4月24日,酒泉卫星发射中心,神舟二十号载人飞船划破天际,这是中国第20艘飞天的神舟飞船。从1999年首飞,到如今常态化往返中国空间站,神舟飞船的进化历程不仅是天地往返能力的系统性升级,更是一场以生命关怀为核心的理念革新——26年间,航天科技集团设计团队用一次次突破证明:载人航天,不仅是“上得去、回得来”,更要让航天员“待得住、过得好”。
守牢航天员安全“生命线”
在载人航天的起步阶段,设计的核心是确保航天员“上得去、回得来”。在神舟五号任务中,杨利伟在狭小舱内完成中国首次载人飞行,背后是设计团队对“绝对安全”的极致追求。
这份安全并非与生俱来。在神舟七号任务中,航天员翟志刚和刘伯明出舱时突遇“轨道舱火灾”误报警报,同时舱门因机械阻力难以开启。尽管事后确认是感烟探测器误报,但航天员在危急时刻临时调整任务顺序,顺利完成任务,也让五星红旗首次在太空高高飘扬。
“在当时,航天员耗费大量体力才强行拉开舱门,但那时候工程师们的设计目标只有一个:用钢铁般的安全网兜住所有风险。”航天科技集团杨海峰表示,为了完成航天员出舱任务,神舟七号飞船专门安装了由管道闸门等组成的泄压装置,将轨道舱改成了气闸舱。它的作用类似《海绵宝宝》中珊迪树屋的门——航天员准备出舱时,先在气闸舱内穿好出舱太空服,接着启动泄压装置,将气闸舱内抽成和太空一样的真空,然后打开舱门进入太空。
这一阶段,为了应对各种可能出现的故障,设计团队为飞船配备了多个备份系统,保障航天员的生命安全和任务的顺利进行。
但安全的背后也有“牺牲”。例如,在当时天地往返技术尚未成熟的阶段,飞船交会对接依赖地面全程控制,航天员不得不在轨道舱内忍受长达44小时的等待。
为航天员太空生活注入温度
随着技术的进步和经验的积累,神舟飞船在保证安全可靠的前提下,开始更加注重提升航天员在太空生活和工作的舒适度。
神舟八号飞船的电源迎来了重大升级,满足了飞船与天宫实验室对接期间的高负载需求,同时,也让航天员在太空中吃上热饭热菜成为可能,为航天员的太空生活注入了温度。
在神舟十一号飞船的30天飞行任务中,景海鹏和陈冬两位航天员进行了更长时间的驻留和更复杂的试验,这对电源的可靠性和稳定性提出了更高的挑战。“事实证明,升级后的电源经受住了各种任务工况和光照条件的考验,为航天员在太空的舒适生活和高效工作提供了有力保障。”航天科技集团钟丹华说。
除此之外,更大的突破在“时间争夺战”。神舟十二号飞船将对接时间从44小时压缩至6.5小时。短时间、高效率的交会对接,让航天员不需要在狭小的返回舱内等待两天才能到达空间站,有效降低了航天员的疲劳程度和面临的风险,也有利于提高任务执行效率和成功率。
“自动控制技术可靠性、智能化程度提高到一定程度之后,我们才具备了自主快速的交会对接能力,这是我国航天技术进步的一个重要体现。”航天科技集团邵立民表示。
让飞船自主“守护”航天员
中国空间站常态化运营后,神舟飞船成为穿梭于天地之间的定期“航班”。这一阶段,神舟飞船的“人本设计”也迈入智能时代,为航天员提供了更加智能、便捷和安全的保障。
从神舟十二号起,飞船就逐步引入自主故障诊断技术,具备自动识别故障、隔离故障并进行系统重构的能力,其预案设计达数百种,且能通过地面验证确保可靠性。神舟十六号飞船进一步增强自主健康管理功能,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。
如面对新环境的使用需求,神舟十六号和神舟十七号飞船电源相继对太阳电池驱动系统、驱动机构进行了升级,以便更好地承受空间站常态化运营阶段各种复杂的外部力量,让电源以更“健壮”的体格“守护”航天员安全。
钟丹华介绍,在神舟十八号飞船上,锌银电池寿命再次延长了20%,支撑飞船在轨停靠时间大幅增加。同时,首次采用锂离子蓄电池替代服役17次的镉镍蓄电池,为整船减重了50公斤左右,为货物运输腾出更多空间。
如今中国新一代载人飞船“梦舟”已进入视野,但神舟团队仍在书写航天器的“人性化基因”。“无论技术如何变,载人航天的内核永远是‘以人为中心’。”杨海峰说。
从杨利伟“感觉良好”的历史性报告,到如今航天员在空间站“直播种菜”,神舟飞船的“人本设计”从未停步。在这条通往星辰的路上,中国航天的下一个答案,早已写在航天员的笑容里。
(邓雨楠)