神舟十號飛船交會對接任務透視

2013年6月11日17時38分，神舟十號載著航天員聶海勝、張曉光、王亞平從酒泉衛星發射場出發，開始執行第二次載人航天交會對接任務。6月26日8時07分，神舟十號飛船獨立飛行3天，與天宮一號組合體聯合飛行12天，完成了三次交會、兩次對接、一次繞飛，在軌飛行15天后，飛船返回艙在內蒙古中部地區成功回收。這是神舟載人飛船首次執行應用任務，是神舟飛船由研制飛行試驗型過渡到實用型的飛躍，進一步考核了載人飛船的功能和性能。再一次驗證了狀態日趨成熟固化的神舟飛船的可靠性和安全性。

“神十”履行新使命

神舟十號飛船是中國載人航天二期工程第三次交會對接飛行，在神舟九號首次載人交會對接任務圓滿成功半年后，神舟十號又一次載著三名航天員與天宮一號相會，主要使命和任務有四項：為天宮一號在軌運營提供人員和物資天地往返運輸任務，進一步考核交會對接、載人天地往返運輸系統的功能和性能；進一步考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力；開展航天器在軌維修等實（試）驗和科普教育活動；進一步考核執行飛行任務的功能、性能和系統間協調性，驗證有關改進措施的有效性。

我們知道，天宮一號設計在軌壽命是兩年，到今年十月，就達到了設計壽命。利用天宮一號在軌資源和神舟十號上行能力的拓展，神舟十號任務在航天員3人滿乘情況下，實現了組合體飛行36人，天支持能力，飛行時間增加至12天，總飛行時間延長至15天，是我國迄今為止時間最長的一次載人飛行，通過神舟十號的此次太空飛行，進一步驗證了航天員生活、工作、健康保障在內的所有駐留支持能力。

建設空間站需要用到航天器繞飛技術，而我國載人航天工程下一步的任務就是建設空間站。為驗證空間站工程交會對接所需的繞飛技術，神舟十號飛船增加了由前向后的繞飛功能，而通過神舟十號任務，進行了由分離后的前向5千米停泊點，經天宮一號上方2千米，繞飛至后向5千米停泊點的繞飛試驗，驗證了載人飛船從前向至后向的交會軌道轉移停泊方案，為空間站工程載人飛船和貨運飛船正常任務和故障時在前后對接口間轉移的方案設計提供了飛行數據驗證。

通過神舟十號飛行任務，全面考核了載人航天二期工程第一階段神舟飛船和目標飛行器的技術指標。通過神舟十號備份敏感器交會試驗、手動控制試驗，實現載人飛船備份和冗余控制功能的在軌全面驗證；神舟十號飛船上行約350千克載荷，超額完成300千克上行載荷指標要求；天宮一號總計實現66人天的組合體駐留飛行，超額完成60人天的指標任務；飛船總計完成了8次交會、6次對接，充分驗證交會和對接能力。技術驗證科學實驗項目琳瑯滿目

邊進行載人航天相關技術試驗驗證，邊進行科學實驗，推動相關科學領域的發展，歷來是我國載人航天的一大特色，這一特色在神舟十號飛船與天宮一號組合體的聯合飛行中，體現得更加充分。利用神舟十號任務契機，進行多項目技術試驗和科學實驗，是神舟十號任務的又一濃重的特色。神舟十號飛船與天宮一號目標飛行器組合體，構成了一個科學實驗的平臺，在這個平臺上，上演了一場中國載人航天工程邊進行技術驗證，邊進行科學實驗的活劇。

神舟十號飛船在軌試驗分為航天器技術、航天醫學和公益項目三個方面，試驗項目共計近40項。主要集中在航天器繞飛技術驗證、太空維修、長期太空運行過程中的材料及艙內微生物、空間站關鍵和核心技術、航天醫學和公益等方面。通過這些項目的開展，將進一步為建設空間站作技術準備。

這些項目中，最吸引人眼球的恐怕要數太空維修和公益活動了。

為確保航天員在天宮一號實驗艙里的正常活動，科技人員在進行艙內地板限位設計的時候，采取了多項措施，但是，在神舟九號任務中，發現天宮一號實驗艙的地板在航天員行走使用過程中，仍然存在許多不方便的地方。比如，原先考慮到保證航天員在艙內的安全，艙內地板設計時，使用的材料是軟質的，在太空失重環境的作用下，這種軟質材料的地板向上鼓脹，導致航天員在艙內行走過程中很不方便，看過神舟九號發射時航天員進入天宮一號實況轉播的讀者大概不會忘記，當航天員從氣閘艙進入天宮一號的時候，由于太空引力的作用，艙內地板像紙一樣忽悠忽悠地向上飄浮，航天員走在上面，像是踩在棉花上一樣。

