2023-10-29

◆保障,来自技术进步

“神箭”保持着100%的发射成功率

有着“神箭”之誉的长征二号F火箭,是我国唯一一型用于执行载人任务的运载火箭,肩负保障航天员安全进入太空的特殊使命,至今保持着100%的发射成功率。

“相比遥十六火箭,遥十七火箭共有25项技术状态变化,涉及设计改进、流程优化以及预案细化等方面。”中国运载火箭技术研究院魏威介绍。

“经过持续不断地消除薄弱环节、优化技术状态,目前长二F火箭可靠性评估值已提升至0.9896,安全性评估值达0.99996。”魏威说。

火箭和载人飞船都“发一备一”滚动备份

作为“航天员专列”,长征二号F运载火箭从空间站建造任务开始,就开启了常态化快节奏发射。

目前,长征二号F运载火箭还开启了“发射一发、备份一发”及“滚动备份”的发射模式,为航天员安全加上“双保险”。

八院神舟十七号载人飞船试验队副队长、飞船型号副总师陈启忠介绍,发射一艘载人飞船,另一艘就在酒泉进入待命状态,一旦出现突发状况,待命的飞船就能及时实施应急救援发射,实现太空救援。所以,神舟十七号早在神舟十六号发射之时就在酒泉待命,现在轮到神舟十八号进入“站岗”状态。

作为航天员实现天地往返的“生命之舟”,神舟飞船由轨道舱、返回舱和推进舱构成,共有14个分系统,是我国可靠性、安全性要求最严格的航天器。

“生命之塔”保安全

火箭在发射升空阶段,如果出现意外怎么办?被誉为航天员“生命之塔”的火箭逃逸救生系统将在两秒左右,迅速把载有航天员的飞船舱体带到2000至3000米以外的安全地带,帮助航天员安全逃生。

航天科技集团四院专家介绍,整个逃逸系统由大小10台发动机组成,其中低空和高空两组发动机分别承担两个阶段的救生任务。

第一阶段为低空逃逸,主要由逃逸塔完成,被称为“有塔逃逸”。在火箭起飞前30分钟至起飞后120秒内,如果发生重大故障,逃逸主发动机会按指令点火工作,配合偏航俯仰控制发动机,像“拔萝卜”一样,将航天员乘坐的轨道舱、返回舱从火箭整流罩中拖拽到安全区域,再通过携带的降落伞减速,安全着陆到地面。

第二阶段为高空逃逸,主要由安装在飞船整流罩上的4台高空逃逸发动机完成,被称为“无塔逃逸”。火箭飞行时间120至200秒,一旦逃逸系统检测出重大故障,逃逸系统会自动发出逃逸指令,或航天员和地面工作人员手动发出逃逸指令,高空逃逸发动机就会点火工作来完成救生任务。

“通信大桥”更畅通

神舟十七号在奔向“天宫”的过程中,如何实现飞船与地面通信的畅通无阻,确保地面测试人员实时掌握飞船的飞行状态?航天科技集团五院西安分院研制的中继终端以及为中继卫星研制的有效载荷搭建起了太空的“通信大桥”。

“神舟十七号载人飞船上采用了具备集成程度更高、处理能力更强等优势的升级版中继终端。”航天科技集团五院专家介绍,研制团队借助最新工艺技术,对产品进行高度小型化、集成化设计之后,在原有功能和性能不变的基础上,升级版产品成功减重9公斤。

此外,研制团队对产品的数字处理功能进行大量优化升级,以前处理一项工作需要依靠产品中的几个芯片共同完成,现在仅需一个芯片便可轻松应对多项工作。

为打造“不卡顿”的通信环境,中国电科配备的天地通监控中心系统和数十台套雷达及地面、船载测控通信设备,在天地间架起流畅的“通信大桥”。

飞船电源再升级

我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后,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,航天科技集团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,对神舟十七号载人飞船电源分系统的驱动机构进行升级。

“整机输出力矩裕度提高7倍多,通俗讲,就是驱动能力更强了,可以更好控制太阳电池翼完成跟踪、捕获等动作。”航天科技集团八院神舟飞船电源分系统主任设计师钟丹华说。

此外,供配电安全性、承载能力都有提升,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,应对复杂环境能力更强。

货运飞船补给频率已降低

按照任务规划和安排,神舟飞船基本每年进行两次发射。以往,发射神舟飞船前,都会发射一艘货运飞船为航天员提供3~6个月的补给,而此次神舟十七号发射前并没有发射新的货运飞船。

国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光解释,这主要得益于从天舟六号开始,飞船的货舱空间更大、运货效率更高,因此不必每半年提供一次补给,目前两年3次的频率就已经足够。后续天舟七号送去的补给加上库存,能够支持神舟十七号、十八号两个航天员乘组在轨执行任务。未来根据实际需求,货运飞船的发射频率将进一步降低。

展望未来,杨宇光表示,空间站建设任务还有两大亮点:一是将发射巡天号光学舱,为天文学家观测更多的天文现象提供帮助;二是空间站将从目前的“T”字形扩展为“十”字形,任务安排将更加灵活,空间站效益进一步提升。

(信息来源:新华社、央视新闻客户端、新华每日电讯,央视新闻、央视网微信公众号)