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“生命之舟”迎接新挑战交会对接难度再升级天天热点评

2023-05-30 18:56:51 来源：澎湃新闻

搭载着景海鹏、朱杨柱和桂海潮三名航天员的神舟十六号飞船成功与空间站对接，空间站将再现6名航天员太空“会师”名场面。

5月30日，由航天科技集团五院抓总研制的神舟十六号载人飞船在长征二号F运载火箭的托举下奔向太空，随着飞船与空间站成功对接，发射阶段的任务获得圆满成功。

(资料图片仅供参考)

神舟十六号飞船返回舱内部画面。图片来源：央视新闻截图、中国航天科技集团

进入“空间站时代”，“生命之舟”再升级

神舟十六号飞行任务是我国空间站应用与发展新阶段的首发载人飞船，也是我国开展的第十一次载人航天飞行任务。作为航天员实现天地往返的“生命之舟”，神舟系列载人飞船由轨道舱、返回舱和推进舱构成，共有14个分系统，是我国可靠性、安全性要求最严苛的航天器。

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。神舟飞船研制团队的专家介绍说，神舟十六号载人飞船作为空间站应用与发展阶段发射的首个载人飞船，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。

为满足空间站任务需求，神舟十六号载人飞船在确保可靠性、安全性的前提下，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，不断提高飞船上自主健康管理水平，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，为神舟踏上新征程打下了坚实基础。

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。从神舟四号飞船开始，团队就对人机界面进行详细设计并不断完善。经过不断磨合和悉心付出，神舟飞船目前的状态已经可以满足航天员各项任务要求以及舒适性要求。据悉，在神舟十六号载人飞船上，设计人员将飞船仪表的数据显示化繁为简，从使用者角度出发进行设计，为航天员执行任务提供更加清晰、直观、舒适的显示界面。

神舟十六号飞船由长征二号F运载火箭发射。

同样的交会对接，但难度再次升级

随着神舟十六号载人飞船停靠中国空间站径向对接口，标志着由航天科技集团五院502所自主研发的我国空间交会对接GNC（制导导航与控制）技术进一步成熟。这是中国空间站应用与发展阶段首艘载人飞船的交会对接任务，也是空间站三舱“T”字构型下实施的首次径向交会对接任务，相较于空间站建造阶段神舟十三号、十四号载人飞船实施的径向交会对接，神舟十六号载人飞船的交会对接任务难度再度升级。

此前神舟十四号载人飞船径向停靠空间站，飞船的对接目标为47吨级，此次神舟十六号载人飞船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。作为载人天地往返的关键核心产品，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。

随着问天实验舱、梦天实验舱、以及神舟载人飞船、天舟货运飞船等更多舱段和飞船的相继加入，使得空间站组合体的尺寸、质量、惯量以及重心位置等影响姿态控制的核心要素与核心舱单舱相比变化较大，部分参数甚至存在跨数量级的增长。飞船交会对接特别是近距离对接时采用的是相对姿态位置控制方法，空间站运动特性的变化将直接影响飞船的交会对接控制过程。虽然神舟十五号已经成功完成空间站“T”字构型的交会对接任务，但其对接的位置为空间站前向对接口，由于空间站在不同方向上运动的特性有所区别，神舟十六号进行的径向对接需要GNC系统依靠自身的能力克服上述变化带来的影响。

而且空间站组合体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，这将对悬浮在太空中的空间站姿态产生影响，由于组合体舱段的增加，使得神舟十六号载人飞船任务中的上述特性更为复杂。同样，空间站的喷气控制也会影响飞船自身的控制。对于这一问题，神舟飞船GNC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。

据悉，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，天神之吻严丝合缝，神舟飞船安全停靠。

高密度发射，坚持质量第一

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，神舟载人飞船系统采用组批研制模式，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。在发射场工作的40多天内，神舟载人飞船试验队需要并行完成神舟十六号载人飞船发射和神舟十七号载人飞船应急救援待命准备等。研制、发射、飞控及回收实施4条战线高度交叠，进度安排、质量控制、资源保障等诸多方面压力巨大。

据了解，神舟载人飞船队伍始终坚持新发展理念，不断实施创新驱动发展战略，结合载人航天器任务特点，充分发掘现有研试体系潜力，将技术创新和管理创新贯穿于整个空间站运行与发展工作中，不断推动载人航天器研制模式转型。

通过制定批产规范、设计通用文件体系、建立批产基线和技术状态管理模式、制定滚动备份策略等方法，建立了系统级批产设计与研制体系。通过验证项目优化、串行改并行优化、标准接口项目优化、试验工况优化、自动化测试和远程测试优化、集中—分布式飞控等手段，全面实现了覆盖产品研制过程、AIT、发射场、飞控等全流程的批产技术流程优化，大大提高了神舟飞船研制效率和效益。

载人航天，人命关天，高密度发射更要坚持质量第一，为高质量保证发射任务圆满成功提供坚实基础。

据了解，面对严峻质量形势，神舟十六号载人飞船发射场试验队坚持“百战归来从零开始”的心态，以“事前准备充分、事中控制到位、事后总结及时”为原则，不断强化质量责任，落实质量要求，加强风险管控。

神舟十六号载人飞船发射场试验队总指挥何宇在试验队讲授4次“百战归来从零开始”质量提升专题讲座，深入剖析了当前形势，系统讲解质量基础知识，引导全员深刻领会“载人航天人命关天”“万无一失一失万无”的含义，坚持首飞标准，树牢质量意识，转变工作作风，强化责任担当，切实提升质量保证能力。

据试验队介绍，试验队始终坚持高标准、严要求，深入开展“质量确认”“质量复查”“双想”“四查”“三比”等质量管控活动，扎实做好“产品质量回头看”，以问题为导向，不断压准压实各级责任，制定薄弱环节管控措施，加强资源保障力度，实现发射场工作零缺陷、零疑点、零故障。

来源：澎湃新闻

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