神舟飞船的“变”与“不变”
2022-05-30宋皓薇
宋皓薇
6月5日,神舟十四号载人飞船载着陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员飞向太空,我国空间站建造阶段载人发射任务首战告捷。空间站关键技术验证以及建造阶段规划的神舟十二号到神舟十五号飞船采用组批研制模式,技术状态基本一致,安全、稳定、可靠地承担着航天员和物品天地往返运输任务。
那么,神舟飞船厉害在哪里,具备怎样的“十八班武艺”呢?让我们一起来看看。
具備空间站建造和运营阶段的 “十八班武艺”
神舟十四号任务和神舟十三号的任务一致。在空间站关键技术验证阶段,神舟团队通过神舟十二号、十三号验证了交会对接、绕飞、长期驻留、快速返回等关键技术。可以说,神舟十四号具备了空间站建造和运营阶段的全部技能。
神舟十四号飞船与空间站组合体交会对接载人飞船系统副总设计师郑伟认为,“不变”是神舟十四号载人飞船的重要特点。他介绍,在空间站关键技术验证和在轨建造阶段所使用的神舟十二号至神舟十五号飞船是同一批次投产,采用的方案一致。这意味着,飞船的技术状态稳定可靠。
载人飞船系统项目技术副经理邵立民认为,一个产品要走向批量研制,最关键的是要有比较健壮的设计。只有产品设计健壮、攻关项目见底,才能批量化生产;批量化才能形成规模,做到管理更加严密,实现高质量保成功、高效率完成任务,满足空间站任务的高密度发射需求。
以交会对接为例。神舟十四号采用6.5小时自主快速交会对接模式,与神舟十三号完全一致。飞船在酒泉卫星发射中心发射入轨后将在3圈内完成6次变轨,经历4.5小时到达空间站后下方大约50千米的位置,随后途经中瞄点、停泊点,姿态调整为垂直飞行后停靠于空间站下方径向对接口。“会者不难。先进技术已经验证、掌握,如果任务需要,交会对接的速度还可以更快。”郑伟说。
此外,神舟十三号的6个月长期在轨停靠,也让团队积累了飞控工作经验。“以后我们开展在轨巡检、进行项目设置都会更加成熟。”载人飞船系统总体主任设计师张福生说。
神舟十四号飞船自2021年8月进入酒泉发射场并完成待命状态设置以来,在发射场共计待命了7个月,为历史最长。其间,试验队通过首次“北京-酒泉”远程发射场巡检工作,确认了飞船状态满足应急发射条件,验证了“一船发射、一船待命”的滚动备份模式,为后续该模式的持续应用奠定了基础。
“如今,团队的理念从突破关键技术转变为保证任务可靠、保证航天员安全。放眼世界航天舞台,神舟飞船安全性是首屈一指的。”载人飞船系统总体主任设计师高旭说。
变化:组批研制大不同
回顾神舟飞船的历史,从1999年神舟一号飞天开始,十几年的时间里,每一艘新飞船都蕴含着探索与突破。如今,组批研制的神舟飞船看似没有变化,研制生产模式发生了巨大转变。
“以前在发射场80~90天完成一艘飞船的工作,现在45天完成两艘飞船的工作。任务量几乎翻倍,时间却大幅缩短。”郑伟说。
随着载人航天发射呈现出高密度、常态化、多样化等特点,神舟团队今年要按计划执行两船次返回、两船次交会对接、三船次应急救援待命任务,涉及神舟十三号至神舟十六号共四艘神舟飞船,还要并行开展神舟十七号、神舟十八号地面研制工作。
在本次任务中,神舟团队采用“北京—酒泉”两地远程协同的科学管理模式,最大限度发挥团队作用,保障发射型号和出厂前型号并行研制。由载人飞船系统总指挥何宇带队完成神舟十四号、十五号飞船各项发射场工作;总设计师贾世锦留守北京抓飞控线和保障线,带领后方团队为后续型号任务的产品交付、总装测试等工作争分夺秒、日夜奋战。
软性改进与隐形创新不断
组批研制的神舟飞船看似技术状态不变,实则软性改进和“隐形创新”不少。
例如,在神舟十三号飞船返回时,返回方案由原先规划的11圈返回变为5圈返回。经过改进,航天员返回时的准备时间、在轨等待时间都显著缩短,返回舒适性显著提高,航天员回来之后也对这次快速返回表示赞赏。
“虽然产品设计已经固定,但神舟飞船运用模式还可以有很多创新。返回方案的变化就是典型的软改进,效果非常明显,团队后续会在这方面继续突破。”邵立民说,“此外,还有许多隐形的变化,比如对飞控应急预案的不断完善。”
他举例,当神舟十四号和神舟十五号飞船同时在轨时,飞控团队的原则是“有缝衔接”,即不会让两艘飞船同时交叠操作,在程序上切割开。但在进行任务准备时,团队会选择“无缝衔接”,按照最复杂的情况做准备,确保任务万无一失。