科技日?qǐng)?bào)記者 朱麗 付毅飛
10月30日4時(shí)27分，搭載神舟十九號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十九運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射。飛船進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功。
星空浩渺，探索不止?？萍嫉膭?chuàng)新突破一次又一次托舉中國(guó)人奔赴太空，探尋宇宙奧秘。神舟十九號(hào)載人飛行任務(wù)背后，是什么在為航天員保駕護(hù)航？有哪些值得挖掘的科技亮點(diǎn)？一起解碼此次發(fā)射中的科技新力量。
裝載貨物數(shù)量最多、重量最重
從1999年11月神舟一號(hào)試驗(yàn)飛船成功發(fā)射并返回，到2003年10月神舟五號(hào)載人飛船成功實(shí)施我國(guó)首次載人航天飛行任務(wù)，再到2022年11月神舟十五號(hào)載人飛船與中國(guó)空間站三艙組合體交會(huì)對(duì)接，拉開(kāi)空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的序幕……25年間，中國(guó)載人航天工程連戰(zhàn)連捷、發(fā)發(fā)圓滿(mǎn)。
神舟十九號(hào)載人飛船是中國(guó)載人航天工程進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段以來(lái)的第4艘載人飛船，也是以往型號(hào)中裝載的貨物數(shù)量最多、重量最重的一次。
作為航天員實(shí)現(xiàn)天地往返的“生命之舟”，神舟飛船采取由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙構(gòu)成三艙結(jié)構(gòu)布局，共有14個(gè)分系統(tǒng)，是我國(guó)可靠性、安全性要求最嚴(yán)格的航天器。
“神舟飛船就像一艘保證航天員生命安全的運(yùn)輸飛船。同時(shí)我們也在追求提升它的運(yùn)輸載荷能力，力爭(zhēng)裝載更多物資和產(chǎn)品?！敝袊?guó)航天科技集團(tuán)陳同祥介紹，研制人員通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化、為設(shè)備減重、重新整理空間布局等措施，使飛船的重量不變，但增加了裝載能力。陳同祥說(shuō)，相比神舟十八號(hào)載人飛船，神舟十九號(hào)在外形上別無(wú)二致，但是裝載體積增加了20%，裝載重量增加了30%多，為攜帶更多有時(shí)效性要求和臨時(shí)需求物資提供了條件。
此舉不僅有助于推動(dòng)神舟十九號(hào)載人飛船以及后續(xù)新批次飛船的持續(xù)改進(jìn)，逐步提升飛船的上下行載荷運(yùn)輸能力，也將為中國(guó)空間站長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)提供更加高效、穩(wěn)定的在軌支持。
鋰電“上崗”，滿(mǎn)格護(hù)航太空征程
從神舟十八號(hào)載人飛船開(kāi)始，神舟飛船的主電源儲(chǔ)能電池將鎘鎳蓄電池升級(jí)為鋰離子蓄電池，單組電池?cái)U(kuò)容30%以上，同時(shí)新增了更為精準(zhǔn)的充電分流控制模式，安全控制策略自適應(yīng)能力進(jìn)一步提升。
鋰電“上崗”這半年表現(xiàn)如何？相比其他航天器，神舟飛船的電源工作環(huán)境比較復(fù)雜。有單船飛行時(shí)的大負(fù)載自主供電，有遮擋嚴(yán)重和光照條件較差時(shí)接受空間站的并網(wǎng)供電，還有返回途中的安全供電、故障時(shí)的應(yīng)急供電……神舟十八號(hào)?？吭谔旌秃诵呐搹较蚨丝?，更是覆蓋了所有在軌惡劣工況，因而經(jīng)歷了更多的能源供給難題。
“鋰電能量更高、循環(huán)壽命更長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)。其在應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況時(shí)，無(wú)須開(kāi)展特殊的在軌維護(hù)工作。另外，相比鎘鎳蓄電池，鋰電能量保持能力更強(qiáng)，能使太陽(yáng)帆板基本處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，間接減少機(jī)械結(jié)構(gòu)的損耗?！鄙裰埏w船電源分系統(tǒng)研制人員表示。
在太空“上崗”至今，神舟十八號(hào)載人飛船鋰離子蓄電池的性能與入軌初期相比幾乎沒(méi)有改變。神舟十九號(hào)作為神舟十八號(hào)的應(yīng)急救援待命船，其鋰離子蓄電池已在地面“待機(jī)”半年之久。研制人員重點(diǎn)比對(duì)了鋰離子蓄電池在出廠、進(jìn)場(chǎng)及發(fā)射三個(gè)階段的數(shù)據(jù)，電池狀態(tài)與剛出廠時(shí)基本沒(méi)有差異，目前仍處在巔峰狀態(tài)。
“神箭”技術(shù)革新精益求精
作為目前我國(guó)航天員唯一的“專(zhuān)列”，素有“神箭”美譽(yù)的長(zhǎng)征二號(hào)F是目前我國(guó)系統(tǒng)最復(fù)雜的運(yùn)載火箭。自執(zhí)行神舟十二號(hào)飛船發(fā)射任務(wù)起，該型火箭開(kāi)始采取“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”以及“滾動(dòng)備份”的發(fā)射模式，為航天員的生命安全加上“雙保險(xiǎn)”。
面對(duì)常態(tài)化快節(jié)奏發(fā)射，型號(hào)隊(duì)伍在確保發(fā)射可靠性的前提下，不斷優(yōu)化發(fā)射場(chǎng)流程，將長(zhǎng)征二號(hào)F火箭“發(fā)一備一”發(fā)射場(chǎng)流程，從空間站建造初期的49天逐步壓縮到37天。經(jīng)過(guò)一次次任務(wù)的不斷積累，本次發(fā)射首次采用“待命箭不測(cè)試”的全新測(cè)發(fā)模式，將發(fā)射場(chǎng)流程進(jìn)一步壓縮至30天。
此外，本次任務(wù)還試用了中國(guó)航天科技集團(tuán)一院研制的“天際”“天元”等自主可控軟件平臺(tái)，提升任務(wù)的自動(dòng)化、規(guī)范化水平。
相比普通運(yùn)載火箭，載人火箭最顯著的特點(diǎn)，就是在火箭頂部增加了逃逸系統(tǒng)，其也被稱(chēng)為“逃逸塔”，是為確保飛船發(fā)射階段航天員生命安全而設(shè)計(jì)的“生命之塔”。在火箭發(fā)射升空階段，一旦出現(xiàn)危及航天員生命安全的重大故障，逃逸系統(tǒng)就將按指令點(diǎn)火工作，在2秒左右時(shí)間內(nèi)，將載有航天員的飛船艙體帶到2至3千米以外。
據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)魏威介紹，本次任務(wù)中，研制團(tuán)隊(duì)繼續(xù)對(duì)逃逸系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，讓長(zhǎng)征二號(hào)F火箭的可靠性和安全性始終保持在國(guó)際前列水平。
