青年报·青春上海 记者 刘晶晶/文 通讯员 王淇俊/图、视频 

2023年10月26日11时14分，载有3名航天员的神舟十七号载人飞船由长征二号F运载火箭成功发射至预定轨道，我国第十二次载人飞行任务拉开序幕。其中，中国航天科技集团有限公司八院承担了神舟载人飞船的电源分系统、对接机构分系统、推进舱结构与总装、测控通信子系统、总体电路分系统推进舱电缆网及三舱配电器等研制任务。当天上宫阙有了日渐清晰的模样，一批具有自主知识产权的关键核心技术被突破。

  微以致远，所有细节用数据说话  

20年来，从多人多天到出舱活动，从交会对接到太空授课，从中期驻留到太空补加，空间站时代震撼来袭，新技术也在不断被突破。

神舟十七号载人飞船将采用自主快速交会对接与90吨级空间站组合体在前向端口对接，历时约6.5小时。至此，异体同构周边式对接机构已经出色地在轨完成了29次空间交会对接（不含神舟十七号此次对接）和25次分离，产品状态稳定，工作可靠。载人交会对接从44小时逐渐缩短到8小时、6.5小时。每一个数据的增减，都是一次突破，都是中国航天的一次跨越。

载人航天是一个庞大的系统工程，其中每一个细节都需要型号研制人员精心设计、反复验证。为了确保对接机构具备在单项极限偏差、组合偏差和随机打靶等多种复杂工况下的捕获缓冲能力，每个对接机构均需要通过31次捕获缓冲试验，准确掌握对接时最大轴向冲击力，对接环的六自由度最大位姿偏差等特性参数。通过连接分离试验，可精确获得分离速度的千分之一变化。通过这些真实有效的特性参数，能如实反映产品内在的细节是否有变化。

依托大量的成功飞行数据，航天八院研制团队从分系统级、单机级、部组件级三个层次建立了数据包络分析机制，上百个关键参数建立的数据包络根据飞行试验结果动态调整，对产品的生产装配过程进行指导，对产品性能进行预测，提前发现潜在缺陷，提前采取干预措施，确保产品最终状态过程可控，万无一失。

  “太空交班”，有这些“上岗神器”  

高效的沟通交流是工作交接顺利完成的前提，在离地面几百公里的太空，两届“出差三人组”之间的沟通交流如何实现呢？这里不得不介绍神舟十七号载人飞船测控通信产品家族中的重要成员——话音处理器。一个主机大小的黑匣子，它架起了航天员之间实时语音通信的“鹊桥”。

神舟十七号乘组还没有到达空间站，话音处理器中的空空话音链路通道，已经可以实现载人飞船与空间站之间的双向通话。不止地面站可以与飞船进行交流，正在空间站“办公”的员工们也能随时关心神舟十七号乘组的旅途状况。与天地链路相比，空空链路存在带宽限制，为了保证通话质量，航天八院804所对话音编码算法进行了多次优化设计，最终使空空话音链路在编码速率受限的情况下，通话质量依然清晰，在更低的带宽下能够达到地面手机通话水平。

载人飞船要抵达空间站，并成功完成交会对接，才能使得航天员如期“到岗工作”。飞船与空间站的通信能不能稳定可靠，十分关键。如同万里穿针，交会对接的通信链路容不得一丝偏差，如此重要的停靠任务，空空通信机可以轻松解决。

空空通信机的作用是建立载人飞船与空间站核心舱之间的双向通信链路，从而能够传输遥测、遥控、图像、话音、定位等各类数据。当神舟十七号载人飞船飞行到距离核心舱约100公里时，空空通信机的“遥相呼应”就被开启，像一个经验丰富的隐形教练，它为两个航天器传递精准的姿态定位和速度信息，通过调制方式、传输速率和发射功率的灵活切换，适用多种任务场景，成为交会对接及撤离过程中的重要通信设备。在空空通信机的帮助下，航天员可以稳妥可靠地到达“上班”地点。

  神舟之“心”，每一发都有进步  

作为航天员实现天地往返的“生命之舟”，神舟飞船是我国可靠性安全性要求最严苛的航天器。在多年的研制过程中，承担“神舟之心”——电源分系统研制任务的航天八院811所研制人员始终将“万无一失”“稳妥可靠”铭记于心。“形势在变化，任务在升级，为适应载人航天各阶段新的任务需求，电源分系统一直以‘小步快跑’的方式，稳步迭代升级。可以说，每一发都有进步。”八院神舟飞船电源分系统主任设计师钟丹华介绍道。

进入空间站应用与发展阶段，神舟飞船长期停靠于天和核心舱前向端口或径向端口，并经历空间站组合体多次的轨道维持和调姿，以及不同来访航天器的对接和分离。电源分系统的太阳电池翼及其驱动系统，需要调整姿态并承受复杂的外部力量影响。为此，八院研制人员通过地面充分的仿真分析、试验考核和模拟验证，对神舟十七号电源分系统的驱动机构进行了升级。

“整机输出力矩裕度提高了7倍多，通俗地说，驱动能力更强了，可以更好地控制太阳电池翼完成跟踪、捕获等动作。”钟丹华解释道，“同时，供配电安全性也更高了，承载能力更强了，飞船驱动机构能够以更好的状态承受发射段的过载、振动和冲击，以及在轨段太阳电池翼展开、飞行器变轨、对接、停靠、返回制动、轨返分离等各种情况下的力学载荷作用，应对复杂环境的能力更强了。”

  收官之战，镉镍电池开启谢幕之旅  

在神舟十七号研制阶段，航天八院811所神舟飞船电源分系统研制团队重点对镉镍电池组过程质量控制和数据一致性进行了检查确认。这是神舟飞船使用的最后一批大容量镉镍电池。对于镉镍蓄电池这位全程经历载人航天“三步走”阶段的神舟飞船“金牌老将”来说，神舟十七号的成功发射，是其在中国航天器领域的“收官之战”。

亲历神舟一号到神舟十一号发射任务的811所神舟飞船镉镍蓄电池专家费君生介绍，镉镍蓄电池的高安全、高可靠特质，尤其是其良好的耐过充、耐过放性能，非常适合在神舟飞船这种高安全要求的环境中使用。自1999年神舟一号发射以来，镉镍蓄电池已成功为神舟飞船到神舟十六号飞船连续“服务”16次。神舟一号到神舟七号应用了65安时的镉镍蓄电池，神舟八号为了提升整船的供电能力，将电池容量升级至70安时。在自此之后的9艘神舟飞船，镉镍蓄电池依次顺利通过了单船飞行、多个组合体飞行、空间站建造阶段、空间站应用与发展阶段的多次飞行考核，其中最严峻的挑战当属空间站应用与发展阶段。

神舟载人飞船停靠在空间站前向或径向接口，会遇到严重的遮挡，在接受空间站并网供电的时候，镉镍蓄电池会面临“充放电不规律”“或“不充不放长期搁置”等复杂情况。而镉镍蓄电池固有的“记忆效应”，也会影响其发挥最大能动性。811所研制团队开展了一系列减记忆效应措施研究，采取了一系列在轨控制措施。

随着长寿命大容量锂离子电池的安全性得到广泛验证，载人飞船采用该电池的日程越来越近。在中国空间站进入常态化运营后，神舟飞船后续将应用比能量更高的锂离子蓄电池，“进一步满足型号任务需求，通过电源技术的不断进步，为飞船的正常运行持续提供可靠保障。”费君生说道。

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编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报