來源：5月31日《新華每日電訊》

作者：新華每日電訊記者 張建松

5月30日，長征二號F遙十六運(yùn)載火箭點(diǎn)火起飛，將航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮搭乘的神舟十六號載人飛船，精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道，我國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段首次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。

(資料圖)

在此次任務(wù)中，中國航天科技集團(tuán)有限公司八院承擔(dān)了神舟十六號載人飛船的對接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、推進(jìn)艙結(jié)構(gòu)與總裝、測控通信子系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)推進(jìn)艙電纜網(wǎng)及三艙配電器等研制任務(wù)，對每一件航天產(chǎn)品千錘百煉、精益求精、追求極致，是八院圓滿完成任務(wù)的“成功密碼”。

5月30日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十六號載人飛船成功對接于空間站天和核心艙徑向端口的畫面。新華社記者 李杰 攝

千錘百煉：“對接機(jī)構(gòu)”開展上百次地面試驗(yàn)

發(fā)射入軌后，神舟十六號采取徑向?qū)拥姆绞脚c空間站進(jìn)行交會對接，?？坑诳臻g站核心艙的徑向端口，首次在空間站有人駐留情況下，與90噸級的空間站組合體進(jìn)行徑向?qū)?。對接機(jī)構(gòu)面臨與多構(gòu)型、大噸位、大偏心對接目標(biāo)的捕獲、緩沖、剛性連接等全新挑戰(zhàn)。

由八院805所研制的對接機(jī)構(gòu)，自2011年神舟八號與天宮一號實(shí)現(xiàn)首次無人交會對接以來，已圓滿完成28次在軌交會對接任務(wù)（含神舟十六號對接）。為確保對接環(huán)捕獲目標(biāo)的時長限制在數(shù)秒之間、對接鎖系的同步性誤差控制在毫米以內(nèi)，使飛船對接機(jī)構(gòu)在對接的一瞬間即可快速捕獲空間站，八院對接機(jī)構(gòu)研制隊(duì)伍開展了上百次地面捕獲緩沖試驗(yàn)。

依托大量的成功飛行數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)還建立起從對接機(jī)構(gòu)外協(xié)件到產(chǎn)品化部組件的完整飛行數(shù)據(jù)庫，便于在新批次產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，利用歷史成功數(shù)據(jù)包絡(luò)對產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配過程進(jìn)行指導(dǎo)，對產(chǎn)品性能進(jìn)行預(yù)測，提前發(fā)現(xiàn)潛在缺陷，提前采取干預(yù)措施，確保產(chǎn)品最終的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)合格。

在軌交會對接時間，從最初的發(fā)射后40多小時逐步縮短到2小時，短時間、高效率的交會對接，意味著向空間站運(yùn)輸貨物的時間大大縮短，航天員可以快速度入住空間站，同時也對對接機(jī)構(gòu)的故障處置能力提出了更高要求。

八院對接機(jī)構(gòu)飛控團(tuán)隊(duì)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對對接機(jī)構(gòu)的在軌故障處置預(yù)案，進(jìn)行了新一輪細(xì)化和完善。比如，從原有的預(yù)案中識別出了多項(xiàng)處置時間緊急、對任務(wù)成功有重大影響的故障預(yù)案，重點(diǎn)開展了處置流程優(yōu)化，為后續(xù)飛船執(zhí)行超快速交會對接提供了有力保障。

神舟十六號載人飛船前往中國空間站模擬圖。（中國航天科技集團(tuán)八院供圖）

精益求精：載人飛船的“神經(jīng)系統(tǒng)”更加可靠

在神舟十六號徑向?？科陂g，將有兩艘貨運(yùn)飛船（天舟五號、天舟六號）同時在軌飛行，空間站組合體的質(zhì)量將超過100噸?！叭撊钡慕M合體構(gòu)型使得神舟十六號被其他艙體持續(xù)遮擋，造成飛船長時間處于太陽無法照射的環(huán)境，給整船的發(fā)電能力、艙外設(shè)備熱控能力、通訊保障能力帶來了極大挑戰(zhàn)。

