神舟十八號載人飛船發(fā)射取得圓滿成功

4月25日20時59分，搭載神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，約10分鐘后，神舟十八號載人飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道。2024年度我國首次載人發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

這次任務(wù)是我國載人航天工程進入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的第三次載人飛行任務(wù)，是工程立項實施以來的第三十二次發(fā)射任務(wù)。本次任務(wù)具有什么特點?飛船和火箭進行了哪些技術(shù)改進?將開展哪些新的空間科學(xué)實驗?

主電源儲能電池從鎘鎳電池到鋰離子電池，飛船技術(shù)逐步迭代升級

作為航天員實現(xiàn)天地往返的“生命之舟”，神舟系列載人飛船的技術(shù)日臻成熟、性能愈發(fā)優(yōu)越。精益求精是航天人堅持的準(zhǔn)則。通過技術(shù)局部提升，飛船逐步迭代升級，航天員才能持續(xù)“感覺良好”。

電源分系統(tǒng)是神舟飛船眾多分系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的系統(tǒng)之一。無論是為整船飛行提供電能的主電源、確保航天員安全的應(yīng)急電源、為返回艙提供電能的返回著陸電源，還是為軌道艙和返回艙提供火工控制能源的火工品電源等，都可以被稱為飛船的“心臟”。

相較于神舟十六號載人飛船和神舟十七號載人飛船，神舟十八號載人飛船的電池容量更大、系統(tǒng)可靠性更高，能更好支持載人飛行任務(wù)。據(jù)介紹，在神舟十八號載人飛船上，主電源儲能電池由鎘鎳電池改成了鋰離子電池。

此前，鋰離子電池已成功在中國空間站、貨運飛船等航天器上應(yīng)用，安全性可靠性已得到廣泛驗證;鋰離子電池的比能量更高、循環(huán)壽命更長、高倍率充電更佳，而且能為整船減重50公斤左右。鋰離子電池的充電方式亦有創(chuàng)新。研發(fā)人員采用了全硬件的充電控制方式，安全冗余采用三重冗余控制方式，每一種均可獨立開展工作且互為備份，相當(dāng)于為電池安全上了“三重保險”。

神舟飛船還有不少改進之處。神舟十八號載人飛船安裝的儀表控制器應(yīng)用軟件，發(fā)揮著“智慧助手”的重要作用。飛船各分系統(tǒng)運行時，會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)匯集至數(shù)管分系統(tǒng)。儀表控制器應(yīng)用軟件能將這些復(fù)雜的參數(shù)加以轉(zhuǎn)換，變成航天員能夠直觀識別和操作的內(nèi)容，并在儀表上清晰地顯示出來，有助于提高航天員執(zhí)行任務(wù)的效率。

長征二號F火箭發(fā)射場流程已由空間站建造初期的49天縮減到30天

有著“神箭”美譽、托舉神舟飛船順利進入太空的長征二號F火箭，也進行了技術(shù)優(yōu)化和改進。

中國航天科技集團一院專家表示，目前長征二號F遙十八運載火箭的可靠性評估值，已從0.9896提升至0.9903，安全性評估值達0.99996?？此莆⑿〉臄?shù)字變動，背后是研發(fā)團隊對火箭更高安全水準(zhǔn)的不懈追求。

與長征二號F遙十七運載火箭相比，長征二號F遙十八運載火箭進行了32項技術(shù)狀態(tài)改進，涉及火箭產(chǎn)品和地面設(shè)備等多個方面。

研制團隊還不斷探索發(fā)射場流程優(yōu)化，切實提升火箭零配組件的生產(chǎn)效率、裝配效率以及測試效率。

例如，在火箭扣罩廠房里，之前操作人員需要乘坐升降車上下移動，在縱向分離面上，自上而下連接解鎖機構(gòu)，使兩個火箭半罩“合二為一”。啟用新的合罩操作平臺后，操作臺由單層升級為四層，實現(xiàn)了并行操作，合罩時間由12個小時縮短為8個小時，合罩效率提升30%。

如今，長征二號F火箭發(fā)射場流程已由空間站建造初期的49天縮減到30天。

除了飛船與火箭，各分系統(tǒng)都在持續(xù)進行技術(shù)優(yōu)化，在細節(jié)上不斷追求完美。

神舟十八號載人飛船順利入軌后，與空間站核心艙實施徑向交會對接。這也是繼神舟十六號載人飛行任務(wù)之后，我國在空間站應(yīng)用與發(fā)展階段第二次實施徑向交會對接，標(biāo)志著我國自主研發(fā)的空間交會對接制導(dǎo)導(dǎo)航與控制技術(shù)的進一步成熟。

