作者:谢瑞强 来源:澎湃新闻 发布时间:2022/11/30 9:43:58
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筑梦“天宫”|多项技术改进,“生命之舟”安全性进一步提高

 

神舟十五号飞船发射成功,首次实现空间站6个型号舱段组合体结构和6名航天员在轨驻留的“太空会师”。

11月29日,搭载着费俊龙、邓清明、张陆3名航天员的神舟十五号载人飞船发射成功,入轨约6.5小时后,飞船与已形成“T”字基本构型的空间站组合体前向成功交会对接。

两艘飞船同时停靠空间站有讲究

神舟十五号飞行任务是我国开展的第十次载人航天飞行任务。作为航天员实现天地往返的生命之舟,神舟系列载人飞船由轨道舱、返回舱和推进舱构成,共有14个分系统,是我国可靠性、安全性要求最严苛的航天器。

据悉,神舟十五号飞船充分继承了神舟十四号飞船的技术状态,主要功能和技术指标保持不变。在此基础上,根据空间站的任务要求,研制人员对神舟十四号进行了适应性改进,使这艘飞船更加安全可靠,为航天员的生命安全保驾护航。

据介绍,神舟飞船的设计理念是以航天员的安全性为核心,所有的设计和改进,都是以确保航天员更加安全、飞行任务更加可靠为目的。随着载人飞船技术不断成熟,其设备及零部件也在不断进行升级换代,产品的技术成熟度、质量与可靠性也在随之提高。

航天科技集团五院专家介绍说,作为神舟飞船抓总研制单位,航天科技集团五院始终秉持“载人航天,人命关天”的理念,自载人航天工程立项30年来,接续奋斗、持续攻关,先后放飞了15艘神舟飞船,成功将16位航天员、26人次送入太空,任务成功率100%。

随着神舟十五号成功停靠中国空间站母港,新入驻的航天员乘组首先将与神舟十四号航天员在轨交接,之后将在6个月的“太空出差”时间里,继续考核并验证空间站任务航天员长期在轨驻留能力。神舟十五号与中国空间站对接后,形成“三舱三船”的组合体,这是中国空间站目前的最大构型,总质量近百吨。

现在,空间站组合体包括天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十四号和神舟十五号载人飞船,其中,神舟十五号停靠空间站节点舱前向对接口,神舟十四号停靠在空间站节点舱径向对接口,两艘飞船同时与空间站进行信息代传、通风换热、并网供电等。

据悉,乘组轮换期间,空间站将通过不同的对接总线代传两船遥测,确保两艘载人飞船信息传输的唯一性和正确性。空间站系统也将同时向两艘载人飞船通风热支持,送风量根据两船不同热环境进行合理分配,且可根据需求进行分档调节。同时,针对两船同时停靠期间紧急撤离,制定了协调匹配的紧急撤离策略,全力确保航天员生命安全。

提升飞船研制效率

为适应空间站任务阶段一年两发、滚动待命的高密度任务需求,载人飞船系统采用组批研制模式,空间站关键技术验证及建造阶段共发射神舟十二号至神舟十五号4艘载人飞船。在发射场工作的四十多天内,载人飞船试验队需要并行完成神舟十五号发射和神舟十六号应急救援待命准备等。研制、发射、飞控及回收实施四条战线高度交叠,进度安排、质量控制、资源保障等诸多方面压力巨大。

根据航天科技集团五院公布的信息,为圆满完成工程任务,神舟载人飞船队伍坚持创新驱动发展战略,结合载人航天器任务特点,充分发掘现有研试体系潜力,将技术创新和管理创新贯穿于整个空间站运行与发展工作中,不断推动载人航天器研制模式转型。通过制定批产规范、设计通用文件体系、建立批产基线和技术状态管理模式、制定滚动备份策略等方法,建立了系统级批产设计与研制体系。

通过验证项目优化、串行改并行优化、标准接口项目优化、试验工况优化、自动化测试和远程测试优化、集中-分布式飞控等手段,全面实现了覆盖产品研制过程、AIT、发射场、飞控等全流程的批产技术流程优化,大大提高了飞船研制效率和效益,载人飞船出厂前研制流程由17个月减少至14个月,发射场测发流程由59天优化至46天。

针对性措施应对低温严酷环境

临近神舟十五号发射窗口期,酒泉卫星发射中心遇上了11月最强一股冷空气,最低气温将打破发射场近40年极值。此前只有神舟一号和神舟四号两个无人飞船在11月下旬之后发射过。神舟十五号是首次在这样的低温严酷环境下实施载人任务。面对这一新情况,试验队充分预判,提前准备,对基地配置的两套整流罩内送风设备保障性进行确认,并约定按照温度上限进行送风。同时,针对待发段可能出现的送风温度偏低的故障情况,制定了风险控制预案,根据情况开启推进贮箱地面电调温等,保证返回舱和推进舱推进剂温度满足发射要求。

根据工程总体任务要求,神舟十五号载人飞船任务待发段新增2台载荷设备安装,即舱内辐射生物恒温箱和植物实验单元包。为确保待发段安装不影响后续航天员进舱等工作,总体加强与载荷单位的协调,提前做好地面试验、工效学评价、有害气体释放。评价和安全性评估。在北京地区模装试验的基础上,由待发段实际安装人员利用载荷正样件在神舟十六号载人飞船进行了装船计时演练,载荷方结合全系统演练进行载荷样品集成和转运计时演练,同时进一步明确待发段工作程序,确保载荷按计划完成安装。

“云测试”应用于飞船测试

根据航天科技集团五院的介绍,神舟飞船依托“云测试”理念,结合任务实际,持续探索并完善“酒泉-北京”双向并行远程测试模式,推动型号测试工作数字化转型。从神舟十二号发射场首次建立远程测试机制,到神舟十三号发射场全面实施北京地区远程测试,再到神舟十四号、神舟十五号和神舟十六号发射场实施双向并行远程测试,团队一步一个脚印,逐步打通了型号间、地域间的测试藩篱,实现了人员、数据的跨地域跨型号云共享,切实提升了飞船批产测试能力和效率。

强化数据思维,神舟载人飞船作为重大工程型号,一直以来对数据判读工作非常重视,历史数据知识积累基础好、机器数据判读模式成熟。在此基础上,在神舟十五号发射场工作期间创新成功包络分析数字化模式,通过包络分析对象标准化、包络构建及分析过程数字化、包络数据采信及结果分析智能化等,初步建立了载人飞船成功包络数字资产,为飞船执行任务能力评估提供数据支撑,从理论和实践上积累了宝贵经验,为其他领域、型号的应用和推广奠定了良好的基础。

 
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