專家揭秘：神舟十四號“飛天神技”知多少？

6月5日10時44分，載有3名航天員的神舟十四號載人飛船成功發(fā)射。在此次任務(wù)中，中國航天科技集團(tuán)八院承擔(dān)了神舟載人飛船的電源分系統(tǒng)、對接機構(gòu)分系統(tǒng)、推進(jìn)艙結(jié)構(gòu)與總裝、測控通信子系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)推進(jìn)艙電纜網(wǎng)及三艙配電器的研制任務(wù)。作為中國空間站全面建造階段的首艘載人飛船，神舟十四號擁有許多不為人知的“飛天神技”。

不懼前所未有的“暗影”遮擋

像一對寬大翅膀、能將太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿奶柗?，是神舟十四號載人飛船主要發(fā)電設(shè)備。

神舟十四號在軌期間，我國空間站建造任務(wù)將歷經(jīng)兩個實驗艙的發(fā)射與組裝、迎接兩艘飛船的到訪。隨著新成員的陸續(xù)加入以及空間站組合體變軌或姿態(tài)調(diào)整，神舟十四號的太陽帆板將面臨前所未有的被遮擋。最復(fù)雜的時候，將依次被5個飛行器遮擋。屆時，太陽帆板發(fā)電將受到較大影響。

當(dāng)遮擋的“暗影”降臨，神舟十四號載人飛船如何確保供電？

據(jù)八院811所神舟飛船電源分系統(tǒng)主任設(shè)計師鐘丹華介紹，在神舟十四號運行前期的遮擋期間，由空間站天和核心艙和天舟四號貨運飛船聯(lián)手為神舟十四號并網(wǎng)供電；在神舟十四號運行中后期的遮擋期間，由于空間站“三艙”（天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙）順利會師，面對日趨復(fù)雜的遮擋情況，空間站能獨自承擔(dān)起為神舟十四號并網(wǎng)供電的任務(wù)。

針對長周期全遮擋、復(fù)雜間隔遮擋和局部單側(cè)遮擋等各種情況，811所在地面開展了能量平衡仿真分析和試驗驗證。通過與飛船總體共同協(xié)作，811所還制定了電源分系統(tǒng)動態(tài)在軌維護(hù)管理機制。

在一些特殊情況下，如神舟十四號載人飛船每月一次開機巡檢的用電高峰期，空間站組合體構(gòu)型變化、變軌和調(diào)整姿態(tài)等“大動作”發(fā)生時，會提前開展遮擋復(fù)核和能量平衡預(yù)計，及時向空間站發(fā)出并網(wǎng)供電的邀請。

在對接機構(gòu)里搭建一條“生命通道”

在太空中，對接機構(gòu)是將兩個航天器連接起來、形成一個“天衣無縫”組合體的重要設(shè)備。我國空間站任務(wù)中的所有對接機構(gòu)均由八院研制，11年來，經(jīng)歷了從無人到有人、從自動到手控、從幾天到6.5小時、從軸向?qū)拥綇较驅(qū)拥膭?chuàng)新突破。

據(jù)八院神舟載人飛船對接機構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計師姚建介紹，此次，神舟十四號與空間站核心艙實施自主、快速、徑向交會對接，?？吭诤诵呐擃A(yù)留的航天員專用通道。當(dāng)對接成功后，神舟十四號前端主動對接機構(gòu)和核心艙的被動對接機構(gòu)之間，就會形成一條直徑80厘米、長約1米的圓形通道，這是航天員進(jìn)入空間站的“生命通道”。

當(dāng)航天員穿越這個“生命通道”時，行走方便嗎？

八院對接機構(gòu)的設(shè)計師曾在地面進(jìn)行了各類模擬實驗。其中有一項，就是按照航天員體型的最大參數(shù)，邀請了一位身高1.8米、體重80多公斤的人員，進(jìn)行了現(xiàn)場穿越試驗，航天員通行感覺良好。

對接通道打開后，航天員就相當(dāng)于進(jìn)入了一個大的密封艙。為了保證對接機構(gòu)100%的密封性，對接機構(gòu)框面的密封圈最為關(guān)鍵。神舟飛船的密封圈采用雙圈設(shè)計，安裝在主動對接機構(gòu)的對接面的T型凹槽里。設(shè)計師曾對密封圈的材料進(jìn)行了長達(dá)6年的攻關(guān)，解決了普通材料在低溫環(huán)境中的“脆變”特性，以及長期工作后材料老化等一系列問題，為航天員成功打造了一條密不透風(fēng)的“生命通道”。

精準(zhǔn)測控的“千里眼”“順風(fēng)耳”

測控通信系統(tǒng)是航天工程的重要組成部分。八院電子所承擔(dān)了神舟十四號載人飛船測控與通信系統(tǒng)產(chǎn)品的研制工作，覆蓋了空空通信、應(yīng)答機、遙控遙測、圖像、話音、天線、數(shù)傳等專業(yè)領(lǐng)域共計32臺套產(chǎn)品，承擔(dān)了載人飛船自主飛行和交會對接階段的獨立測軌、遙測、遙控、圖像話音及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。

應(yīng)答機和空空通信機，是載人飛船測控與通信產(chǎn)品家族里兩位最重要成員。應(yīng)答機用于傳輸飛船和地面之間的遙測、遙控、話音及測軌數(shù)據(jù)；空空通信機建立與空間站核心艙之間雙向通信鏈路，主要傳輸圖像、話音及定位數(shù)據(jù)等，堪稱天地之間“千里眼”。

根據(jù)空間站工程任務(wù)需求，神舟十四號載人飛船所使用的應(yīng)答機及空空通信機，增加了數(shù)據(jù)下行鏈路帶寬，重量更輕、體積更小、可靠性更高。

遙測設(shè)備是載人飛船健康狀態(tài)的“晴雨表”，是顯示飛船狀態(tài)的關(guān)鍵設(shè)備。神舟十四號飛船，增加了話音數(shù)據(jù)的同步傳輸，同時具備話音數(shù)據(jù)的冗余備份，能更好地為天地通話保駕護(hù)航。

話音處理設(shè)備堪稱神舟飛船的“順風(fēng)耳”，是航天員天地通話、器間通話的必需設(shè)備，可提供航天員在發(fā)射、在軌、返回等環(huán)節(jié)實時語音通信的保障。

神舟十四號載人飛船的話音處理設(shè)備實現(xiàn)了多項技能升級，以確保話音天地長鏈路傳輸?shù)目煽啃浴Ｍ瑫r，加解密模塊中的密碼算法也全新升級，天地加密通話將更具安全性。

（編輯：映雪）