更舒適、更智能、更經(jīng)濟(jì)

陳一辰

新一代載人飛船，顧名思義，是升級版的天地間往返交通工具。它近可送航天員往返離地球近400公里的中國空間站，遠(yuǎn)可完成38萬公里外的載人登月任務(wù)；它既能載人又能載物，還可重復(fù)使用，降低成本。

（小博士）

2020年5月8日，中國航天科技集團(tuán)有限公司研制的新一代載人飛船試驗(yàn)船返回艙，在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域成功降落，標(biāo)志著試驗(yàn)船飛行試驗(yàn)任務(wù)取得圓滿成功。

“這次任務(wù)的主要目標(biāo)就是驗(yàn)證新一代載人飛船方案的正確性。”新一代載人飛船試驗(yàn)船項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張柏楠興奮地說。

為了驗(yàn)證更多的技術(shù)和設(shè)備，試驗(yàn)船要完成數(shù)次軌道機(jī)動(dòng)和軌道控制，開展多項(xiàng)搭載試驗(yàn)驗(yàn)證，可以說每一分鐘都安排得滿滿當(dāng)當(dāng)。

沿著新飛船試驗(yàn)船探索的這條新“天路”，中國載人航天開啟了進(jìn)軍更浩瀚的宇宙的新征程。

如果說我國現(xiàn)役的神舟飛船解決的是順利進(jìn)入太空并安全返回地面的難題，那么新飛船解決的是如何更舒適、更智能、更經(jīng)濟(jì)地進(jìn)入太空并開展更遠(yuǎn)深空探測的問題，是我國載人航天事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

這次圓滿完成任務(wù)的是新一代載人飛船的“試驗(yàn)款”，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

一、更舒適安全

飛船的個(gè)頭很大，可乘坐6到7名航天員。跟“三座”的神舟飛船相比，直徑擴(kuò)大了60%，噸位提升了175%，“內(nèi)存”容量增加了140%。

與神舟飛船的三艙結(jié)構(gòu)不同，新飛船是“兩居室”，一個(gè)是返回艙，是整船的指令中心，也是航天員生活起居的地方；另一個(gè)是服務(wù)艙，是整船的能源與動(dòng)力中心。

“兩居室”的結(jié)構(gòu)使飛船更靈活，可重復(fù)利用的部分也更高。返回艙則采用“墻壁+保溫層”的雙層殼結(jié)構(gòu)，“墻壁”圍起來的是航天員的“駕駛室”，具有容積大、密封性好、艙內(nèi)視野遮擋少等特點(diǎn)。

飛船只安裝環(huán)控生保、人機(jī)交互等直接關(guān)系到航天員生命安全和飛船操控的相關(guān)設(shè)備，為“駕駛室”騰出了很多空間，也最大限度地避免了大量設(shè)備和航天員共處一室的安全隱患。

設(shè)備不占空間，人在里面也就有了更多的活動(dòng)空間。飛船的“駕駛室”比神舟飛船大了1倍，可分為工作區(qū)、娛樂區(qū)、餐飲區(qū)以及衛(wèi)生區(qū)，為航天員提供了更舒適的乘坐環(huán)境。另外，這里還將配置生活?yuàn)蕵反笃?，讓航天員的太空旅行變得更加豐富多彩，通過穿戴式顯示儀表，航天員還可以時(shí)刻了解飛船的健康狀況。

二、更智能自主

舒適安全的座駕也必將伴隨更智能的駕駛功能，與以往行駛路線調(diào)整需要飛船和地面測控配合完成不同，飛船的GNC系統(tǒng)可以獨(dú)立控制飛船飛行，進(jìn)一步提高了自主運(yùn)行能力、在軌生存能力和應(yīng)用潛力，同時(shí)降低了維護(hù)運(yùn)營成本。

試驗(yàn)船入軌后，“飛船大腦”——GNC系統(tǒng)自主確定行駛路線并進(jìn)行導(dǎo)航，還能實(shí)時(shí)掌握飛船當(dāng)前的位置和速度。簡單地說，“飛船大腦”不僅能知道飛船現(xiàn)在處在什么位置，而且還知道將要去哪里，走哪條路能更快到達(dá)目的地。有了這些技能，飛船的GNC系統(tǒng)便可以不依賴地面，獨(dú)立控制飛船飛行了。

飛船還能自己給自己“看病”。在飛行過程中，它實(shí)時(shí)關(guān)注著自己的健康，一旦出現(xiàn)問題，通過系統(tǒng)智能的算法能自己給自己“診斷”。

此外，飛船還采用了固定式智能交互、便攜式人機(jī)交互等先進(jìn)技術(shù)，提供智能、友好的人機(jī)交互環(huán)境?；谔摂M仿真技術(shù)（VR）開展艙內(nèi)空間視覺環(huán)境設(shè)計(jì)以及個(gè)人衛(wèi)生、就餐、工作和存儲(chǔ)等設(shè)計(jì)，按照智能家居理念開展照明、娛樂、通信和通風(fēng)等智能控制設(shè)計(jì)，為航天員提供界面友好、舒適便捷的人居環(huán)境。

三、性價(jià)比更高

隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，新一代載人飛船將面臨頻繁的天地往返運(yùn)輸任務(wù)，這就需要研發(fā)更經(jīng)濟(jì)、更高效的交通工具。新一代載人飛船便計(jì)劃通過適應(yīng)多任務(wù)來降低研制成本，通過可重復(fù)使用來降低使用成本。

為了實(shí)現(xiàn)多功能使用，飛船采用“搭積木”式的模塊化設(shè)計(jì)，不同任務(wù)通過相同的返回艙和不同的服務(wù)艙就可完成。換言之，航天員駕駛飛船不僅可以去距離地球近400公里的空間站做客，同時(shí)在返回艙不變的基礎(chǔ)上，換上“新鎧甲”和動(dòng)力更強(qiáng)勁的服務(wù)艙，就可以到月球甚至更遠(yuǎn)的深空轉(zhuǎn)一圈。

不光試驗(yàn)船可以模塊化，返回艙也實(shí)行模塊化設(shè)計(jì)。這樣一來，新飛船可以在“客車”和“貨車”間切換，既能輕松地把航天員送到空間站，也能給空間站運(yùn)送大量的補(bǔ)給物資，或者把航天工程師們在空間站所做的一些試驗(yàn)樣品帶回地球。

據(jù)悉，研制團(tuán)隊(duì)將力爭實(shí)現(xiàn)返回艙可重復(fù)使用10次，這樣既能滿足多種任務(wù)的要求，也能大大地縮短研制周期，降低研制的成本。