針對空間站組合體多達(dá)20余種構(gòu)型以及來訪航天器的不同?？繝顟B(tài)，八院研制團(tuán)隊(duì)提前策劃并實(shí)施了上百項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)和專項(xiàng)測試，驗(yàn)證了飛船在長期停靠全遮擋環(huán)境下的各項(xiàng)性能。經(jīng)過前期4艘載人飛船的在軌飛行驗(yàn)證，可以有效保障神舟十六號在“暗影相隨”下的在軌能源供電安全、通信鏈路暢通。

八院804所承擔(dān)了神舟十六號載人飛船測控與通信分系統(tǒng)單機(jī)產(chǎn)品的研制工作，覆蓋空空通信、應(yīng)答機(jī)、遙控遙測、圖像、話音、天線、數(shù)傳等專業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品，負(fù)責(zé)完成載人飛船自主飛行和交會對接階段的獨(dú)立測軌、遙測、遙控、圖像話音及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)，是保障飛行器正常運(yùn)行的“神經(jīng)系統(tǒng)”。

為了讓“神經(jīng)系統(tǒng)”更加可靠，研制團(tuán)隊(duì)通過反復(fù)驗(yàn)證、測試和迭代，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)答機(jī)的統(tǒng)型，在確保產(chǎn)品更加可靠穩(wěn)定基礎(chǔ)上，將應(yīng)答機(jī)的體積和功耗都降至上一代產(chǎn)品的一半，大大提升了產(chǎn)品效能和研制效率。

同時，“太空接線員”——空空通信機(jī)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻模式、非擴(kuò)頻模式自適應(yīng)接收解調(diào)，可實(shí)時完成兩個航天器相對位置和速度信息的傳遞，確保兩個航天器到達(dá)同一“約會”地點(diǎn)。此外，這一代的話音處理設(shè)備在原有的“天地話音”鏈路的基礎(chǔ)上，增加了全新的用于交會對接的“空空話音”鏈路通道，可以實(shí)現(xiàn)載人飛船與空間站對接前的高質(zhì)量雙向通話。

追求極致：電源分系統(tǒng)成為百分百“中國心”

電源分系統(tǒng)是神舟十六號載人飛船的“心臟”。為把這顆“心”牢牢掌握在自己手中，穩(wěn)定持續(xù)地供給能量，八院811所科研人員在新批次的電源分系統(tǒng)研制中，開啟了核心器件國產(chǎn)化的升級工作。

電源分系統(tǒng)的每一件產(chǎn)品，都需要經(jīng)過振動、沖擊、真空、高溫、低溫等種種考核，才能最終選用。從印制板原理驗(yàn)證，到整機(jī)性能測試；從分系統(tǒng)匹配驗(yàn)證，到整船綜合測試，兩年時間里，811所科研人員完成了30多個種類、數(shù)百個自主器件的裝機(jī)驗(yàn)證，使新批次電源分系統(tǒng)全面實(shí)現(xiàn)了核心器件自主可控，成為一顆百分百的“中國心”。

中國空間站進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)營后，最多可同時停泊3艘來訪航天器。神舟載人飛船作為航天員的生命之舟，將長期?？坑谇跋蚨丝诨蛘邚较蚨丝?，并經(jīng)歷組合體多次的軌道維持和調(diào)姿，以及不同來訪航天器的對接和分離。

為此，電源分系統(tǒng)的太陽電池翼及其驅(qū)動系統(tǒng)，需要調(diào)整姿態(tài)并承受復(fù)雜的外部力量影響。面對新環(huán)境的使用需求，電源分系統(tǒng)研制團(tuán)隊(duì)通過地面數(shù)字仿真分析和模擬驗(yàn)證，對神舟十六號的太陽電池翼驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行了升級，采用更加柔和的變頻驅(qū)動模式。

神舟十六號的能量平衡策略也進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化。當(dāng)太陽光照條件較強(qiáng)時，太陽電池翼長期?？赜谧钣欣诎l(fā)電的固定位置；當(dāng)面對太陽光照條件減弱和復(fù)雜遮擋共同影響時，由空間站提供最低并網(wǎng)供電能量；當(dāng)太陽光照條件進(jìn)一步減弱時，神舟十六號將啟動太陽電池翼跟蹤太陽，補(bǔ)充自身用電需求。

這樣的優(yōu)化策略，既可以充分節(jié)省機(jī)械結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動損耗，又可以最大程度減少自身對空間站電網(wǎng)的依賴，有利于神舟十六號電源分系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

[責(zé)任編輯：姚亞兵]