一直在進步的神舟飛船上的標簽越來越多,很難用一句話介紹完——
“起步晚、起點高、一步到位,具有中國特色的多功能飛船?!?/p>
“故障預案的工作量甚至占整個工作的50%以上。”
“飛船進一步增強自主健康管理功能,把對人的依賴降到最低?!?/p>
5月30日,神舟飛船又發(fā)射成功了,這次是第十六艘。神舟十六號載人飛船攜景海鵬、朱楊柱、桂海潮3名航天員前往中國空間站,我國第11次載人航天飛行任務開啟。這艘飛船是我國空間站轉(zhuǎn)入應用與發(fā)展階段后的首發(fā)載人飛船,也是新批次的首發(fā)船。
面世20余年,飛船一直在“變”,不變的是對高可靠性的追求。從1992年中國載人航天工程艱難起步,到1999年第一艘無人試驗飛船“神舟一號”叩響寰宇,到2003年浩瀚太空迎來首位中國航天員訪客,再到中國空間站轉(zhuǎn)入常態(tài)化運營模式,神舟飛船在一次次的探索與突破中不斷煥發(fā)出新面貌,完成了一場從“技術自立”到“技術自信”的轉(zhuǎn)變。
在這里,連排的小屏幕和中心的大屏幕就是他們的主戰(zhàn)場。神舟飛船飛控技術組組長楊海峰是一個“老神舟”,作為飛船報警信息第一聯(lián)系人,他要做到365天24小時手機不離身。
報警信息五花八門,如果收到“參數(shù)越限”“數(shù)據(jù)跳變”這類報警信息,就意味著天上的產(chǎn)品可能出現(xiàn)問題。
相比其他航天器,神舟飛船是航天員實現(xiàn)天地往返的“生命之舟”,其安全性的優(yōu)勢非常明顯。楊海峰和團隊利用各種方法分析航天員在軌可能遇到的危險,制定了事無巨細的故障預案。在思考每個可能的故障時,他們也反向思考正常的飛行流程,從各個角度對正常流程不斷打磨、完善。
“故障預案是保障神舟飛船安全的必備手段,是神舟飛船歷次發(fā)射任務準備工作中最重要的工作內(nèi)容之一,工作量甚至占整個工作的50%以上。”楊海峰介紹,為了實現(xiàn)“本質(zhì)安全”,神舟飛船從方案設計之初,就盡量不使用或減少使用可能對系統(tǒng)安全構(gòu)成潛在威脅或可能造成危害因素的產(chǎn)品或功能。
例如,飛船使用的所有非金屬材料要按照選用要求篩選并經(jīng)過阻燃及燃燒性能檢測,結(jié)果合格方可裝船;飛船配備了滅火器、防毒面具,制定了專項滅火程序,這些都寫進了航天員故障處置手冊中,由航天員進行專項訓練。
一直以來,神舟飛船的“變”源于對高可靠性不變的追求。這一次,神舟十六號載人飛船進一步增強了自主健康管理功能,不斷提高飛船上自主健康管理水平,實現(xiàn)自動故障診斷及處置,提高故障處置時效性,把對人的依賴降到最低。
楊海峰舉例,飛船推進系統(tǒng)管路超壓全天24小時都有可能發(fā)生。經(jīng)過優(yōu)化,管路可以通過遙測數(shù)據(jù)感知自身的健康狀態(tài),對故障進行檢測和分離,預測性能變化和壽命,從而通過執(zhí)行處置決策進行故障恢復,保障系統(tǒng)正常運行和執(zhí)行任務。
除了傳感器發(fā)揮作用,“人在回路”也是保障神舟飛船安全性的一大特點。航天員在軌駐留期間,基于感知的健康狀態(tài)能夠進行更加靈活的實時判斷、調(diào)控和決策。
神舟飛船設計了純機械的對接通道復壓控制裝置,航天員通過操作手輪實現(xiàn)對接通道復壓、泄壓。飛船還設計了人控指令驅(qū)動電路,航天員通過觀察儀表數(shù)據(jù),發(fā)送手控指令就可實現(xiàn)對接鎖的鎖緊、解鎖。飛船充分利用有人參與的優(yōu)勢,讓航天員參與故障診斷和故障處置,不斷提升在軌健康管理水平和安全性。
這樣的自信源于技術的持續(xù)積累。多年來,神舟飛船練就了一身“真功夫”,在技術上創(chuàng)造了中國航天史上很多“第一”:載人航天三大基本技術中,載人天地往返和出艙活動技術由神舟飛船獨立突破掌握,交會對接技術以神舟飛船為主突破掌握;我國第一個利用國際通信衛(wèi)星開展數(shù)據(jù)中繼試驗的型號,是神舟飛船;我國天鏈中繼系統(tǒng)的第一個用戶,是神舟飛船;我國第一個安裝艙外攝像機的航天器,也是神舟飛船。
這一切來得并不容易。
要自信,先自立。中國載人航天發(fā)展的路徑,是從載人飛船起步。這是國家工程,是事關國家安全的戰(zhàn)略性技術。參加中國載人航天一期工程的“老神舟”回憶,初期雖有研制衛(wèi)星的經(jīng)驗,也借鑒了一些國外載人航天領域的研制經(jīng)驗,但是從“0”到“1”真正要研制出一艘載人飛船卻非常艱難。
掌握核心技術,沒有捷徑可走?!安蛔吒S、仿制的技術道路”是老一輩航天人的凌云壯志。他們經(jīng)過無數(shù)次的計算、論證、驗證,確定了三艙方案;提出了具有中國特色的軌道艙留軌方案;學習國外經(jīng)驗并進行技術創(chuàng)新,確定了逃逸救生方案;結(jié)合我國實際情況進行創(chuàng)新,確定了降落傘方案;綜合各方要求和約束,確定了返回艙構(gòu)型和布局……