神舟十六号成功“到站”,回顾神舟系列几十载辉煌历程
5月30日,神舟飞船又发射成功了,这次是第十六艘。神舟十六号载人飞船携景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员前往中国空间站,我国第11次载人航天飞行任务开启。这艘飞船是我国空间站转入应用与发展阶段后的首发载人飞船,也是新批次的首发船。
面世20余年,飞船一直在“变”,不变的是对高可靠性的追求。从1992年中国载人航天工程艰难起步,到1999年第一艘无人试验飞船“神舟一号”叩响寰宇,到2003年浩瀚太空迎来首位中国航天员访客,再到中国空间站转入常态化运营模式,神舟飞船在一次次的探索与突破中不断焕发出新面貌,完成了一场从“技术自立”到“技术自信”的转变。
01
历经约6.5小时成功“到站”
昨天清晨6时42分,神舟十六号载人飞行任务航天员乘组出征仪式在问天阁圆梦园广场举行。伴随着《歌唱祖国》的旋律,景海鹏、朱杨柱、桂海潮三位航天员迈着稳健的步伐依次走出。
9时31分,随着“点火”口令下达,长二F火箭飞向太空,大地都随之轰鸣,但三位航天员稳稳地坐在座位上,神态轻松,甚至感慨“很舒服!”“坐火箭太爽了!”
火箭飞至半空,航天员透过舷窗回望地球。“相当漂亮!”“之后会更精彩,更漂亮!”当桂海潮手中的笔能轻松漂浮在半空中时,神舟十六号飞船顺利进入预定轨道。
在紧张工作的同时,神舟十五号乘组费俊龙、邓清明和张陆始终关注着神十六飞船的飞行状态。当神舟十六号飞船顺利飞抵200米停泊点,等待下一步的交会对接时,他们热情地打招呼:“神舟十六号,我们在空间站已做好迎接你们到来的准备,一会儿见!”
飞船在19米停泊点短暂停留,透过摄像头,空间站组合体的“T”字构型清晰可辨。十字坐标相合、对接机构捕获,历经约6.5小时的飞行,神舟十六号乘组成功“到站”。
02
把对人的依赖降到最低
在距离神舟十六号载人飞船发射还有十几天时,航天科技集团五院飞控试验队进驻北京航天飞行控制中心,与在酒泉卫星发射中心兼顾神舟十六号载人飞船和神舟十七号载人飞船任务的发射试验队遥相呼应。
在这里,连排的小屏幕和中心的大屏幕就是他们的主战场。神舟飞船飞控技术组组长杨海峰是一个“老神舟”,作为飞船报警信息第一联系人,他要做到365天24小时手机不离身。
报警信息五花八门,如果收到“参数越限”“数据跳变”这类报警信息,就意味着天上的产品可能出现问题。
相比其他航天器,神舟飞船是航天员实现天地往返的“生命之舟”,其安全性的优势非常明显。杨海峰和团队利用各种方法分析航天员在轨可能遇到的危险,制定了事无巨细的故障预案。在思考每个可能的故障时,他们也反向思考正常的飞行流程,从各个角度对正常流程不断打磨、完善。
“故障预案是保障神舟飞船安全的必备手段,是神舟飞船历次发射任务准备工作中最重要的工作内容之一,工作量甚至占整个工作的50%以上。”杨海峰介绍,为了实现“本质安全”,神舟飞船从方案设计之初,就尽量不使用或减少使用可能对系统安全构成潜在威胁或可能造成危害因素的产品或功能。
例如,飞船使用的所有非金属材料要按照选用要求筛选并经过阻燃及燃烧性能检测,结果合格方可装船;飞船配备了灭火器、防毒面具,制定了专项灭火程序,这些都写进了航天员故障处置手册中,由航天员进行专项训练。
一直以来,神舟飞船的“变”源于对高可靠性不变的追求。这一次,神舟十六号载人飞船进一步增强了自主健康管理功能,不断提高飞船上自主健康管理水平,实现自动故障诊断及处置,提高故障处置时效性,把对人的依赖降到最低。
杨海峰举例,飞船推进系统管路超压全天24小时都有可能发生。经过优化,管路可以通过遥测数据感知自身的健康状态,对故障进行检测和分离,预测性能变化和寿命,从而通过执行处置决策进行故障恢复,保障系统正常运行和执行任务。
除了传感器发挥作用,“人在回路”也是保障神舟飞船安全性的一大特点。航天员在轨驻留期间,基于感知的健康状态能够进行更加灵活的实时判断、调控和决策。
神舟飞船设计了纯机械的对接通道复压控制装置,航天员通过操作手轮实现对接通道复压、泄压。飞船还设计了人控指令驱动电路,航天员通过观察仪表数据,发送手控指令就可实现对接锁的锁紧、解锁。飞船充分利用有人参与的优势,让航天员参与故障诊断和故障处置,不断提升在轨健康管理水平和安全性。
03
仍为当年的设计感到骄傲
这些改进给杨海峰带来一个感受:“技术上我们更加自信了。”他表示,如今只要改进对产品和状态有益,就可以大胆尝试,不断让创新成果在工程实践中变得实用、好用、长期用。
这样的自信源于技术的持续积累。多年来,神舟飞船练就了一身“真功夫”,在技术上创造了中国航天史上很多“第一”:载人航天三大基本技术中,载人天地往返和出舱活动技术由神舟飞船独立突破掌握,交会对接技术以神舟飞船为主突破掌握;我国第一个利用国际通信卫星开展数据中继试验的型号,是神舟飞船;我国天链中继系统的第一个用户,是神舟飞船;我国第一个安装舱外摄像机的航天器,也是神舟飞船。
