神舟十九号载人飞船成功发射,“太空会师”名场面再现!
青年报·青春上海记者 刘晶晶
2024年10月30日,神舟十九号载人飞船在长征二号F运载火箭的托举下,搭乘着三名航天员从酒泉卫星发射中心起飞升空,并成功对接空间站天和核心舱,“太空会师”名场面再现。神舟十九号载人飞船由中国航天科技集团有限公司研制,是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段以来的第4艘载人飞船,执行我国第14次载人航天飞行任务。随着此次发射任务取得圆满成功,神舟十九号正式接棒“神舟家族太空接力”,中国空间站也迎来新成员。
※ “生命之舟”,再起新程 ※
作为航天员实现天地往返的“生命之舟”,神舟飞船采取轨道舱、返回舱和推进舱构成三舱结构布局,共有14个分系统,是我国可靠性、安全性要求最严格的航天器。
1999年11月,神舟一号试验飞船成功发射返回;2003年10月,神舟五号载人飞船成功实施我国首次载人航天飞行任务;2022年11月,神舟十五号载人飞船与中国空间站三舱组合体交会对接,拉开空间站应用与发展阶段的序幕……25年间,神舟飞船连战连捷、发发圆满,是我国航天事业从“蓝图绘梦”到“奋斗圆梦”,实现历史性、高质量、跨越式发展的一个缩影,也离不开神舟团队自立自强、创新超越的有力托举。
进入空间站任务阶段以来,神舟团队恪守“精益求精、开拓创新”的理念,致力于打造功能更完备、性能更优越、可靠性更高的飞船。在确保任务圆满成功和航天员生命安全的基础上,利用神舟飞船组批研制、任务节奏稳定的特点,围绕天地往返效率和安全性、上下行载荷运输能力、长期在轨驻留能力等领域关键技术,持续开展了技术升级和能力提升。
在此次神舟十九号任务中,神舟团队通过轨道舱产品和布局优化,进一步提升了上行载荷运输能力,装载空间增加了20%,为航天员等相关系统携带更多有时效性要求和临时需求物资提供了条件。此举不仅有助于推动神舟十九号载人飞船以及后续新批次飞船的持续改进,逐步提升飞船的上下行载荷运输能力,而且将为中国空间站长期运营提供更加高效、稳定的在轨支持。
※ 6.5小时!上演全自主快速交会对接 ※
神舟十九号载人飞船在经历了约6.5小时的飞行后,完成了与空间站×向对接口的全自主快速交会对接。在整个交会对接过程中,制导导航与控制(GNC)系统运行平稳,保持了一贯的高精度高稳定度。
空间交会对接技术是空间站建设与运营所必需的基本技术之一,GNC系统是完成飞船和空间站交会对接的核心,难度极大,为掌握该项技术,五院502所3代科研人员用约30年时间一步步掌握了较为成熟的交会对接技术。
此次神舟十九号任务采用的6.5小时交会对接模式,是一种技术相对成熟的模式,也是为保证航天员安全而根据我国当前技术条件综合选择的结果。我国从神舟八号飞船与天宫一号空间实验室的首次交会对接采用2天交会对接模式起,逐步发展了6.5小时、3小时快速交会对接模式。在天舟五号货运飞船任务中,我国还成功验证了2小时超快速交会对接模式,创造了世界上最快速交会对接纪录。
神舟十九号载人飞船采用的是全自主快速交会对接模式,在此前,中国通过数次任务已经相继突破了自动交会对接、手控交会对接、在轨遥操作交会对接和全自主交会对接等多种交会对接技术等。从方向上,也已完全覆盖了前向后向和径向交会对接,体现了我国在空间交会对接领域的一次次技术跨越,也是中国航天在追逐高水平科技自立自强方面的最新成果。
※ 搭建“信息天路”,助力太空通信全程“在线” ※
