神舟飛船的“變”與“不變”

宋皓薇

6月5日，神舟十四號載人飛船載著陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航天員飛向太空，我國空間站建造階段載人發(fā)射任務首戰(zhàn)告捷。空間站關鍵技術驗證以及建造階段規(guī)劃的神舟十二號到神舟十五號飛船采用組批研制模式，技術狀態(tài)基本一致，安全、穩(wěn)定、可靠地承擔著航天員和物品天地往返運輸任務。

那么，神舟飛船厲害在哪里，具備怎樣的“十八班武藝”呢？讓我們一起來看看。

具備空間站建造和運營階段的 “十八班武藝”

神舟十四號任務和神舟十三號的任務一致。在空間站關鍵技術驗證階段，神舟團隊通過神舟十二號、十三號驗證了交會對接、繞飛、長期駐留、快速返回等關鍵技術。可以說，神舟十四號具備了空間站建造和運營階段的全部技能。

神舟十四號飛船與空間站組合體交會對接載人飛船系統(tǒng)副總設計師鄭偉認為，“不變”是神舟十四號載人飛船的重要特點。他介紹，在空間站關鍵技術驗證和在軌建造階段所使用的神舟十二號至神舟十五號飛船是同一批次投產，采用的方案一致。這意味著，飛船的技術狀態(tài)穩(wěn)定可靠。

載人飛船系統(tǒng)項目技術副經理邵立民認為，一個產品要走向批量研制，最關鍵的是要有比較健壯的設計。只有產品設計健壯、攻關項目見底，才能批量化生產;批量化才能形成規(guī)模，做到管理更加嚴密，實現(xiàn)高質量保成功、高效率完成任務，滿足空間站任務的高密度發(fā)射需求。

以交會對接為例。神舟十四號采用6.5小時自主快速交會對接模式，與神舟十三號完全一致。飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射入軌后將在3圈內完成6次變軌，經歷4.5小時到達空間站后下方大約50千米的位置，隨后途經中瞄點、停泊點，姿態(tài)調整為垂直飛行后停靠于空間站下方徑向對接口。“會者不難。先進技術已經驗證、掌握，如果任務需要，交會對接的速度還可以更快。”鄭偉說。

此外，神舟十三號的6個月長期在軌停靠，也讓團隊積累了飛控工作經驗。“以后我們開展在軌巡檢、進行項目設置都會更加成熟。”載人飛船系統(tǒng)總體主任設計師張福生說。

神舟十四號飛船自2021年8月進入酒泉發(fā)射場并完成待命狀態(tài)設置以來，在發(fā)射場共計待命了7個月，為歷史最長。其間，試驗隊通過首次“北京-酒泉”遠程發(fā)射場巡檢工作，確認了飛船狀態(tài)滿足應急發(fā)射條件，驗證了“一船發(fā)射、一船待命”的滾動備份模式，為后續(xù)該模式的持續(xù)應用奠定了基礎。

“如今，團隊的理念從突破關鍵技術轉變?yōu)楸ＷC任務可靠、保證航天員安全。放眼世界航天舞臺，神舟飛船安全性是首屈一指的。”載人飛船系統(tǒng)總體主任設計師高旭說。

變化：組批研制大不同

回顧神舟飛船的歷史，從1999年神舟一號飛天開始，十幾年的時間里，每一艘新飛船都蘊含著探索與突破。如今，組批研制的神舟飛船看似沒有變化，研制生產模式發(fā)生了巨大轉變。

“以前在發(fā)射場80～90天完成一艘飛船的工作，現(xiàn)在45天完成兩艘飛船的工作。任務量幾乎翻倍，時間卻大幅縮短。”鄭偉說。

隨著載人航天發(fā)射呈現(xiàn)出高密度、常態(tài)化、多樣化等特點，神舟團隊今年要按計劃執(zhí)行兩船次返回、兩船次交會對接、三船次應急救援待命任務，涉及神舟十三號至神舟十六號共四艘神舟飛船，還要并行開展神舟十七號、神舟十八號地面研制工作。

在本次任務中，神舟團隊采用“北京—酒泉”兩地遠程協(xié)同的科學管理模式，最大限度發(fā)揮團隊作用，保障發(fā)射型號和出廠前型號并行研制。由載人飛船系統(tǒng)總指揮何宇帶隊完成神舟十四號、十五號飛船各項發(fā)射場工作;總設計師賈世錦留守北京抓飛控線和保障線，帶領后方團隊為后續(xù)型號任務的產品交付、總裝測試等工作爭分奪秒、日夜奮戰(zhàn)。

軟性改進與隱形創(chuàng)新不斷

組批研制的神舟飛船看似技術狀態(tài)不變，實則軟性改進和“隱形創(chuàng)新”不少。

例如，在神舟十三號飛船返回時，返回方案由原先規(guī)劃的11圈返回變?yōu)?圈返回。經過改進，航天員返回時的準備時間、在軌等待時間都顯著縮短，返回舒適性顯著提高，航天員回來之后也對這次快速返回表示贊賞。

“雖然產品設計已經固定，但神舟飛船運用模式還可以有很多創(chuàng)新。返回方案的變化就是典型的軟改進，效果非常明顯，團隊后續(xù)會在這方面繼續(xù)突破。”邵立民說，“此外，還有許多隱形的變化，比如對飛控應急預案的不斷完善。”

他舉例，當神舟十四號和神舟十五號飛船同時在軌時，飛控團隊的原則是“有縫銜接”，即不會讓兩艘飛船同時交疊操作，在程序上切割開。但在進行任務準備時，團隊會選擇“無縫銜接”，按照最復雜的情況做準備，確保任務萬無一失。