更舒適、更智能、更經濟

陳一辰

新一代載人飛船，顧名思義，是升級版的天地間往返交通工具。它近可送航天員往返離地球近400公里的中國空間站，遠可完成38萬公里外的載人登月任務；它既能載人又能載物，還可重復使用，降低成本。

（小博士）

2020年5月8日，中國航天科技集團有限公司研制的新一代載人飛船試驗船返回艙，在東風著陸場預定區域成功降落，標志著試驗船飛行試驗任務取得圓滿成功。

“這次任務的主要目標就是驗證新一代載人飛船方案的正確性。”新一代載人飛船試驗船項目負責人張柏楠興奮地說。

為了驗證更多的技術和設備，試驗船要完成數次軌道機動和軌道控制，開展多項搭載試驗驗證，可以說每一分鐘都安排得滿滿當當。

沿著新飛船試驗船探索的這條新“天路”，中國載人航天開啟了進軍更浩瀚的宇宙的新征程。

如果說我國現役的神舟飛船解決的是順利進入太空并安全返回地面的難題，那么新飛船解決的是如何更舒適、更智能、更經濟地進入太空并開展更遠深空探測的問題，是我國載人航天事業可持續發展的必由之路。

這次圓滿完成任務的是新一代載人飛船的“試驗款”，具有以下幾個特點。

一、更舒適安全

飛船的個頭很大，可乘坐6到7名航天員。跟“三座”的神舟飛船相比，直徑擴大了60%，噸位提升了175%，“內存”容量增加了140%。

與神舟飛船的三艙結構不同，新飛船是“兩居室”，一個是返回艙，是整船的指令中心，也是航天員生活起居的地方；另一個是服務艙，是整船的能源與動力中心。

“兩居室”的結構使飛船更靈活，可重復利用的部分也更高。返回艙則采用“墻壁+保溫層”的雙層殼結構，“墻壁”圍起來的是航天員的“駕駛室”，具有容積大、密封性好、艙內視野遮擋少等特點。

飛船只安裝環控生保、人機交互等直接關系到航天員生命安全和飛船操控的相關設備，為“駕駛室”騰出了很多空間，也最大限度地避免了大量設備和航天員共處一室的安全隱患。

設備不占空間，人在里面也就有了更多的活動空間。飛船的“駕駛室”比神舟飛船大了1倍，可分為工作區、娛樂區、餐飲區以及衛生區，為航天員提供了更舒適的乘坐環境。另外，這里還將配置生活娛樂大屏，讓航天員的太空旅行變得更加豐富多彩，通過穿戴式顯示儀表，航天員還可以時刻了解飛船的健康狀況。

二、更智能自主

舒適安全的座駕也必將伴隨更智能的駕駛功能，與以往行駛路線調整需要飛船和地面測控配合完成不同，飛船的GNC系統可以獨立控制飛船飛行，進一步提高了自主運行能力、在軌生存能力和應用潛力，同時降低了維護運營成本。

試驗船入軌后，“飛船大腦”——GNC系統自主確定行駛路線并進行導航，還能實時掌握飛船當前的位置和速度。簡單地說，“飛船大腦”不僅能知道飛船現在處在什么位置，而且還知道將要去哪里，走哪條路能更快到達目的地。有了這些技能，飛船的GNC系統便可以不依賴地面，獨立控制飛船飛行了。

飛船還能自己給自己“看病”。在飛行過程中，它實時關注著自己的健康，一旦出現問題，通過系統智能的算法能自己給自己“診斷”。

此外，飛船還采用了固定式智能交互、便攜式人機交互等先進技術，提供智能、友好的人機交互環境。基于虛擬仿真技術（VR）開展艙內空間視覺環境設計以及個人衛生、就餐、工作和存儲等設計，按照智能家居理念開展照明、娛樂、通信和通風等智能控制設計，為航天員提供界面友好、舒適便捷的人居環境。

三、性價比更高

隨著我國航天事業的發展，新一代載人飛船將面臨頻繁的天地往返運輸任務，這就需要研發更經濟、更高效的交通工具。新一代載人飛船便計劃通過適應多任務來降低研制成本，通過可重復使用來降低使用成本。

為了實現多功能使用，飛船采用“搭積木”式的模塊化設計，不同任務通過相同的返回艙和不同的服務艙就可完成。換言之，航天員駕駛飛船不僅可以去距離地球近400公里的空間站做客，同時在返回艙不變的基礎上，換上“新鎧甲”和動力更強勁的服務艙，就可以到月球甚至更遠的深空轉一圈。

不光試驗船可以模塊化，返回艙也實行模塊化設計。這樣一來，新飛船可以在“客車”和“貨車”間切換，既能輕松地把航天員送到空間站，也能給空間站運送大量的補給物資，或者把航天工程師們在空間站所做的一些試驗樣品帶回地球。

據悉，研制團隊將力爭實現返回艙可重復使用10次，這樣既能滿足多種任務的要求，也能大大地縮短研制周期，降低研制的成本。