為進一步方便航天員在天宮一號艙內的活動和工作，技術人員專門設計了紙蜂窩結構的硬質地板、硬質扶手和增強型軟質手腳限位器，通過神舟十號搭載送到天宮一號上，然后，由神舟十號航天員在軌組裝。這樣，不僅使航天員在天宮一號艙內，踩在地板上不再像踩在棉花上，而且可以很方便地抓住艙壁扶手，腳底下的限制器長度也可以根據需要來進行調整，從而保證了航天員在艙內可以自如可靠地活動。為了試驗改進后的效果，在神舟十號任務準備階段，技術人員還專門邀請航天員到研制現場進行體驗，航天員感覺很好。

太空公益活動項目更是賺足了人們的眼球。神舟十號任務期間，航天員在天宮一號里開展的科普教育實驗和太空郵局兩項公益活動，深深地吸引了航天迷的目光。通過電視轉播，太空神奇的環境、航天員身臨其境的講解和演示，把觀眾帶人到夢幻般的美妙世界，進一步加深了人們對空間環境的了解。多舉措多預案確保任務十全十美

為確保航天員安全性和任務的可靠性，研制隊伍在神舟九號任務結束后，進一步加強了對神舟十號飛船關鍵單機的考核，以確保裝船設備備機的測試充分性，其中，著重對76臺測試時間較短的單機進行了單機可靠性測試。為保證任務萬無一失，應對各種突發事件的發生，神舟十號載人飛船系統在繼承神舟九號飛船飛控故障預案基礎上，共設計348種故障預案，比神舟九號增加10項，新修訂24項。

為保證故障預案的正確性和有效性，神舟十號飛船研制單位通過仿真分析、單機和分系統測試、整船綜合測試、故障模式與對策專項檢查、船箭聯試、人船地聯試等，對故障預案的正確性和實施可行性進行驗證。特別針對此次任務新增加的飛船由前向后繞飛相關的故障預案，進行了繞飛過程飛船和目標飛行器安全距離專項復核，仿真驗證了繞飛脈沖執行錯誤實施緊急撤離、繞飛后未重入自主控制實施軌道機動避撞等故障預案的合理性。

神舟十號研制隊伍始終堅持以航天員安全為中心，著眼載人飛船的特點，把握科學理念，不斷完善設計，精雕細刻工作，精心打造“更安全、更舒適、更方便”日臻成熟的天河神舟。

為確保任務的成功，載人飛船系統將嚴格控制技術狀態作為一項鐵的紀律。飛船系統在嚴格控制技術狀態更改的前提下，對于技術狀態更改的必要性、更改方案的可行性、試驗驗證結果的正確性、更改措施落實的有效性，都由它的決策的最高機構飛船系統技術狀態控制委員會嚴格把關。鐵將軍把門，便技術決策建立在科學的基礎上，可靠性、安全性得到了保障。

神舟九號飛行任務后，載人飛船研制隊伍通過及時進行任務總結分析和與航天員座談，載人飛船系統和空間實驗室系統針對在軌試驗驗證情況，對神舟十號飛船進行了4項改進。

為徹底消除飛船陀螺風機可能進入多余物導致轉速異常的問題，神舟十號飛船的陀螺風機和微波雷達熱控風機進風口，新增加了過濾網罩及相應的箍緊鋼帶和橡膠墊。經過驗證，增加防護網罩后風機流量滿足要求，正樣產品裝船后測試正常，通風能力滿足散熱要求。

對軌道艙航天員廢物處置措施進行了改進。神舟九號任務圓滿成功后，技術人員在第一時間對神舟九號航天員在艙內生活狀況特別是廢物的密封處理效果進行了調研，并進行了神舟九號航天員濕性廢棄物和生活垃圾溢出氣味復現試驗。由于神舟十號任務時間長，乘員滿載，為更加可靠地處理航天員生活廢物，保證艙內的環境，神舟十號飛船新增加了用壓縮袋密封裝載生活廢物的措施，采用壓縮袋密封裝載廢棄物并抽真空處理，以改善軌道艙內環境，并對新增壓縮袋密封措施進行了試驗驗證。通過試驗驗證，飛船采用壓縮袋來收集航天員濕性廢棄物和生活垃圾，12天后仍然沒有氣味溢出和漲袋現象，從而證明所采取的措施是完全有效的。