在神舟十九号载人飞船冲破九霄,前往中国空间站的数个小时中,飞船的测控和通信均通过中继终端与中继卫星共同搭建的“太空天路”完成。这条信息快速路不仅实现了飞船与地面通信的畅通无阻,更保证了地面测试人员能够实时掌握飞船的飞行状态,确保神舟十九号航天员乘组顺利抵达“太空之家”。
据载人航天任务团队负责人介绍,在目前的中国空间站任务中,我国空间站六舱(船)均配备了该团队研制的中继终端。不仅如此,为让这一“通信神器”高可靠、高效率地完成各项任务,研制团队在不断积累总结神舟飞船飞行任务经验的同时,以任务需求为牵引,持续做好产品的优化升级工作,让“感觉良好”持续在线,为中国空间站稳定高效地运行贡献力量。
神舟十九号载人飞船上所有分系统的参数内容,都需要通过数管分系统转发到飞船仪表上进行显示。要想将复杂的参数变成航天员可以直观掌握的数据,就要靠航天员的随身“智能秘书”——仪表控制器应用软件来实现。
据神舟十九号飞船仪表控制器应用软件设计师介绍,仪表控制器应用软件隶属于神舟飞船仪表与照明分系统,当神舟十九号载人飞船各个分系统开始运行时,它会对汇集到数管分系统的各类数据进行“整理”,并将其转换成航天员可以直观识别和操作的内容。
这一独特的图形显示技术,不仅能使仪表控制器显示效果更加新颖,还可以让仪表中的图形、文字的处理与显示更加智能化,方便航天员通过飞船上的仪表直观地了解与飞船有关的所有参数,时刻掌握飞船各个部分的运行状态,确保飞船在轨稳定运行。
※ “锂电上岗”,满格能量护航太空征程 ※
从神舟十八号载人飞船开始,神舟飞船的主电源储能电池就从镉镍蓄电池升级为锂离子蓄电池,单组电池扩容达到30%以上,同时新增了更为精准的充电分流控制模式,安全控制策略自适应能力进一步提升。那么在锂电“上岗”半年中,给飞船电源甚至整船能源供给带来了哪些变化?
相比其他航天器,神舟飞船电源的工作环境比较复杂。有单船飞行时的大负载自主供电,有遮挡严重和光照条件较差时接受空间站的并网供电,还有返回途中的安全供电,有故障时的应急供电……神舟十八号停靠在天和核心舱径向端口,更是覆盖了所有在轨恶劣工况,因此也经历了更多的能源供给难题。但在“优秀”的锂离子蓄电池面前,这些难题都迎刃而解了。
“锂电比能量更高、循环寿命更长、无记忆效应,在应对复杂工况时,无需开展特殊的在轨维护工作。且相比镉镍蓄电池,锂电能量保持能力更强,因此太阳帆板基本可以处于停转状态,这也间接地减少了机械结构的损耗,使其可以更好地承受空间站常态化运营阶段各种复杂的外部力量,有益于确保电源的健壮性。”神舟飞船电源分系统研制人员表示。
在神舟十九号发射前,神舟团队对神舟十八号电源产品开展了在轨性能评估。结果表明,尽管已经在太空“上岗”半年,锂离子蓄电池的性能,与入轨初期几乎没有改变。“可以说,从目前在轨运行半年的情况来看,‘履新’的锂电交上了一份满意的答卷,我们有信心它可以全力以赴迎接新的挑战。”研制人员说道。
与此同时,神舟团队也对神舟十九号电源产品进行了一次全方位的“体检”。作为神舟十八号的应急救援待命船,神舟十九号的锂离子蓄电池已在地面“待机”半年之久。研制人员重点比对了锂离子蓄电池在出厂、进场及发射三个阶段的数据,电池状态与刚出厂时的性能基本没有差异。“如果将锂电比作一个人,目前他处在巅峰状态。”研制人员表示。
青年报·青春上海记者 刘晶晶
编辑:张红叶
来源:青春上海News—24小时青年报
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