神舟十四号“飞天神技”知多少

沈羡云

神舟十四号的多个“首次”

神舟十四号乘组由航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲组成，其中陈冬担任总指令长。陈冬、刘洋圆了再度进入太空的愿望，蔡旭哲则是经历12年的苦练和准备，终于紧紧拥抱住了自己的飞天梦想。 神舟十四号乘组年富力强，3人均为“75后”，这是我国第二批航天员首次“组队”飞行，也是我国开展载人飞行任务以来平均年龄最年轻的乘组。作为空间站从关键技术验证转入在轨建造阶段后的首次载人飞行任务，神舟十四号乘组将见证历史，并创造我国载人航天史上的多个“首次”。

他们将成为首批进驻实验舱的航天员？

神舟十四号乘组将成为首批进驻问天实验舱和梦天实验舱的航天员。中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。其中，天和核心舱已于2021年4月29日发射升空，问天实验舱于2022年7月发射，梦天实验舱将于2022年10月发射。

三舱是一个整体而又各有分工：核心舱是空间站的管理和控制中心，同时承担了航天员生活舱的职能；两个实验舱用于生物、材料、微重力流体、基础物理等多领域的科学实验，大部分科学实验柜位于实验舱内。因此，两个实验舱将是航天员在轨主要的工作场所。先后进入两个实验舱后，航天员将完成实验舱14个机柜的解锁、安装等工作，并开展空间科学实验。

他们将首次从主份气闸舱出舱？

出舱活动是空间站建设与运营阶段的重要任务。尽管神舟十二号和十三号航天员都是通过天和核心舱节点舱出舱，但是由于中国空间站的主份气闸舱位于问天实验舱，神舟十四号乘组将成为第一批从问天实验舱实施出舱活动的航天员。届时，天和核心舱节点舱将用作备份气闸舱。

为什么将主份气闸舱放在问天实验舱？航天员出舱活动期间，气闸舱为真空状态。航天员如果只能从核心舱节点舱出舱，位于三舱正中间的节点舱就把三舱隔断了。万一其中一个舱出现问题，航天员无法进入另外两个舱体，工作将无法开展。为什么设置两个气闸舱？保证人在太空的安全，永远是载人航天第一要务。在出舱过程中，如果主份气闸舱出现问题，航天员能通过节点舱回到舱内，保证出舱活动的安全可靠。这也是中国空间站多重安全措施互相备份的一项体现。

首次迎来太空“会师”

2022年12月，在神舟十四号任务末期，中国空间站将迎来神舟十五号飞船上行，并对接于天和核心舱前向端口。在交叉驻留期间，神舟十四号乘组将和神舟十五号乘组实现在轨工作交接，这是我国载人航天史上第一次太空“会师”，此后乘组在轨工作交接将实现常态化，中国空间站将持续有人值守。

他们将见证中国空间站建成？

此次出征的神舟十四号乘组堪称“最忙太空出差三人组”，他们肩负着完成中国空间站在轨组装建造的重要使命。在长达6个月的飞行中，神舟十四号乘组要经历的飞行工况极为复杂，包括9种组合体构型，5次交会对接，3次分离撤离，2次转位任务。在这个过程中他们要进行状态监视，必要的时候实施手控操作进行交会对接。

神舟十四号有哪些新技术

作为我国空间站建造阶段首次载人任务，神舟十四号载人飞船安全运行的背后是技术的不断改进与迭代，其中饱含着科技人员的精心设计与集智攻关。

太空门廊“生命通道”

飞船与空间站交会对接成功后，航天员从飞船进入空间站，并非像我们走进家门一样简单容易。轨道舱前端主动对接机构和核心舱的被动对接机构之间长约1米的通道，是航天员进入空间站的“门廊”。为了给航天员进出自如的空间，设计人员为航天员搭建了一个直径达80厘米的圆形通道。对接通道打开后，航天员相当于进入一个大的密封舱。

此外，神舟十四号载人飞船的密封圈采用双圈设计，这种设计可以确保在零重力和恶劣的空间环境效应情况下，不会从对接面脱落，使密封性能得到双重保护。设计师对密封圈的材料也进行了长达6年的攻关，解决了普通材料在低温环境中的“脆变”特性以及长期工作后材料老化等一系列问题，为航天员打造了一条密不透风的“生命通道”。

解决由“遮挡”带来的控温难题

神舟十四号载人飞船执行任务期间，将经历空间站转入三舱组合体飞行模式，先后经历一字构型、L型构型和T型构型。由于位置特殊，神舟十四号飞船可能长时间处于太阳无法照射下的极低温度环境，也可能局部区域持续受到太阳辐照，极端环境下，温差可能达到200℃。据了解，本次任务中，在一字构型下，最长可带来19天的长周期全遮挡；而在L型构型和T型构型下，神舟十四号仅有两三个很短的时间段能接受较好的光照，随着太阳高度角的周期变化，还会出现一侧太阳翼被全遮、另一侧复杂遮挡的情况。这些过程给航天员的健康和飞船设备的供电系统带来严峻考验。

为应对这些问题，设计人员除了在地面开展能量平衡仿真分析，充分验证太阳电池翼、储能蓄电池和充电控制措施能够适应工作条件的复杂变化外，还通过与飞船总体共同协作，制定了电源分系统动态在轨维护管理机制。同时，针对控温难题，工程师们突破了飞船外避热控涂层光热性能选择性设计与调控、热控材料空间稳定性设计与大型复杂结构界面结合控制等关键技术，研制了低吸收、低发射型热控涂层。

返回舱图像分辨率提升16倍

神舟载人飞船返回舱是航天员在飞船发射、交会对接以及返回地面阶段需要乘坐的飞船舱。与在轨的空间站不同，返回舱和地面之间的通信链路资源极其有限，传统的视频通信技术严重影响了返回舱图像的分辨率和畫质。在神舟十三号及以前的飞船中，返回舱图像的有效分辨率仅为352×288像素，难以适应高分辨率、大屏显示的画面要求。神舟十四号载人飞船首次使用了中国科学技术大学吴枫教授课题组研制的流媒体图像质量增强系统，显著提升了图像的清晰度和画质，将图像的分辨率提升至1920×1080像素，图像峰值信噪比提高4分贝以上。图像质量增强系统在神舟十四号载人飞船的待发段、发射段、上升段和交会对接段全程使用，后期能够用于神舟十四号载人飞船的返回段以及神舟系列载人飞船的后续任务。