙內(nèi)顯控,、語音,、手控設(shè)備種類豐富,提供飛船運(yùn)行過程中的各種參數(shù)顯示,、語音播報(bào),、控制界面等,為航天員操控神舟飛船提供多樣支持,。

  儀表板作為飛船儀表設(shè)備的承重部件,,通過四個(gè)金屬橡膠減振器實(shí)現(xiàn)與飛船艙壁的可靠聯(lián)接,在飛船發(fā)射,、飛行和返回過程中遇到巨大的振動(dòng),、沖擊等情況時(shí),保護(hù)儀器設(shè)備的穩(wěn)定和安全,。

  操縱棒能夠解決發(fā)射過程中,,航天員身體被束縛而不能前傾以操作儀表的難題。操縱棒桿體設(shè)計(jì)為可無極伸縮式,,航天員可以根據(jù)現(xiàn)場條件在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整操縱棒的長度,,滿足儀表設(shè)備操作的需求,。

  計(jì)量力量護(hù)航“神舟”

  五院514所積極推進(jìn)計(jì)量保障融入型號全生命周期,為宇航型號任務(wù)保駕護(hù)航,。此次任務(wù)中,,計(jì)量測試團(tuán)隊(duì)圓滿完成了綜合基帶設(shè)備、變頻器,、頻譜儀,、電源以及供配電地面測試設(shè)備的計(jì)量保障工作。

  神舟十六號留場設(shè)備周期計(jì)量涉及電學(xué),、無線電,、專測等多個(gè)計(jì)量專業(yè),計(jì)量測試團(tuán)隊(duì)結(jié)合專業(yè)能力和留場設(shè)備特點(diǎn),,抽調(diào)骨干計(jì)量技術(shù)人員前往酒泉執(zhí)行現(xiàn)場計(jì)量保障任務(wù),。他們憑借過硬的測試技術(shù),不斷優(yōu)化計(jì)量保障流程,,研究設(shè)備測試方案,,以精準(zhǔn)計(jì)量為空間站任務(wù)及相關(guān)測量設(shè)備性能提供了準(zhǔn)確可靠的統(tǒng)一量值和數(shù)據(jù)支撐。

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  此外,,514所測試產(chǎn)品研制團(tuán)隊(duì)致力于推進(jìn)實(shí)現(xiàn)宇航型號測試產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,,通過建立規(guī)范、統(tǒng)一,、可復(fù)用的模塊化硬件電路庫和嵌入式軟件庫以及采用標(biāo)準(zhǔn)接口等方式,,克服了宇航型號測試產(chǎn)品研發(fā)面臨的難點(diǎn)。由測試產(chǎn)品研制團(tuán)隊(duì)研制而成的供配電地面測試系統(tǒng)及配套電纜,、音頻編解碼設(shè)備,、綜合測試數(shù)管地面設(shè)備,已相繼應(yīng)用于空間站任務(wù)多個(gè)相關(guān)型號,,本次又成功應(yīng)用于神舟十六號載人飛船,。

伴隨著514所做出的各項(xiàng)科研保障,在中國空間站完成建造,,進(jìn)入應(yīng)用與發(fā)展階段的基礎(chǔ)上,,神州十六號在該階段的首次載人飛行任務(wù)有何特點(diǎn)?

中國空間站新階段首艘載人飛船

  神舟十六號載人飛船是中國空間站應(yīng)用與發(fā)展新階段的首發(fā)載人飛船,,也是中國開展的第11次載人航天飛行任務(wù),。作為航天員實(shí)現(xiàn)天地往返的“生命之舟”,神舟系列載人飛船由軌道艙,、返回艙和推進(jìn)艙構(gòu)成,,是中國可靠性、安全性要求最嚴(yán)苛的航天器,。

  面對空間站任務(wù)每年2艘載人飛船的發(fā)射密度,,神舟飛船采取了組批研制生產(chǎn)模式,。神舟十二號至神舟十五號這4艘是中國首批批產(chǎn)的神舟飛船,神舟十六號飛船則是新一批次載人飛船的首發(fā)船,。與之前發(fā)射的飛船相比,新批次載人飛船整體設(shè)計(jì)方案和技術(shù)狀態(tài)保持穩(wěn)定,,可靠性,、舒適型、安全性等方面得到進(jìn)一步提升,。

  中國空間站首迎航天飛行工程師和載荷專家

  神舟十六號航天員乘組由1名首批航天員和2名第三批航天員組成,,首次包含航天駕駛員、航天飛行工程師,、載荷專家3個(gè)航天員類型,,中國空間站首次迎來航天飛行工程師和載荷專家。

  其中,,航天駕駛員景海鵬和航天飛行工程師朱楊柱主要負(fù)責(zé)直接操縱,、管理航天器,以及開展相關(guān)技術(shù)試驗(yàn),;載荷專家桂海潮是北京航空航天大學(xué)的一名教授,,主要負(fù)責(zé)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷的在軌操作,在科學(xué),、航天工程等領(lǐng)域受過專業(yè)訓(xùn)練且具有豐富操作經(jīng)驗(yàn),。

  值得一提的是,指令長景海鵬先后參加過神舟七號,、九號,、十一號載人飛行任務(wù),此次任務(wù)是他的第四次飛天之旅,,創(chuàng)造了中國人飛天次數(shù)最高紀(jì)錄,。同時(shí),神舟十六號任務(wù)也是第三批航天員首次執(zhí)行飛行任務(wù),。

  神舟飛船首次與空間站“T”構(gòu)型徑向交會對接

  由于神舟十五號載人飛船已經(jīng)對接于中國空間站的前向?qū)涌?,神舟十六號載人飛船入軌后,將采用自主快速交會對接模式,,對接于天和核心艙徑向端口,,這是空間站三艙“T”字構(gòu)型下實(shí)施的首次徑向交會對接任務(wù)。

  此前,,神舟十三號和神舟十四號載人飛船已經(jīng)實(shí)施過徑向交會對接,,但相比之前的兩次任務(wù),神舟十六號飛船的交會對接過程中,,“T”字構(gòu)型的空間站組合體質(zhì)量更大,、尺寸更大,,給交會對接帶來新的挑戰(zhàn)。專家表示,,科研團(tuán)隊(duì)早在空間站在軌建設(shè)時(shí)就已經(jīng)考慮到這些情況,,并開展大量地面仿真實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了充分驗(yàn)證,,團(tuán)隊(duì)對這次徑向交會對接任務(wù)充滿信心,。

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