10月26日11時(shí)14分，搭載神舟十七號(hào)載人飛船的長征二號(hào)F遙十七運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空。隨后，飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，湯洪波、唐勝杰和江新林3名航天員狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。
這些“江蘇科技力量”在支撐
“雙城跟蹤正常！”“渭南跟蹤正常！”“太原跟蹤正常！”“青島跟蹤正常！”火箭穿越云層，漸漸消失在人們視野中。此時(shí)，測控系統(tǒng)工作的舞臺(tái)才剛剛拉開序幕。無論是火箭起飛還是飛船返回，中國電科十四所雷達(dá)一直堅(jiān)守崗位，時(shí)刻追逐空中那個(gè)“它”。
火箭在發(fā)射階段具有極高的風(fēng)險(xiǎn)性。“經(jīng)過多年的技術(shù)沉淀和發(fā)展，上升段測量雷達(dá)采用了雙發(fā)射機(jī)在線備份和實(shí)時(shí)自動(dòng)切換設(shè)計(jì)，極大提升了裝備執(zhí)行任務(wù)的可靠性。”中國電科十四所相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，針對火箭飛行過程中存在的級間分離和拋棄物體現(xiàn)象，中國電科十四所研制的雷達(dá)采用智能化識(shí)別和跟蹤技術(shù)，確保雷達(dá)會(huì)始終跟蹤有效目標(biāo)而不受掉落殘骸的影響，全力確保發(fā)射任務(wù)和航天員的生命安全。
“發(fā)射任務(wù)圓滿成功，讓五十五所參研參試團(tuán)隊(duì)備受鼓舞。”中國電科五十五所相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，作為國防裝備的重要研究核心，中國電科五十五所為飛船配套了多款二極管產(chǎn)品，應(yīng)用于測控通信系統(tǒng)。該類產(chǎn)品具有耐功率強(qiáng)、工作頻帶寬、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在太空環(huán)境下能夠長期穩(wěn)定可靠地工作，可有效保證相關(guān)電路始終處于最佳工作狀態(tài)，保障天地可靠通信。在運(yùn)載火箭中，中國電科五十五所配套了多款高可靠微波功率模塊，對火箭位置和姿態(tài)回傳信號(hào)進(jìn)行放大，實(shí)時(shí)傳遞運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。此外，在地面測控系統(tǒng)中配套的微波芯片套片、微波模塊等產(chǎn)品，用于雷達(dá)信號(hào)的放大和傳輸，為發(fā)射過程保駕護(hù)航。
在整個(gè)飛行任務(wù)中，位于太湖科學(xué)城功能片區(qū)的中國兵器工業(yè)第二一四所蘇州研發(fā)中心提供的3款關(guān)鍵元器件充當(dāng)著重要角色——“壓力傳感器”可以測量驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在工作期間氣體壓力的變化，對飛行器的驅(qū)動(dòng)安全進(jìn)行監(jiān)測；“步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源電路”用于載人飛船的電源分系統(tǒng)，主要功能為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，精確調(diào)整太陽帆板與太陽照射方向的相對方位角；“直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路”用于對接機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器中，主要功能是為對接結(jié)構(gòu)中直流有刷電機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)對接機(jī)構(gòu)捕獲鎖的正反轉(zhuǎn)和閉鎖功能。
