5月30日，長征二號F遙十六運載火箭點火起飛，將航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮搭乘的神舟十六號載人飛船，精準送入預定軌道，我國空間站應用與發(fā)展階段首次載人飛行任務取得圓滿成功。

(資料圖)

在此次任務中，中國航天科技集團有限公司八院承擔了神舟十六號載人飛船的對接機構分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、推進艙結構與總裝、測控通信子系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)推進艙電纜網(wǎng)及三艙配電器等研制任務，對每一件航天產(chǎn)品千錘百煉、精益求精、追求極致，是八院圓滿完成任務的“成功密碼”。

5月30日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十六號載人飛船成功對接于空間站天和核心艙徑向端口的畫面。新華社記者李杰攝

千錘百煉：“對接機構”開展上百次地面試驗

發(fā)射入軌后，神舟十六號采取徑向對接的方式與空間站進行交會對接，停靠于空間站核心艙的徑向端口，首次在空間站有人駐留情況下，與90噸級的空間站組合體進行徑向對接。對接機構面臨與多構型、大噸位、大偏心對接目標的捕獲、緩沖、剛性連接等全新挑戰(zhàn)。

由八院805所研制的對接機構，自2011年神舟八號與天宮一號實現(xiàn)首次無人交會對接以來，已圓滿完成28次在軌交會對接任務（含神舟十六號對接）。為確保對接環(huán)捕獲目標的時長限制在數(shù)秒之間、對接鎖系的同步性誤差控制在毫米以內(nèi)，使飛船對接機構在對接的一瞬間即可快速捕獲空間站，八院對接機構研制隊伍開展了上百次地面捕獲緩沖試驗。

依托大量的成功飛行數(shù)據(jù)，團隊還建立起從對接機構外協(xié)件到產(chǎn)品化部組件的完整飛行數(shù)據(jù)庫，便于在新批次產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，利用歷史成功數(shù)據(jù)包絡對產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配過程進行指導，對產(chǎn)品性能進行預測，提前發(fā)現(xiàn)潛在缺陷，提前采取干預措施，確保產(chǎn)品最終的各項性能數(shù)據(jù)合格。

在軌交會對接時間，從最初的發(fā)射后40多小時逐步縮短到2小時，短時間、高效率的交會對接，意味著向空間站運輸貨物的時間大大縮短，航天員可以快速度入住空間站，同時也對對接機構的故障處置能力提出了更高要求。

八院對接機構飛控團隊不斷總結經(jīng)驗，對對接機構的在軌故障處置預案，進行了新一輪細化和完善。比如，從原有的預案中識別出了多項處置時間緊急、對任務成功有重大影響的故障預案，重點開展了處置流程優(yōu)化，為后續(xù)飛船執(zhí)行超快速交會對接提供了有力保障。

神舟十六號載人飛船前往中國空間站模擬圖。（中國航天科技集團八院供圖）

精益求精：載人飛船的“神經(jīng)系統(tǒng)”更加可靠

在神舟十六號徑向停靠期間，將有兩艘貨運飛船（天舟五號、天舟六號）同時在軌飛行，空間站組合體的質量將超過100噸。“三艙三船”的組合體構型使得神舟十六號被其他艙體持續(xù)遮擋，造成飛船長時間處于太陽無法照射的環(huán)境，給整船的發(fā)電能力、艙外設備熱控能力、通訊保障能力帶來了極大挑戰(zhàn)。

針對空間站組合體多達20余種構型以及來訪航天器的不同停靠狀態(tài)，八院研制團隊提前策劃并實施了上百項環(huán)境試驗和專項測試，驗證了飛船在長期停靠全遮擋環(huán)境下的各項性能。經(jīng)過前期4艘載人飛船的在軌飛行驗證，可以有效保障神舟十六號在“暗影相隨”下的在軌能源供電安全、通信鏈路暢通。

八院804所承擔了神舟十六號載人飛船測控與通信分系統(tǒng)單機產(chǎn)品的研制工作，覆蓋空空通信、應答機、遙控遙測、圖像、話音、天線、數(shù)傳等專業(yè)領域產(chǎn)品，負責完成載人飛船自主飛行和交會對接階段的獨立測軌、遙測、遙控、圖像話音及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿眨潜Ｕ巷w行器正常運行的“神經(jīng)系統(tǒng)”。

為了讓“神經(jīng)系統(tǒng)”更加可靠，研制團隊通過反復驗證、測試和迭代，實現(xiàn)了應答機的統(tǒng)型，在確保產(chǎn)品更加可靠穩(wěn)定基礎上，將應答機的體積和功耗都降至上一代產(chǎn)品的一半，大大提升了產(chǎn)品效能和研制效率。

同時，“太空接線員”——空空通信機實現(xiàn)擴頻模式、非擴頻模式自適應接收解調，可實時完成兩個航天器相對位置和速度信息的傳遞，確保兩個航天器到達同一“約會”地點。此外，這一代的話音處理設備在原有的“天地話音”鏈路的基礎上，增加了全新的用于交會對接的“空空話音”鏈路通道，可以實現(xiàn)載人飛船與空間站對接前的高質量雙向通話。

追求極致：電源分系統(tǒng)成為百分百“中國心”

電源分系統(tǒng)是神舟十六號載人飛船的“心臟”。為把這顆“心”牢牢掌握在自己手中，穩(wěn)定持續(xù)地供給能量，八院811所科研人員在新批次的電源分系統(tǒng)研制中，開啟了核心器件國產(chǎn)化的升級工作。

電源分系統(tǒng)的每一件產(chǎn)品，都需要經(jīng)過振動、沖擊、真空、高溫、低溫等種種考核，才能最終選用。從印制板原理驗證，到整機性能測試；從分系統(tǒng)匹配驗證，到整船綜合測試，兩年時間里，811所科研人員完成了30多個種類、數(shù)百個自主器件的裝機驗證，使新批次電源分系統(tǒng)全面實現(xiàn)了核心器件自主可控，成為一顆百分百的“中國心”。

中國空間站進入常態(tài)化運營后，最多可同時停泊3艘來訪航天器。神舟載人飛船作為航天員的生命之舟，將長期停靠于前向端口或者徑向端口，并經(jīng)歷組合體多次的軌道維持和調姿，以及不同來訪航天器的對接和分離。

為此，電源分系統(tǒng)的太陽電池翼及其驅動系統(tǒng)，需要調整姿態(tài)并承受復雜的外部力量影響。面對新環(huán)境的使用需求，電源分系統(tǒng)研制團隊通過地面數(shù)字仿真分析和模擬驗證，對神舟十六號的太陽電池翼驅動系統(tǒng)進行了升級，采用更加柔和的變頻驅動模式。

神舟十六號的能量平衡策略也進一步實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化。當太陽光照條件較強時，太陽電池翼長期停控于最有利于發(fā)電的固定位置；當面對太陽光照條件減弱和復雜遮擋共同影響時，由空間站提供最低并網(wǎng)供電能量；當太陽光照條件進一步減弱時，神舟十六號將啟動太陽電池翼跟蹤太陽，補充自身用電需求。

這樣的優(yōu)化策略，既可以充分節(jié)省機械結構的轉動損耗，又可以最大程度減少自身對空間站電網(wǎng)的依賴，有利于神舟十六號電源分系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行。

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