这一切来得并不容易。
要自信,先自立。中国载人航天发展的路径,是从载人飞船起步。这是国家工程,是事关国家安全的战略性技术。参加中国载人航天一期工程的“老神舟”回忆,初期虽有研制卫星的经验,也借鉴了一些国外载人航天领域的研制经验,但是从“0”到“1”真正要研制出一艘载人飞船却非常艰难。
掌握核心技术,没有捷径可走。“不走跟随、仿制的技术道路”是老一辈航天人的凌云壮志。他们经过无数次的计算、论证、验证,确定了三舱方案;提出了具有中国特色的轨道舱留轨方案;学习国外经验并进行技术创新,确定了逃逸救生方案;结合我国实际情况进行创新,确定了降落伞方案;综合各方要求和约束,确定了返回舱构型和布局……
他们也亲身体会了“花165万美元也只能买来外方一个‘Yes’或‘No’”的复杂况味。回忆起新中国的航天发展史,神舟飞船首任总设计师戚发轫语重心长,“我们老航天人一辈子的体会是:靠别人不行,只能靠自己。”
1999年11月20日,我国第一艘无人试验飞船“神舟一号”成功发射。五院载人飞船系统总体副主任设计师彭华康评价,这是一艘起步晚、起点高、一步到位,具有中国特色的多功能飞船。
神舟飞船有很多独到之处。从经济角度看,它可以一船多用,完成在轨任务后,飞船的轨道舱可以留轨飞行继续开展科学实验。飞船上的许多系统采用了大量先进的计算机智能管理系统,采用国际统一的测控体制,全面推行软件研制工程化。
“这些技术方法和管理理念到现在还在各类航天器上广泛应用,没有过时,而且能与国际航天很好地接轨。”彭华康谈到这些,仍为当年的设计感到骄傲。
04
神舟队伍出专才、将才、帅才
2022年入职的孙斌今年独自承担测控分系统工作。在师父黄才手把手传帮带的指导下,孙斌慢慢熟悉了发射场流程,识别了每项工作的注意点和风险点,与总体和其他分系统完成协作配合,顺利完成了神舟十六号载人飞船发射任务。
除孙斌以外,神舟十六号载人飞船发射试验队有接近40人是90后和00后。这是一支充满朝气和青春活力的团队,大家成长迅速,在各自的岗位上担起了重任。
神舟飞船研制队伍发扬载人航天精神,战胜了各种困难,攻克各种难关,实现了出成果、出精品、出人才。一代代从事或从事过神舟飞船研制工作的航天人,在各自岗位上逐渐成长为不可多得的航天专才、将才、帅才。
1992年,杨宏进入五院总体部载人飞船总体室工作。30多年来,他与中国载人航天工程一同成长,从神舟飞船“桌面联试”的试验员逐步成长为中国空间站的总设计师、中国工程院院士。
神舟飞船总指挥何宇1994年入职五院总体部载人飞船总体室时,恰恰是中国载人航天工程的起步阶段。载人飞船研制难度大,执行任务要等七八年,同时又赶上“下海”潮,年轻人和中生代流失严重。从那时起,整个团队就咬紧牙关练内功,一是压担子,二是传帮带、倾囊相授,三是高标准严要求,从各个方面提升能力。对总体人员的要求就是3个字:问不倒——对所有的状态都要如数家珍、百问不倒,包括单机元器件一层。
现在随着任务的高密度开展,新毕业的大学生在一年之内既可以全程参加一次发射场工作、参加一次全程飞控,还可以参加一次全程回收,而且每年都有这样的机会。最好的课堂在工程一线,最好的教材是日常工作,最生动的思想教育时机就在发射时刻和返回再入时刻。
高标准的要求,使团队在锤炼中成长、成熟起来。敢于放手使用青年人才,注意营造鼓励创新、宽容失败的氛围,这样的信心也正是来自他们一直对载人航天事业的热爱和责任感。孙斌说,奋斗从哪里开始,精神就从哪里产生,我们要以载人航天事业发展为己任,勇于挑战,敢为人先。如一首致敬中国航天的歌所唱,“在坎坷中破壳,做一个追光者”。
05
神舟系列几十载辉煌历程
1999年11月20日凌晨6点30分神舟一号飞船在酒泉航天发射场发射升空。我们的第一艘无人实验飞船顺利升空,完成既定任务。
2001年1月10日1时0分3秒神舟二号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。第二艘无人实验飞船顺利升空,飞船按预定计划,在太空飞行了6天零18小时/108圈。2001年1月16日19时22分,我国第二艘无人飞船"神舟二号"在内蒙古中部地区成功着陆。
2002年3月25日22时15分神舟三号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。这次发射成功标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展,为把中国的航天员送上太空打下了坚实的基础。
2002年12月30日0时40分神舟四号船在酒泉卫星发射中心发射升空。“神舟”四号飞船的成功发射和返回,表明我国载人航天工程技术日臻成熟,为最终实现载人飞行奠定了坚实基础。
