神舟十一飛船有三大亮點

本報赴酒泉特派記者　劉揚

時隔三年之后，中國航天員再次踏入太空——長征2F火箭17日成功將神舟十一號飛船送入預(yù)定軌道。神舟十一號的飛行任務(wù)是中國載人航天“三步走”戰(zhàn)略中第二步的重要階段，經(jīng)過了三年的準(zhǔn)備，神舟十一號飛船的外形雖然和神舟十號相比沒有大的變化，但在很多關(guān)鍵節(jié)點都采用了非常先進的技術(shù)?！董h(huán)球時報》記者發(fā)現(xiàn)，神舟十一號飛船至少有三大技術(shù)亮點。

“眼睛”自帶防眩目功能

飛船入軌之后，按照預(yù)定程序，先進行約兩天的獨立飛行，然后與天宮二號空間實驗室進行自動交會對接。此前中國載人航天任務(wù)航天員曾在軌進行過手動對接、自動對接等多次交會對接操作，這次又有哪些新的亮點呢？

據(jù)介紹，神舟十一號飛船將在距離地面393公里的軌道高度與天宮二號進行交會對接。而這個軌道比此前的神舟飛行任務(wù)的軌道高度高出50公里。據(jù)專家介紹，神舟十一號與天宮二號這兩個航天器要經(jīng)過幾十萬公里的追逐，完成“穿針引線”的動作，最終聯(lián)成一體，這一系列動作非常困難。一旦飛行器的“眼睛”不夠精準(zhǔn)，將導(dǎo)致交會對接失敗，甚至飛行器碰撞。

如何保證神舟十一號載人飛船與天宮二號一次完成對接成功？中國航天科技集團公司五院502所產(chǎn)品主任設(shè)計師龔德鑄介紹稱，神舟十一號飛船上安裝的交會對接光學(xué)成像敏感器將成為保障對接的“太空之眼”。龔德鑄解釋說，光學(xué)成像敏感器是用于神舟飛船與目標(biāo)飛行器交會對接的近距離成像測量敏感器，由位于神舟飛船上的相機和位于目標(biāo)飛行器上的目標(biāo)標(biāo)志器組成。在工作狀態(tài)中，“天眼”的相機通過對標(biāo)志器進行成像測量，得到飛船與目標(biāo)飛行器間的相對位置和相對姿態(tài)數(shù)據(jù)，為兩個飛行器提供相對導(dǎo)航的測量信息。

為準(zhǔn)確完成交會對接動作，在之前神舟十號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器的交會對接任務(wù)中，科研人員已經(jīng)為它們配置了這件“法寶”。不過此次任務(wù)研制者又為“天眼”進行了全新升級。專家介紹稱，在太空中，太陽光的照射強度是地球上的3-5倍，飛行器的“眼睛”在交會對接時容易被閃壞。更重要的是，在天宮二號、神舟十一號以及中國未來的空間站任務(wù)中，交會對接會變成一項常態(tài)化的任務(wù)?？臻g站既要與載人飛船對接，又要與貨運飛船對接，還可能會與國外的航天器對接，這就對光學(xué)成像敏感器的太陽雜光抑制能力提出更高要求。研制人員還將首次捕獲時間提高了一個數(shù)量級——由原來的約10秒提高至不到1秒。這就好比司機在開車時被強光晃到眼睛后恢復(fù)正常視力的時間，眼睛從看到目標(biāo)到做出判斷的響應(yīng)時間也大大縮短。

搭建近實時傳輸?shù)奶铡盎尽?/p>

其實，光學(xué)敏感器的升級只是神舟飛船改進的一小部分，幾乎每一個細(xì)節(jié)的技術(shù)含量都在不斷提高。相比由地面測控站和海上測量船組成的陸海基測控網(wǎng)，中國擁有的三顆“天鏈一號”中繼衛(wèi)星相當(dāng)于將地面測控站搬到距離地球3.6萬公里外的太空同步軌道。神舟十一號飛船成功發(fā)射后，為確保與地面通信的實時暢通，借助安裝在飛船上的寬波束中繼通信終端可以實現(xiàn)與中繼衛(wèi)星天鏈一號實現(xiàn)“太空握手”，這樣就完成了中繼終端對天鏈一號的捕獲跟蹤，并向中繼衛(wèi)星發(fā)送數(shù)據(jù)，建立起從神舟十一號到中繼衛(wèi)星再到地面站的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。

據(jù)專家介紹，通過中繼終端建立的天基測控通信系統(tǒng)建立之后，將對神舟飛船的測控覆蓋率提高70%以上。相比陸海測控方式，天基測控具有很多優(yōu)勢，由于單顆中繼衛(wèi)星通?？筛?0分鐘左右，更有利于天地通話、科普實驗等在軌試驗任務(wù)的展開。而且中繼衛(wèi)星可以為神舟十一號飛船提供高速率數(shù)據(jù)傳輸，這就為高質(zhì)量的圖像話音、大容量科學(xué)實驗數(shù)據(jù)傳輸提供了便利。

“一切為了航天員的安全”

《環(huán)球時報》記者在采訪過程中，聽到最多的一句話就是“一切為載人，全力保成功”，從中可以看出中國載人航天項目對于航天員安全的重視程度。而神舟十一號飛船也通過一系列的技術(shù)改進，進一步保障航天員的安全。

在載人交會對接中，由于任務(wù)需要，神舟十一號飛船要頻繁變軌，以往實行的地面計算落點的方式可以為航天員安全返回提供幫助。為進一步保障航天員的安全，提升飛船自主運行的能力，飛船系統(tǒng)設(shè)計了在軌自主應(yīng)急返回的救生方案。也就是說一旦神舟十一號飛船與地面失去聯(lián)系，導(dǎo)致地面指揮系統(tǒng)無法為飛船計算準(zhǔn)確的落點，飛船將啟動自主應(yīng)急返回系統(tǒng)。該系統(tǒng)相當(dāng)于為航天員的安全再加一道砝碼，它可以進行軌道預(yù)報，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算落點的控制參數(shù)，尋找落點的優(yōu)選方案，進而實現(xiàn)飛船的自主應(yīng)急返回。

回收著陸是載人航天活動中決定航天員能否安全回家的最后一棒。據(jù)航天科技集團五院神舟飛船副總設(shè)計師榮偉介紹，神舟十一號回收著陸最大的亮點是全國首創(chuàng)的特大型降落傘。降落傘系統(tǒng)是飛船返回階段的重要氣動力減速裝置，它可以將飛船返回艙的速度從“高鐵”級別降到相當(dāng)于普通人慢跑。神舟十一號的降落傘系統(tǒng)由7000多個零部件組成，是目前我國航天器回收降落傘中結(jié)構(gòu)最龐大和最復(fù)雜的系統(tǒng)。其中主傘1200平方米，能鋪滿一個足球場。此外著陸緩沖技術(shù)也得到提升。為了讓飛船在“落腳”的一瞬依然保持航天員良好的乘坐體驗，研究人員將著陸緩沖技術(shù)應(yīng)用于神舟飛船返回艙的著陸緩沖系統(tǒng)，從而實現(xiàn)返回艙“軟著陸”?！?/p>