據中國載人航天工程辦公室消息,北京時間4月25日20時59分,搭載神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射,約10分鐘後,神舟十八號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道。目前,航天員乘組狀態良好,發射取得圓滿成功。
飛船入軌後,將按照預定程序與空間站組合體進行自主快速交會對接,神舟十八號航天員乘組將與神舟十七號航天員乘組進行在軌輪換。在空間站工作生活期間,神舟十八號航天員乘組將進行多次出艙活動,開展微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學、航天醫學、航天技術等領域實(試)驗與應用,完成空間站碎片防護加固裝置安裝,艙外載荷和艙外&&設備安裝與回收等各項任務。
目前,空間站組合體已進入對接軌道,工作狀態良好,滿足與神舟十八號載人飛船交會對接和航天員進駐條件。
神舟系列載人飛船由中國航天科技集團研製,是航天員實現天地往返的“生命之舟”。該系列飛船由軌道艙、返回艙和推進艙構成,共有14個分系統,是我國可靠性、安全性要求最嚴格的航天器。
神舟十八號飛船具備哪些特點,將在任務中展現什麼“絕活”?航天科技集團相關人員對此做出全方位解析。
徑向對接再次上演,“神舟舵手”穩如泰山
神舟十八號飛船順利入軌後,將採用6.5小時自主快速交會對接模式,與空間站核心艙實施徑向交會對接,這是此次任務中的關鍵一環。
與前向和後向交會對接任務相比,徑向交會對接堪稱高難度動作。空間站百噸級組合體對飛船測量敏感器的遮擋,以及空間站組合體發動機工作時羽流間的相互影響,都會給徑向對接帶來很大挑戰。
為了消除這些風險,研製團隊通過研製産品化、流程標準化措施,把每一發對接機構的傳感器、執行機構以及彈簧的性能參數偏差控制在最小,通過數十次地面標準流程捕獲緩衝試驗,驗證對接機構在多種複雜工況下的捕獲緩衝能力。
2023年5月30日,神舟十六號飛船與中國空間站成功實現首次徑向對接。神舟十八號飛船再次實施徑向對接,標誌着我國自主研發的空間交會對接GNC(制導導航與控制)技術進一步成熟。
GNC是神舟飛船的核心分系統,被研製人員稱為“神舟舵手”。該系統負責飛船從發射時與火箭分離開始,到與空間站的交會對接,再到飛船從空間站撤離以及返回地球的全過程控制,同時還負責獨立飛行過程中的姿態與軌道控制、太陽翼帆板控制等。
因此,儘管徑向交會對接難度較大,飛船在“穩如泰山”的GNC系統自主操控下,依然能夠圓滿完成交會對接全過程。
飛船“心臟”更強大,高效長壽還減重
電源堪稱飛船的“心臟”。為飛船在軌飛行提供電能的主電源、關鍵階段可確保航天員安全的應急電源、為返回艙提供電能的返回着陸電源、為軌道艙和返回艙提供火工控制能源的火工品電源等,在此次任務中都至關重要。
相較於神舟十六號和神舟十七號飛船,神舟十八號飛船的電池容量更大、系統可靠性更高,能為任務提供更好的支持。
在神舟十八號飛船上,主電源儲能電池由鎘鎳電池更改為鋰離子電池。該産品已成功用於空間站、貨運飛船等航天器,安全性可靠性得到了廣泛驗證,其能量更高、循環壽命更長、高倍率充電更佳,還能為整船減重約50公斤。
飛船入軌後,太陽電池翼展開是確保實現能源供給的關鍵動作。為保證該動作可靠完成,研製團隊利用數字化手段,將關鍵産品重要指標的實測數據方差控制在千分之一以內,再利用地面部組件測試結果,綜合計算出太陽電池翼在軌展開所需的時間。多次飛行驗證顯示,太陽電池翼可實現8秒左右的快速穩定展開並鎖定。
“太空天路”再升級,智慧“翻譯”顯身手
目前,我國空間站各艙(船)均配備了中繼終端。它們與中繼衛星緊密配合、高效協作搭建“太空天路”,能讓飛船與地面的通信暢通無阻,也能確保地面測試人員實時掌握飛船的狀態。神舟十八號飛船上採用的中繼終端産品,均按目前最新技術要求進行了優化升級。
載人飛行任務中,儀表與照明分系統是與航天員直接實現交互的重要系統,在該系統中,儀表控制器應用軟體承擔着“秘書”與“翻譯”的角色。
當神舟十八號飛船各分系統開始運行時,産生的數據會匯集到數管分系統。這些數據經過儀表控制器應用軟體的匯總,再轉換為航天員可以直觀識別和操作的內容,最後轉發到飛船儀表上顯示出來。
據設計人員介紹,該軟體的圖形顯示技術,不僅能呈現新穎的儀表控制器顯示效果,還能實現儀表中的圖形、文字處理,為航天員執行任務提供清晰、直觀、舒適的顯示界面。