澎湃新聞報道,此次發射任務,中國航天科技集團八院(以下簡稱“八院”)承擔了神舟載人太空船的對接機構分系統、電源分系統、推進艙結構與總裝、測控通信子系統、總體電路分系統推進艙電纜網及三艙配電器等研製任務。
發射入軌後,神舟十六號將採取徑向對接的方式與太空站進行交會對接,停靠於太空站核心艙的徑向端口。上一次神舟十四號載人太空船徑向停靠太空站,太空船的對接目標為47噸級,此次神舟十六號將首次在太空站有人駐留情況下,與90噸級的太空站組合體進行徑向對接。
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作為載人天地往返的關鍵核心產品,對接機構再次面臨與多構型、大噸位、大偏心對接目標的捕獲、緩衝、剛性連接等全新挑戰。
自2021年中國太空站實施建造以來,八院研製的對接機構已圓滿完成了17次太空交會對接任務,為太空站圓滿完成建造任務保駕護航,也為神舟十六號的再次可靠對接提供了強有力的支撐。
為了適應後續太空站常態化運營階段的密集任務,八院對接機構研製隊伍已開展了上百次地面捕獲緩衝試驗,確保對接環捕獲目標的時長限制在數秒之間,對接鎖系的同步性誤差控制在毫米以內,使太空船對接機構在對接的一瞬間即可快速捕獲空間站,隨後平穩可靠地鎖緊對接面。
上百次試驗驗證
能源供電安全
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,太空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遮擋,造成太空船長時間處於太陽無法照射的環境,給整船的發電能力、艙外設備熱控能力、通訊保障能力帶來了極大挑戰。
早在太空站建造前,八院研製團隊就針對太空站組合體多達20餘種構型以及來訪航天器的不同停靠狀態,提前策劃並實施了上百項環境試驗和專項測試,驗證了太空船在長期停靠全遮擋環境下的各項性能,經過前期4艘載人太空船的在軌飛行驗證,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。
推進艙安裝能源和動力系統
澎湃新聞報道,神舟載人太空船由推進艙、返回艙、軌道艙“三艙”組合而成,其中,推進艙作為整船的“能量和動力之源”,安裝有太空船最重要的能源和動力兩大系統。比如,整個太空船能源系統的80%設備均安裝在推進艙,其中就包括兩個太陽電池翼在內的光伏供電設備,這是太空船在軌飛行的主要能源;動力系統的40臺發動機也全部安裝在推進艙上,包括底部4臺大推力軌道發動機、36臺可讓飛船以各種姿態和方向飛行的姿控發動機。
除了這些,推進艙還安裝了其它用於天地通信、姿軌控制、溫度控制、環境控制等多個關鍵系統的重要設備,尤其是近50臺大大小小、規格各異的電子設備,要安裝在艙內直徑2.8公尺的儀器圓盤上,“放得下”僅僅是第一步,還要考慮符合人機工效,適應插接維修、滿足質心分佈、承載力學載荷等需求,也就是說拆裝操作要方便、“乘客”坐感要舒適。
作為神舟太空船推進艙抓總研製單位,八院研製隊伍藉助數字化仿真模型,將數據與實物有機融合,不僅有效解決了推進艙結構大承載、強耦合的力學難題,還將上百條錯綜複雜的管路電纜進行了合理佈局,讓神舟載人太空船飛得更穩、飛得更好。
從1992年載人航天工程“三步走”上馬,到1999年第一艘無人試驗太空船“神舟一號”叩響寰宇,再到2003年“神舟五號”首次執行載人任務,中國目前已開展了11次載人飛行。
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