交會對接中，由中國航天科工集團自主研制的高精度加速度計組合發(fā)揮著重要作用，它是載人飛船在交會對接階段的專用慣性測量設(shè)備，能夠在微重力環(huán)境下精準(zhǔn)測量加速度，將飛船在太空中產(chǎn)生的極其微弱加速度轉(zhuǎn)換為電流信號，并精確“翻譯”成飛船控制系統(tǒng)“聽得懂”的頻率信號，幫助飛船把握速度、位置的毫厘變化，為飛船在軌運行和交會對接提供必需的實時數(shù)據(jù)。

為了打造舒適的艙內(nèi)環(huán)境，神舟十八號載人飛船上安裝配備了中國電科集團研制的各類傳感器。這些傳感器能夠?qū)崟r測量各系統(tǒng)內(nèi)的壓力、溫度、濕度、氣體、生理等信號，以此判斷艙內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并隨時調(diào)整，更好保障航天員生理安全和工作任務(wù)的順利開展。

我國空間站將構(gòu)建空間水生生態(tài)系統(tǒng)，開展各具特色的空間科學(xué)實驗

本次神舟十八號乘組執(zhí)行任務(wù)期間，將開展各具特色的空間科學(xué)實驗。

隨神舟十八號載人飛船上行的，包括“空間先進水生生保系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”“微重力環(huán)境調(diào)控植物干細胞功能和結(jié)構(gòu)的分子網(wǎng)絡(luò)研究”“蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進化研究”“空間用固液復(fù)合潤滑材料的設(shè)計、界面作用機理及艙外驗證”等4項科學(xué)實驗。上行樣品及裝置總重量約35公斤。

中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員倉懷興介紹了這些空間科學(xué)實驗的基本情況。首先，我國空間站內(nèi)將構(gòu)建小型水生生態(tài)系統(tǒng)。由中國科學(xué)院水生生物研究所、上海技術(shù)物理研究所承擔(dān)的“空間先進水生生保系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”項目，將在軌搭建一個由斑馬魚和金魚藻組成的小型水生生態(tài)系統(tǒng)，研究空間環(huán)境對魚類生長發(fā)育、生態(tài)系統(tǒng)運行與物質(zhì)循環(huán)的影響。此外，還要解析空間環(huán)境對脊椎動物生長發(fā)育與行為的影響，為空間密閉生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)研究提供理論支撐。

其次，將在太空中探究植物干細胞微重力影響。由中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所和北京大學(xué)承擔(dān)的“微重力環(huán)境調(diào)控植物干細胞功能和結(jié)構(gòu)的分子網(wǎng)絡(luò)研究”項目，以模式植物擬南芥的植物莖尖干細胞為研究對象，解析植物在空間微重力環(huán)境中干細胞形態(tài)功能與基因表達的變化，為定向設(shè)計適應(yīng)太空環(huán)境的空間作物提供理論支撐。本項目上行了100余粒擬南芥種子，將在空間站進行為期4周左右的培育生長，后由航天員進行植株采集，并在零下80攝氏度冷凍固定，最后隨神舟飛船返回，交付科學(xué)家開展地面研究。

另一方面，還要探尋生命起源的分子密碼。廈門大學(xué)等高校院所的科研團隊利用空間站長期微重力環(huán)境，開展“蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進化研究”項目，從分子水平上探究基本生化反應(yīng)對微重力環(huán)境的響應(yīng)特點，將為生命的化學(xué)起源中蛋白核酸共起源理論體系提供重要的科學(xué)依據(jù)。

此外，還將在太空中進行摩擦學(xué)領(lǐng)域的研究。由中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所承擔(dān)的“空間用固液復(fù)合潤滑材料的設(shè)計、界面作用機理及艙外驗證”項目，設(shè)計開發(fā)了有關(guān)材料，期望在嚴苛的空間環(huán)境中實現(xiàn)機械運動的“超潤滑”或近零磨損，在科學(xué)上揭示潤滑材料在真實空間環(huán)境中的潤滑演變過程和損傷機制等。本項目上行了球盤、軸承摩擦測試樣品和靜態(tài)艙外暴露樣品共20余件，經(jīng)過半年左右的艙外暴露試驗后，會隨神舟飛船返回，并交付科學(xué)家進行地面研究。

《 人民日報 》( 2024年04月26日 11 版)