神舟十四號： 用成功向祖國報告

◎本報記者 付毅飛

不到一個月，中國載人航天再次用成功向祖國報告。

繼5月10日天舟四號貨運飛船發射成功後，6月5日，由中國航天科技集團五院抓總研製的神舟十四號載人飛船在酒泉衞星發射中心升空，將3名航天員送入太空。

按照載人航天工程規劃，以2022年4月16日神舟十三號載人飛船成功返回為標誌，中國空間站已圓滿完成關鍵技術驗證階段任務，轉入全面建造階段。此次任務是中國空間站建造階段的首次載人飛行任務。

待命7個月迎來重大任務

2022年是黨的二十大召開之年，是中國載人航天工程立項30週年。在這樣重要的時間，作為空間站建造階段的首次載人發射任務，神舟十四號任務意義重大。

神舟十四號載人飛船還有一個身份，即神舟十三號載人飛船的應急救援飛船。空間站任務實施以來，為了確保任務順利展開與航天員絕對安全，神舟飛船要具備天地結合多重保證的應急救援能力。為此，研製人員採用“滾動待命”策略，在前一發載人飛船發射時，後一發載人飛船在發射場待命，並具備8.5天應急發射能力以實現太空救援的能力。

自進入發射場並完成待命狀態設置以來，神舟十四號飛船在發射場待命達7個月，創下了最長時間紀錄。為確保飛船狀態滿足條件，五院首次開展“北京—酒泉”遠程發射場巡檢工作，驗證了“一船發射、一船待命”模式，有力支撐神舟飛船“一年兩艘”常態化發射的需要。

未來半年裏，神舟十四號航天員乘組將在軌迎接問天實驗艙、夢天實驗艙、天舟五號貨運飛船、神舟十五號載人飛船，進行大小機械臂在軌驗證、出艙活動和艙外載荷安裝等建造工作，見證並推動中國空間站完成建造並轉入在軌運營階段。

天地通信通道讓“感覺良好”始終在線

2022年4月16日，神舟十三號航天員乘組成功返回。他們太空出艙的英姿、在空間站內的生活點滴、在“天宮課堂”上與青少年的親切互動，拍攝的太空大片，還有那一聲聲輕鬆幽默的“感覺良好”，讓人們記憶猶新。

這些聲音與畫面，都是通過五院西安分院研製的中繼終端傳回地面的。同時，飛船上所有的測控和通信信號，也通過中繼終端完成。可以説，中繼終端是地面對飛船進行測控和通信的重要通道。

在神舟十四號任務中，五院西安分院將繼續通過中繼終端，搭建飛船與地面之間的天地通信通道，讓“感覺良好”始終在線。

當神舟十四號飛船進入預定軌道後，飛船中繼終端便開始工作。根據飛船飛行程序的指令鏈要求，設備會計算出中繼終端天線的指向數據。隨後，轉動設備將中繼天線指向天鏈中繼衞星。這樣就完成了對天鏈中繼衞星的捕獲跟蹤，建立從神舟飛船到天鏈中繼衞星再到地面的通信鏈路，實現神舟十四號飛船與地面的通信，並使地面測試人員可以即時地掌握飛船的飛行狀態。

據五院西安分院載人航天任務負責人餘曉川介紹，通過中繼終端與天鏈中繼衞星建立的天基測控通信系統，可將地面對神舟十四號飛船的測控覆蓋率提高到90%以上。

新型外衣助飛船控冷暖

從神舟十三號任務起，我國航天員要實現常態化長週期在軌駐留，長週期大温差下的艙體温度控制成為難題之一。

在空間站建造階段，神舟飛船徑向對接的模式與空間站組合體飛行姿態的任務特點，會使飛船被其他艙體持續遮擋，造成飛船長時間處於太陽無法照射下的極低温度環境下，最低温度低於零下100攝氏度。當空間站處於某些構型時，飛船局部區域又會持續受到太陽輻照，最高温度超過100攝氏度。外部極端的高低温環境，給航天員健康和飛船設備正常工作帶來了嚴峻考驗。

對此，五院工程師利用宇宙空間以熱輻射為主要熱量傳導方式的特點，突破了飛船外避熱控塗層光熱性能選擇性設計與調控、熱控材料空間穩定性設計與大型複雜結構界面結合控制等關鍵技術，為神舟飛船設計研製了一款新的控温外衣——低吸收低發射型熱控塗層。

“低吸收”指塗層材料自身具有較低的太陽光吸收特性，可有效減弱太陽輻照導致的温度升高。“低發射”指塗層具有較低的紅外發射率，可有效阻隔飛船內部向外部深冷環境的輻射漏熱，避免艙內温度的不斷降低。同時，工程師根據飛船結構、功率及空間熱環境特性，對吸收及發射性能進行特定設計，研製的控温外衣可保障神舟飛船在長期極端高低温外部環境下，讓艙內保持適宜温度範圍。

在神舟十三號執行任務期間，五院科研團隊不斷進行在軌温度監測，獲取了完整的艙內外温度數據。在超過200攝氏度的大温差、長期低温以及強輻射的空間環境中，飛船艙內環境温度能夠始終控制在18至26攝氏度。

讓飛船不懼陰影

在空間站組裝和建造過程中，由於神舟十四號飛船在徑向對接口停靠，將面臨4組超大柔性太陽電池翼和3個巨型艙體遮擋造成的陰影，導致整船的發電能力、艙外設備熱控能力、通信保障能力面臨很大挑戰。

擔負對接機構、電源、總體電路等分系統研製任務的航天科技集團八院研製團隊，早已意識到各種飛行工況可能帶來的技術風險。他們針對空間站組合體的21種構型，以及來訪航天器的不同停靠狀態，列出了長長的“考題”：

對接機構必須適應與空間站交會對接和分離、保持長期停靠密封性能的需求；能源系統必須適應空間站對地定向飛行、慣性飛行，飛船繞飛等多種飛行模式下安全供電的需求；測控通信系統必須適應船站信息交互、天地信息交互等各通信鏈路同時數據傳輸的需求；艙外設備必須適應全遮擋環境下極寒考驗的需求……

對此，研製團隊策劃並實施了上百項環境試驗和專項測試。通過複雜工況仿真分析、對接通道密封測試、多艙能源併網測試、天地迴路對接試驗、極低温度鑑定試驗、在軌處置預案升級，以及神舟十三號載人飛船在軌飛行測試，驗證了長期停靠全遮擋環境下，對接端面嚴絲合縫、能源供電安全可靠、通信鏈路冗餘暢通、艙外設備低温耐受、在軌健康管理有效，並實現了關鍵飛行事件的應急處置能力全面提升。

（素材：張國航 毛凌野 時小丹 張學良 王希曦 平託 付楊 楊華星 李同）