此外，南京航空航天大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)航天員中心、上海宇航系統(tǒng)工程研究所委托，南京航空航天大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)參與研制“水下機(jī)械臂及其智能控制系統(tǒng)”，創(chuàng)新性研制出國內(nèi)首臺(tái)10米級水下大作業(yè)空間、高可靠性、高安全性水下機(jī)械臂，該系統(tǒng)逼真地模擬了空間站出艙活動(dòng)的機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)以及定點(diǎn)作業(yè)支持工況，是出艙活動(dòng)任務(wù)工程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和航天員訓(xùn)練的重要保障。
航天員的健康狀態(tài)對于航天任務(wù)的完成有較大的影響。聚焦航天員在長期飛行過程中面臨的失重、亞磁場、噪聲、輻射等特殊環(huán)境，南航科研團(tuán)隊(duì)關(guān)注腦功能和視覺健康。為守護(hù)神舟飛天，南航科研團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了一系列課題：在新一代載人火箭貯箱焊接變形控制研究中，突破航天鋁合金大尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接過程形性精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)，助力新一代載人運(yùn)載火箭的研制；為保障“天宮”巡天，減少航天器對接過程中會(huì)產(chǎn)生的振動(dòng)和撞擊，南航科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一套電磁阻尼器高低溫測試系統(tǒng)，測試空間環(huán)境下電磁阻尼器的阻尼特性是否滿足設(shè)計(jì)要求，測試系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到多個(gè)神舟系列飛船任務(wù)中。
火箭安全性0.99996是如何“煉”成的？
10月26日，神舟飛船和“神箭”長征二號(hào)F（以下簡稱“長二F”）火箭這對“老搭檔”再次合作，將神舟十七號(hào)乘組三名航天員送入太空，中國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段2023年度發(fā)射任務(wù)完美收官。
此次，距離中國成功發(fā)射第一艘載人飛船神舟五號(hào)，已經(jīng)過去了整整20年。20年來，長二F火箭保持著100%的成功率始終未變，同時(shí)，其可靠性、安全性、適應(yīng)性、航天員乘坐舒適性也在不斷提升。
2003年10月15日，長二F火箭載著神舟五號(hào)飛船，護(hù)送航天員楊利偉成功飛天，助力中國人邁出了遨游星漢的第一步。雖然火箭安全性足夠高，但是通過首次載人飛行，科研團(tuán)隊(duì)還是發(fā)現(xiàn)了長二F火箭有待改進(jìn)的地方。
楊利偉返回地面后曾反映，在火箭飛行到120秒至140秒的過程中，他感覺到一種讓人不適的振動(dòng)。這個(gè)讓人很不舒服的振動(dòng)，就是“POGO振動(dòng)”（大型液體火箭飛行過程中遇到的一個(gè)不容忽視的低頻振動(dòng)問題）。為了消除航天員的不適，型號(hào)隊(duì)伍立即分析數(shù)據(jù)查找原因，并對長二F火箭進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)過神舟六號(hào)、神舟七號(hào)工作改進(jìn)后，這種振動(dòng)現(xiàn)象徹底消失了。
神舟七號(hào)發(fā)射任務(wù)時(shí)，航天員的乘坐反饋是：“我們乘坐的火箭非常舒適，幾乎感覺不到振動(dòng)。”神舟十六號(hào)發(fā)射任務(wù)中，航天員稱：“很舒服！”“感覺良好！”“坐火箭太爽了！”從顛簸振動(dòng)到舒適加倍，再到“坐火箭太爽了”，如今，航天員乘坐長二F火箭，更舒適、更可靠。
作為航天員“專列”，安全性能無疑是第一位的。中國載人航天工程全面轉(zhuǎn)入空間站在軌建造任務(wù)階段后，迎來了高密度發(fā)射任務(wù)，長二F火箭每一次亮相，可靠性與安全性都會(huì)再次提升。
中國火箭院總體設(shè)計(jì)部總體設(shè)計(jì)室主任魏威介紹，此次的遙十七火箭相比遙十六火箭，共有25項(xiàng)技術(shù)狀態(tài)變化，涉及設(shè)計(jì)改進(jìn)、流程優(yōu)化以及預(yù)案細(xì)化等方面，“經(jīng)過多次優(yōu)化，如今火箭安全性評估值已經(jīng)提升至0.99996。”這也意味著，長二F火箭在保障航天員安全方面，超越了“萬無一失”。
