确保任务成功，神箭、神舟又『进化』了

文/航箭

长二F运载火箭发射瞬间。宿东 摄

6月5日10时44分，搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。约7小时后，神舟十四号载人飞船与中国空间站成功交会对接。这一系列成功的背后是火箭、飞船等航天装备方方面面的改进提高，亮点颇多。

长二F火箭接受检测

确保“神箭”更可靠

在中国载人航天史上，长征二号F运载火箭执行了迄今所有载人飞船的发射任务，成功率达100%，被誉为“神箭”。

“神箭”背后是航天工作者的严苛细致。载人火箭的标准比其他运载火箭更高，冗余要求也更高，还具有逃逸系统、故检系统。在相同直径的火箭中，长二F火箭的总装工作量几乎比其他型号多一倍，总装周期几乎也长了一倍。

此次发射的长二F遥十四火箭和之前发射“神十三”的长二F遥十三火箭属于同一批次产品，状态基本一致。经过不断的技术改进，长二F火箭飞行的可靠性评估结果为0.9894。

长二F火箭副总设计师刘烽透露，工作人员想方设法，不断提升火箭可靠性。例如，长二F遥十四火箭在防热方面做了改进，试验队在火箭助推的前捆绑和后捆绑位置增加了防热罩，对分离火工品给予保护，确保其不受飞行过程中的热环境影响。

长二F火箭整流罩、逃逸塔特写

本次发射前，火箭保持应急救援待命状态6个月，比长二F遥十三火箭增加了一倍，且竖立存放了8个月，创下新纪录，还在发射场顺利过冬。对此，试验队制定了一系列检查和保障措施。发射场方面每周都会开展巡视检查，保证火箭存放厂房的温度、湿度等环境条件适宜，制定防鼠防虫等措施。进场后，试验队又开展了一系列检查和测试，例如对承力部件的力矩松弛情况做了检查，对长期带压存放的产品进行了压力监测，确保产品状态良好。

火箭的逃逸整流罩有32把锁，把2个半罩连到一起。挂锁是特别关键的环节，如果没连好或者出现卡滞，一旦火箭飞行中出现问题，逃逸整流罩打不开，后果不堪设想。挂锁安装完后，设计师需要乘坐升降车，拿着内窥镜，透过操作口从上到下对32把锁逐一进行状态检查，一般安装和检查工作全程需要8个多小时。按照试验队新队员的意见，火箭把仰罩安装火工品改为扣罩安装火工品，避免了人员爬到产品上安装操作，让流程进一步优化。

长二F火箭转运

长二F运载火箭被誉为“神箭”

按照“打一发，备一发”的模式，长二F遥十五火箭已随试验队进场。这是新一批次产品，在进一步提高发射概率、消除单点故障、提升产品可靠性、元器件国产化、工艺改进、产品热防护等方面，做了50余项技术改进和提升。

为提高发射概率，长二F遥十五火箭在发射前增加了双向风修正措施。原先，如果发射前气象条件不太好，比如高空风较大，超出了火箭允许的发射条件，可能就要推迟或终止发射。采用双向风修正措施后，在一定的风场作用下，试验队可根据实时的天气情况重新生成一套发射诸元参数，在一定程度上修正风对火箭的影响。

试验队还将对火箭地面测发控设备进行更新改造，提高可靠性，针对原有的测试设备单点进行冗余设计，进一步打通发射区测试网络，提高信息化、集成化能力，改善操作流程，还增加了自动判读功能。

飞船不断“隐形创新”

根据规划，从神舟十二号飞船到神舟十五号飞船采用组批研制模式，飞船技术状态基本一致，安全、稳定、可靠地承担着航天员和物品天地往返运输任务。放眼世界航天舞台，神舟飞船的安全性是首屈一指的。

在空间站关键技术验证阶段，工作团队已经通过神舟十二号、神舟十三号飞船验证了交会对接、绕飞、长期驻留、快速返回等关键技术。可以说，神舟十四号飞船具备了空间站建造和运营阶段的全部“十八般武艺”。

航天科技集团五院载人飞船系统项目技术副经理邵立民解释称，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”，做到批量化生产，形成规模，使管理更严密，实现高质量保成功、高效率完成任务，才能满足空间站任务的高密度发射需求。

航天人奋战一线

神舟十四号飞船自去年8月进入酒泉卫星发射中心并完成待命状态设置以来，在发射场共计待命了7个月，堪称“中国航天史上最长”。试验队首次开展“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。

神舟十四号飞船与团队合影

不过，组批研制的神舟飞船研制生产模式已发生了巨大转变。航天工作者透露，以前在发射场80～90天才能完成1艘飞船的工作，现在45天就可以完成2艘飞船的工作。

神舟飞船团队今年要按计划执行返回、2船次交会对接、3船次应急救援待命任务，涉及神舟十三号飞船至神舟十六号飞船共4艘，还要并行开展神舟十七号、神舟十八号飞船的地面研制工作。

