筑梦“天宫”｜“生命之舟”迎接新挑战，交会对接难度再升级
搭载景海鹏、朱、桂三名航天员的神舟十六号飞船与空站成功对接，空站将再现六名航天员合力的场景。
5月30日，由航天科技集团公司五院总体部研制的神舟十六号载人飞船，由长征二号F运载火箭推进至太台空。随着飞船与空间站空的成功对接，发射阶段的任务取得了圆满成功。
神舟16号飞船返回舱内。图片来源:央视新闻截图，中国航天科技集团公司
进入“空站间时代”，“生命之舟”再次升级。
神舟十六号任务是我国空站间应用发展新阶段的第一艘载人飞船，也是我国第11次载人航天飞行任务。作为航天员往返于天地之间的“生命之舟”，神舟系列载人飞船由轨道舱、返回舱和推进舱组成，共14个子系统，是我国可靠性和安全性要求最严格的飞船。
随着中国空站全面建成并投入正常运行，神舟载人飞船也迎来了新一批紧锣密鼓的生产发射任务。神舟飞船课题组专家表示，神舟十六号载人飞船作为空站应用研制阶段发射的第一艘载人飞船，承担了“一次验证、组装投产”的使命，起到了承前启后的关键作用。
为满足空站间任务要求，神舟十六号载人飞船在确保可靠性和安全性的前提下，以最短的时间、最高的标准完成了上百项器件更换和可靠性提升，并通过国家重大工程全力支持北斗定位系统，进一步增强自主健康管理功能，不断提升飞船上自主健康管理水平。从分系统级、单机级、部件级三个层面建立数据包络分析(DEA)机制，全力推进产品数据互联信息化、数字电缆组件布局和关键参数智能检测，全面实现神舟飞船在“空站间时代”的再升级，为神舟踏上新征程打下坚实基础。
作为航天员往返天地的交通工具，神舟飞船的舒适性也很重要。从神舟四号飞船开始，团队就对人机界面进行了详细设计，并不断改进。经过不断的磨合和精心的努力，神舟飞船目前的状态可以满足航天员的任务和舒适性要求。据悉，在神舟十六号载人飞船上，设计人员简化了飞船仪表的数据显示，从用户角度进行设计，为航天员执行任务提供更清晰、更直观、更舒适的显示界面。
神舟十六号飞船是由长征二号F运载火箭发射的。
同样的交会对接，但是难度再次升级。
随着神舟十六号载人飞船在中国空站径向对接接口对接，标志着航天科技集团五院502所自主研发的中国与空站交会对接GNC(制导导航与控制)技术进一步成熟。这是中国空站应用研制阶段的首次载人飞船交会对接任务，也是空站三舱T型构型的首次径向交会对接任务。与空站建设阶段的载人飞船神舟十三号、神舟十四号径向交会对接相比，载人飞船神舟十六号的交会对接任务难度更大。
此前，神舟十四号载人飞船径向停靠空站，飞船对接目标为47吨。这次神舟十六号载人飞船将在空站有人停留的情况下，首次与90吨空站组合体对接。作为载人航天器的关键核心产品，对接机构将再次面临多构型、大吨位、大偏心对接目标的捕获、缓冲、刚性连接等新的挑战。
随着问天实验舱、梦想实验舱、神舟载人飞船、天舟货运飞船等更多舱段和飞船的加入，空站组件的尺寸、质量、惯性、重心等影响姿态控制的核心要素与核心货单舱相比发生了很大变化，有些参数甚至出现了数量级的增长。航天器交会对接尤其是近距离对接采用相对姿态和位置控制方式，站间空运动特性的变化将直接影响航天器交会对接控制过程。神舟十五号虽然已经顺利完成空站间的T型交会对接任务，但其对接位置是空站间的正向对接接口。由于空站向不同方向运动的特点不同，神舟十六号的径向对接需要GNC系统依靠自身能力克服上述变化带来的影响。
此外，与以前的发射和对接任务相比，当航天器的发动机和空站间组件工作时，空站间组件尺寸的增加使羽流之间的相互作用更加复杂。在短距离交会过程中，航天器需要频繁启动发动机来调整相对姿态和位置，这会影响悬浮在太空中的空站的姿态。由于组合舱的增加，神舟十六号载人飞船任务中的上述特点更加复杂。同样空站之间的喷流控制也会影响飞船本身的控制。针对这一问题，神舟飞船GNC系统对发动机分组和控制方式进行了优化，并通过地面模拟计算进行了验证，确保了任务的成功。
据悉，为适应空站后续正常运行阶段的密集任务，神舟飞船团队进行了数百次地面捕获缓冲试验，确保对接环捕获目标的时间限制在几秒钟内，对接锁系统同步误差控制在毫米以内，使飞船对接机构在对接瞬间快速捕获空站，进而稳定可靠地锁定对接面，天衣无缝地亲吻。
高密度投放，坚持质量第一
面对空站间任务阶段每年发射2艘神舟载人飞船的高密度任务需求，神舟载人飞船系统采用成组研制模式，以“一船发射、一船等待”的滚动备份，确保站间工程任务顺利开展。在发射场工作的40天内，神舟载人飞船试验队需要并行完成神舟十六号载人飞船发射和神舟十七号载人飞船应急救援待命准备工作。R&D、发射、飞控、回收四大战线高度重叠，进度、质量控制、资源保障压力巨大。
据了解，神舟载人飞船团队始终坚持新发展理念，不断实施创新驱动发展战略，结合载人飞船的任务特点，充分挖掘现有科研试验系统的潜力，将技术创新和管理创新融入整个空站的运营发展中，不断推动载人飞船发展方式的转变。
通过制定批生产规范、设计通用文件系统、建立批生产基线和技术状态管理模型、制定滚动备份策略，建立系统级批生产设计开发体系。通过验证项目优化、串并优化、标准接口项目优化、试验条件优化、自动测试和远程测试优化、集中-分布式飞控等手段，全面实现了覆盖产品研制、AIT、发射场、飞控全过程的批生产技术流程优化，极大地提高了神舟飞船研制的效率和效益。
载人航天，生死攸关，高密度发射要坚持质量第一，为发射任务的成功提供高质量保障的坚实基础。
据了解，面对严峻的质量形势，神舟十六号载人飞船发射场试验团队秉承“百战百胜从零开始”的心态，以“事前准备充分、事中管控得当、事后及时总结”为原则，不断强化质量责任，落实质量要求，强化风险管控。
神舟十六号载人飞船发射场试验队总指挥何宇在试验队进行了四场“百战从零开始”的讲座，深入分析当前形势，系统讲解质量基础知识，引导全体人员深刻理解“载人航天事关人命”和“万无一失”的含义，坚持首飞标准，强化质量意识，转变工作作风，强化责任担当，切实提高质量保障能力。
据试验队介绍，试验队始终坚持高标准、严要求，深入开展“质量确认”、“质量复查”、“双思”、“四检”、“三比”等质量控制活动，扎实做好产品质量复查，以问题为导向，不断压实各级责任，制定薄弱环节控制措施，强化资源保障，实现了发射场工作零缺陷、零疑虑、零质疑。
责任编辑：李怡清图片编辑：金洁校对：丁晓