神舟飛天，這些“神器”顯神威

11月29日，神舟十五號載人飛船發射成功，在飛天圓夢的背後，有七大“神器”發揮了重要作用，它們與飛船在軌正常工作及航天員的生命安全息息相關。今天，我們一同瞭解。

搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭點火發射

顯控、語音、手控儀表：“遠渡宇宙”掌舵者

綜合顯示單元和時間單元、發聲單元、手控左/右面板單元、編碼指令設備等設備分別作為飛船終端顯示儀表、終端語音儀表、手控終端儀表和終端控制儀表，為航天員提供飛船運行過程中的參數顯示、語音播報、運動控制指令發送 。在飛船飛行期間航天員着航天服被束縛時，手控右艙壁單元和開關指令板為其提供必要的操控界面，並具備聲、光反饋功能。

針對神舟飛船任務要求，研製團隊在以上儀表產品中應用了具備高可靠性和高安全性的處理器平台，研發了多項關鍵技術。其中最關鍵的處理器抗輻照加固技術 ，可以確保在複雜宇宙射線和高速粒子條件下，高速硬件系統正常的工作。該技術在有輻照環境的一些特殊工業領域中，存在非常有價值的技術應用前景。

儀表板減振器：保障儀表穩定

儀表板作為飛船儀表設備的承重部件，它的整體框架式構型就如同一個“家”一樣，不僅為儀表顯示設備和主要手控設備這些“兄弟姐妹”提供獨立的“私密空間”，而且為它們提供了準確可靠的安裝接口。這個“家”通過四個金屬橡膠減振器實現與飛船艙壁的可靠聯接，四個金屬橡膠減振器就像四個“忠誠的軟甲衞士”，結構上既有金屬的固有特性，又有橡膠的彈性。在飛船發射、飛行和返回過程中遇到較大的振動、衝擊等情況時，能夠為飛船上的儀器設備提供必要的力學工作環境 ，例如在發射、返回過程中保證設備生存，在飛行過程中改善儀表板上設備的力學工作環境。

操縱棒：擺脱引力束縛的最佳工具

在飛船發射和返回過程中，航天員的身體被牢牢束縛在座椅上，身體不能前傾以完成對儀表板上各設備的操作，為解決這一難題，操縱棒應運而生。

操縱棒把手是根據航天員手掌正常抓握狀態進行賦型設計的，外部輪廓曲面完美貼合航天員掌心，極大滿足航天員操作過程中的舒適度要求。操縱棒杆體設計為可無極伸縮式，航天員可以根據現場條件在一定範圍內任意調整操縱棒的長度。

神舟十五號航天員乘組在飛船內

艙內/外照明設備：點亮神舟之行

由於神舟十五號載人飛船在軌飛行時會週期性經過地球陰影區，經歷長時間的黑暗，因此在與空間站“太空牽手”時的照明問題就非常重要。

為了適應外層空間的複雜環境，神舟十五號載人飛船艙內照明設備（近距離泛光照明）和交會對接照明設備（遠距離透光照明）採用了先進的固態照明光源 。這種光源的優點是耐衝擊、抗振動、功耗低、穩定性高 ，但受限於發光材料的性能，固態照明對高温環境和低温環境都比較敏感。為此，研製團隊進行了長期的技術攻關。在空間環境適應性的難題上，為降低紫外輻照、總劑量輻照、原子氧等空間特殊環境對產品壽命及可靠性的影響，研製團隊先後突破了空間二次光學系統設計、在軌抗特殊空間環境設計、敏感器件抗力學環境設計等技術難題。

此外，固態照明加固技術也在抗輻照方面具有明顯的技術優勢，因此可應用於有輻照環境的一些特殊工業照明領域中，其加固後良好的抗力學振動能力，也可以滿足礦場、輪船等複雜工業環境的特殊需求，具有廣闊的應用前景。

神舟十五號載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接

艙門快速檢漏儀：出艙之路“守護神”

在飛船與空間站組合體順利對接後，航天員要進入到空間站，期間要經歷多次穿艙活動，都需要打開和關閉艙門，因此精準快速檢測艙門的密封性至關重要。艙門檢漏儀的作用就是檢測神舟飛船的艙門是否達到了密封狀態 ，它通過內部的核心傳感系統，感受壓力和温度的變化，在短時間內判斷艙門是否關閉完好，並向航天員發送“艙門已關好，可以脱航天服”的指令。

早期的神舟飛船是整艙加壓，通過檢測整艙艙壓變化來判斷艙門的密封性，這種方法雖準確、可靠，但缺點是耗時長。艙門快速檢漏儀實現了對神舟飛船艙門和對接面的快速、準確檢漏，填補了國內在該領域的空白。目前，艙門快速檢漏儀已經成為載人航天器的“必需品 ” ，為航天員艙內活動提供堅實的安全保障，為載人航天器保駕護航。

神舟十四號航天員迎接神舟十五號航天員到來

儀表照明分系統軟件產品：捕捉“太空奇蹟”

儀表照明分系統的綜合顯示單元人機交互設備和發聲單元的配套軟件，通過內總線接收並顯示飛船的重要事件信息，向航天員通報順序飛行事件、緊急事件、進出站事件等顯示信息和語音提示，並對特別重要的警示信息進行多重語音提示或突出顯示，以確保航天員在軌期間能快速掌握返回艙內外信息 。

儀表照明分系統的手控左面板單元、手控右面板單元、編碼指令版、手控右艙壁等設備配套的軟件產品向航天員提供必要的操作及控制飛船的相關顯示界面，能夠高可靠、高即時的刷新顯示重要參數，即時響應航天員的在軌操作指令，並對異常狀態進行有效提示。

儀表照明分系統的軟件產品具備極強的即時性和極高的可靠性，以保證各類故障能夠被及時發現並得到妥善處理，對故障狀態既不漏報、也不錯報，以滿足航天員在軌執行任務期間的各類使用場景，為航天員提供全方位保障，助力航天員順利執行在軌操作，完成在軌任務。

國際救援示位標、微波重力水平開關：指引回家之路

神舟飛船在軌任務結束後，返回艙將帶着航天員和下行貨物“回家”，地面搜救人員如何快速準確的找到返回艙，關係着航天員的生命安全。這就用到了國際救援示位標和微波重力水平開關等產品。

國際救援示位標集定位信息獲取、數據處理、編碼調製發射 於一體，具有高定位準確性，可實現緊急狀態下救援的可靠性和實效性。返回艙落地後，國際救援示位標會發射無線電“信標”信號，猶如大海中明亮的“燈塔”指引着方向。這種信標信號符合國際通用標準，能夠被岸站遍佈世界各地的全球海事衞星搜救系統所識別，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙。

微波重力水平開關從神舟七號飛船開始，就成功應用到神舟系列飛船等各類型號任務中。返回艙的通信天線有兩路，由於艙體落地後的姿態是不確定的，為保證通信質量，需要自動接通相對水平面較高的一路天線，同時斷開另外一路。比起神舟系列飛船早期使用的進口單刀雙擲汞開關，微波重力水平開關採用的是更為先進可靠的電控技術 ，通過測量天線敏感軸的重力分量，來表徵天線敏感軸與水平面的夾角，實現自動切換通信天線方向，技術指標和安全性、可靠性均優於進口的汞開關。

神舟十三號載人飛船返回艙在東風着陸場成功着陸

素材來源/中國空間技術研究院