每一次飛行完后，型號(hào)隊(duì)伍都會(huì)對火箭性能做評估，通過設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)等方方面面日復(fù)一日的積累，“支撐火箭安全性以及可靠性每個(gè)0.00001的提升，從未止步”。
記者了解到，有別于其他型號(hào)的火箭，逃逸系統(tǒng)為長二F火箭獨(dú)有，是航天員最重要的安全屏障。這個(gè)系統(tǒng)自首飛以來從未啟用過，但團(tuán)隊(duì)依然一次次分析優(yōu)化，只為在守護(hù)航天員飛行時(shí)“不漏逃、不誤逃”。
從長二F遙十二火箭起，團(tuán)隊(duì)就為逃逸系統(tǒng)新增了點(diǎn)火功能，改變以往逃逸飛行器只能朝一個(gè)固定方向逃逸的狀況，使逃逸飛行器可以選擇向垂直于地面風(fēng)的方向逃逸，更加安全、靈活。此外，為聚焦航天員安全這一核心需求，長二F火箭還開啟了“發(fā)射一發(fā)、備份一發(fā)”及“滾動(dòng)備份”的發(fā)射模式，為生命安全加上“雙保險(xiǎn)”。
回首20年，從楊利偉乘坐時(shí)感到顛簸振動(dòng)到神舟十六號(hào)飛行乘組驚嘆“坐火箭太爽了”，從首次載人飛行任務(wù)到滿足常態(tài)化運(yùn)營，從護(hù)送一人到送三人乘組……長二F火箭用發(fā)發(fā)成功創(chuàng)造了一個(gè)個(gè)高光時(shí)刻，而唯一不變的，是對每一名進(jìn)入太空的航天員生命的負(fù)責(zé)與守護(hù)，也是對我國載人航天事業(yè)發(fā)展的極致追求。
搭載多種空間生物實(shí)驗(yàn)樣品
此次發(fā)射升空的神舟十七號(hào)載人飛船是我國空間站進(jìn)入應(yīng)用與發(fā)展階段后的第二艘載人飛船，將執(zhí)行我國第十二次載人航天飛行任務(wù)。作為航天員實(shí)現(xiàn)天地往返的“生命之舟”，神舟飛船由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙構(gòu)成，共有14個(gè)分系統(tǒng)，是我國可靠性、安全性要求最嚴(yán)格的航天器。
發(fā)射成功后，神舟十七號(hào)載人飛船與空間站組合體完成前向交會(huì)對接，形成三艙三船組合體。3名航天員進(jìn)駐空間站核心艙，再現(xiàn)太空會(huì)師名場面。
記者了解，神舟十七號(hào)載人飛船計(jì)劃�？匡w行時(shí)間6個(gè)月。在軌期間將繼續(xù)實(shí)施航天員出艙活動(dòng)和貨物氣閘艙出艙任務(wù)，開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，開展平臺(tái)管理工作、航天員保障相關(guān)工作以及科普教育等重要活動(dòng)。
此次神舟十七號(hào)載人飛船除了搭載3名航天員之外，還上行了“空間蛋白質(zhì)分子組裝與應(yīng)用研究”項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)單元。面向人類生命健康，本次實(shí)驗(yàn)安排了蛋白質(zhì)、多肽、核酸、生物材料、藥物材料5類29種實(shí)驗(yàn)樣品，如胰島素、癌癥治療蛋白復(fù)合物、植物光合作用關(guān)鍵蛋白等。實(shí)驗(yàn)樣品在發(fā)射場完成現(xiàn)場制備和加載，并于發(fā)射前8個(gè)小時(shí)左右，放置于生物樣品貨包送往發(fā)射塔架，隨飛船發(fā)射升空。
記者從中國科學(xué)院獲悉，空間蛋白質(zhì)分子組裝與應(yīng)用研究共包含5項(xiàng)研究內(nèi)容，將開展蛋白質(zhì)/核酸及其小分子復(fù)合物的單晶體制備，進(jìn)一步研究空間微重力環(huán)境和輻射等因素對分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能、藥效和藥理等的影響，指導(dǎo)空間安全用藥和地面藥物設(shè)計(jì)與開發(fā)。
目前，神舟十七號(hào)載人飛船已與空間站完成交會(huì)對接后，航天員將上述實(shí)驗(yàn)樣品單元等轉(zhuǎn)運(yùn)至空間站艙內(nèi)，按飛行任務(wù)規(guī)劃陸續(xù)開展相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
新華日報(bào)·交匯點(diǎn)記者 張宣 楊頻萍 楊易臻
攝影 張宣
編輯：王甜