2003年10月15日5时20分,我国首个载人飞船神舟五号发射成功。航天员杨利伟在鲜花和掌声的簇拥之下带着所有中国人的“飞天梦”一飞冲天。中国成为继前苏联和美国之后第三个将人类送入外太空的国家,杨利伟也成为了第一个进入外太空的中国人。
2005年10月12日,神舟六号顺利发射,作为中国的第二次载人航天飞行任务、人类世界上第243次太空飞行,也是中国“三步走”空间发展战略的第二阶段。神舟六号载人航天飞行的成功,标志着工程第二步任务实现顺利开局,是中国载人航天工程继神舟五号首次载人飞行之后取得的又一具有里程碑意义的重大成果。
2008年9月25日21时10分4秒988毫秒中国第三个载人航天器“神舟七号”发射升空。这次我们3名宇航员走向了浩瀚无垠的太空。翟志刚(指令长)、刘伯明和景海鹏他们共同实施中国航天员首次空间出舱活动,同时开展卫星伴飞、卫星数据中继等空间科学和技术试验。
9月27日16:35 翟志刚在刘伯明与景海鹏的相互帮助下,打开舱门,开始出舱活动。翟志刚首先探出头,并向舱外默认的闭路镜头挥手,之后全身走出舱外。刘伯明也把头探出机舱外,交给翟志刚一面小型的五星红旗。翟志刚接过五星红旗,向镜头挥动片刻。随后翟志刚取回舱外装载的固体润滑实验试验样品。16:58 航天员成功完成舱外活动,返回轨道舱内。17:01 轨道舱舱门关闭。
2011年9月29日21时16分3秒天宫一号在酒泉卫星发射中心顺利发射。
2011年11月1日神舟八号飞船发射升空,进入预定轨道 。于2011年11月3日与天宫一号完成刚性连接,形成了组合体 。
2012年6月16日18时37分21秒神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心点火发射升空。2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行,14时左右与天宫一号实施自动交会对接,这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点03分安全返回。
2013年6月11日17时38分神舟十号飞船在酒泉卫星发射中心点火发射升空。聂海胜作为指令长带着新的航天队员张晓光、王亚平再次进入太空。此次任务目的是空间站的自动和手动交会对接、组合起飞。
天宫二号空间实验室于2016年9月15日发射入轨。
2016年10月17日7时30分神舟十一号在中国酒泉卫星发射中心发射的神舟载人飞船,目的是为了更好地掌握空间交会对接技术,开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。
2021年6月17日9时22分神舟十二号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射。此后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。
2021年10月16日0时23分神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心顺利发射。约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功 。
2022年6月5日上午10时44分07秒在酒泉卫星发射中心发射神舟十四号载人飞船,3名航天员进驻核心舱并在轨驻留6个月。 神舟十四乘组将配合地面完成空间站组装建设工作,要经历9种组合体构型、5次交会对接、3次分离撤离和2次转位任务;将首次进驻“问天”“梦天”实验舱,建立载人环境;配合地面开展两舱组合体、三舱组合体、大小机械臂测试,气闸舱出舱相关功能测试等工作;首次利用气闸舱实施出舱活动;完成两个实验舱14个机柜解锁、安装等工作。
2022年11月29日23时08分神舟十五号载人飞船,在酒泉卫星发射中心一飞冲天,将费俊龙、邓清明、张陆3名航天员送入太空。11月30日5时42分,神舟十五号载人飞船 成功对接于 空间站天和核心舱前向端口。
2023年5月30日9时31分神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。神舟十六号航天员乘组由景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员组成。
从1970年到2023年,整整53个年头,中国一步步走来,在国际太空大国的各种阻挠和技术封锁中,我们的科学家们走出了不平凡的53个年头。这不平凡的53个年头让中国站在了世界太空研究发展的最前沿。我们拥有了自己的空间站,我们实现了14亿人的飞天梦。让我们以最大的敬意致敬我们最伟大的科技人员和太空航天员们。愿我们的祖国越来越强大,愿我们的太空事业蓬勃发展,向太空更深处进发。
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