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，最大限度地发挥团队作用，保障发射型号和出厂前型号并行研制。一方面，他们完成神舟十四号、神舟十五号飞船各项发射场工作，另一方面，抓实飞控、保障工作，为后续型号任务的产品交付、总装测试等工作争分夺秒，分析识别相关变化带来的隐患风险，及时消除。

这种严苛态度不止一次消除隐患。例如，之前在神舟十二号、神舟十三号飞船进行推进舱检漏时，团队发现原先拆装前端吊装附件的操作可能会带来隐患，通过在上海、北京扎实开展试验，最终优化流程，取消了附件拆装环节。

从空间站核心舱看神舟十四号飞船

神舟十四号飞船与空间站核心舱交会对接

飞船靠近核心舱对接口并捕获

其实，组批研制的神舟飞船也有不少软性改进和“隐形创新”。

例如，神舟十三号飞船返回方案由原先规划的11圈返回变为5圈返回。经过改进，航天员的准备时间、在轨等待时间都显著缩短，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性改进，效果非常明显。

未来神舟十四号、神舟十五号飞船同时在轨时，飞控团队的原则是“有缝衔接”，不会让2艘飞船同时交叠操作，要在程序上切割开。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。

“隐形创新”有时要考虑极端情况：万一出现紧急事件，对接机构承受撞击的能力如何？密封材料性能如何？能源系统不同工况下适应能力如何？发射场太阳翼展开试验如何进一步优化流程？航天工作者们针对风险分析结果，进行了一系列试验验证和仿真分析工作，全面细致做好技术风险控制，确保飞行任务圆满完成。

太空护航精准对接

径向交会对接是今年实现6名中国航天员同时在轨飞行的关键，也是中国空间站建造任务的必要一环。为熟练掌握这一技能，神舟飞船已反复演练。

2021年9月16日，神舟十二号载人飞船与核心舱分离后，绕到了节点舱径向对接口的正下方，在隔着19米远的接口下“驻足”。10月16日，神舟十三号载人飞船飞过了这19米，首次完成了与空间站组合体径向交会对接。

这次，神舟十四号载人飞船再次完成与空间站组合体的径向交会对接，大体上沿用了之前飞船的技术方案，又对部分细节优化调整，进一步掌握并完善了径向快速交会对接技术。

相比在同一水平面轨道进行的前向和后向对接，径向交会对接从天和核心舱下方进行。飞船和核心舱在轨道高度上有偏差，飞行速度不同。在接近过程中，除需在径向方向上改变飞船的速度、位置，还要在速度方向上控制飞船的角度，属于高度动态的对接过程，要求控制系统实时感应核心舱的位置，并实时控制飞船。

为此，神舟十四号飞船配备了控制计算机、微波光学敏感器等交会控制设备，可自主飞到空间站组合体附近，不依赖地面测控系统。

在这个过程中，航天科工集团三院33所研制的高精度加速度计组合再立新功，出色完成了微重力环境下加速度的测量任务，帮助飞船精准把握速度和位置，使交会对接又稳又准。简单地说，加速度计先后完成稳定性提升、真空环境适应性改造、温度环境适应提升等迭代过程，与它的“翻译官”IF转换电路进行功能整合，通过系统优化，让各个器件的兼容性和稳定性达到最优。

航天科工集团二院25所研制的微波雷达承担着中远距离空间飞行器间距离、速度、角度等相对运动参数的精确测量任务，是空间交会对接技术中的关键测量敏感器。此次飞行任务中，微波雷达再次与安装在空间站核心舱上的微波应答机配合工作，为空间交会对接任务保驾护航。

回顾神舟十四号飞船自主快速交会对接过程：飞船由火箭护送，从酒泉卫星发射中心发射入轨后，3圈内完成6次变轨，用4.5小时到达空间站后下方大约50公里的位置，随后途经中瞄点、停泊点，姿态调整为垂直飞行，再停靠于空间站下方径向对接口。从船箭分离到对接机构锁紧，只需6.5小时左右。而航天专家透露，如果任务需要，交会对接速度还可以更快。

2022年3月27日，完成全部既定任务的天舟二号货运飞船撤离空间站后，利用推进剂余量，以核心舱前向端口为目标端口，执行了快速交会验证，整个过程仅用了2小时。随着各项技术在工程中不断应用、验证，技术迭代将越来越快，2小时“超快速交会对接”或将在中国空间站建造过程中成为现实。

（感谢宋皓薇、任长胜、张航、王奥博对本文的贡献）