北京時間二0二二年六月月五日十時四十四分,中國大陸搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射,約五七七秒後,神舟十四號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,飛行乘組狀態良好,發射取得圓滿成功。已進駐空間站天和核心艙的神舟十四號太空人乘組,於六月六日十一時九分成功開啟天舟四號貨物艙艙門,在完成環境檢測等準備工作後,於十二時十九分順利進入天舟四號貨運飛船;接下來,太空人乘組還將進入天舟三號貨運飛船。後續,太空人乘組將按計畫開展貨物轉運等相關工作。
在此次任務中,中國大陸航太科技集團八院承擔了神舟載人飛船的電源分系統、對接機構分系統、推進艙結構與總裝、測控通信子系統、總體電路分系統推進艙電纜網及三艙配電器的研製任務,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
例如,像一對寬大翅膀、能將太陽光轉變為電能的太陽帆板,是神舟十四號載人飛船主要發電設備。神舟十四號在軌期間,空間站建造任務將歷經兩個實驗艙的發射與組裝、迎接兩艘飛船的到訪。隨著新成員的陸續加入以及空間站組合體變軌或姿態調整,神舟十四號的太陽帆板將被遮擋。最複雜的時候,將依次被五個飛行器遮擋。屆時,太陽帆板發電將受到較大影響。
針對長週期全遮擋、複雜間隔遮擋和局部單側遮擋等各種情況,航太科技集團八院八一一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作,八一一所還制定了電源分系統動態在軌維護管理機制。
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,空間站組合體構型變化、變軌和調整姿態等大動作發生時,會提前開展遮擋復核和能量平衡預計,及時向空間站發出併網供電的邀請。
在艙體搭建一條生命通道
在太空中,對接機構是將兩個航天器連接起來、形成一個「天衣無縫」組合體的重要設備。大陸空間站任務中的所有對接機構均由八院研製,十一年來,經歷了從無人到有人、從自動到手控、從幾天到六點五小時、從軸向對接到徑向對接的創新突破。
當對接成功後,神舟十四號前端主動對接機構和核心艙的被動對接機構之間,就會形成一條直徑八十釐米、長約一米的圓形通道,這是太空人進入空間站的太空人專用通道。
對接通道打開後,太空人就相當於進入了一個大的密封艙。為了保證對接機構百分之一百的密封性,對接機構框面的密封圈最為關鍵。神舟飛船的密封圈採用雙圈設計,安裝在主動對接機構的對接面的T型凹槽裡。設計師曾對密封圈的材料進行了長達六年的攻關,解決了普通材料在低溫環境中的「脆變」特性,以及長期工作後材料老化等一系列問題,為太空人成功打造了一條密不透風的「生命通道」。
精準測控的千里眼與順風耳
測控通信系統是航太工程的重要組成部分。八院電子所承擔了神舟十四號載人飛船測控與通信系統產品的研製工作,覆蓋了空空通信、應答機、遙控遙測、圖像、話音、天線、數傳等專業領域共計卅二臺套產品,承擔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、圖像話音及數據傳輸等任務。
應答機用於傳輸飛船和地面之間的遙測、遙控、話音及測軌數據;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、話音及定位數據等,堪稱天地之間「千里眼」。
根據空間站工程任務需求,神舟十四號載人飛船所使用的應答機及空空通信機,增加了數據下行鏈路帶寬,重量更輕、體積更小、可靠性更高。
遙測設備是載人飛船健康狀態的「晴雨錶」,是顯示飛船狀態的關鍵設備。神舟十四號飛船,增加了話音數據的同步傳輸,同時具備話音數據的冗餘備份,能更好地為天地通話保駕護航。
話音處理設備堪稱神舟飛船的「順風耳」,是太空人天地通話、器間通話的必需設備,可提供太空人在發射、在軌、返回等環節即時語音通信的保障。
神舟十四號載人飛船的話音處理設備實現了多項技能升級,以確保話音天地長鏈路傳輸的可靠性。同時,加解密模組中的密碼演算法也全新升級,天地加密通話將更具安全性。(新華社記者張建松)