提升“長(zhǎng)二F”火箭的可靠性、安全性，對(duì)神舟飛船的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行升級(jí)，采用升級(jí)版的通信“天路”……這些科技力量護(hù)佑神舟十七號(hào)成功飛天。

火箭可靠性、安全性再度提升

作為中國(guó)航天史上技術(shù)最復(fù)雜的“航天員專列”，“長(zhǎng)二F”肩負(fù)著保障航天員安全進(jìn)入太空的特殊使命和責(zé)任，持續(xù)提升可靠性、安全性、適應(yīng)性是研制團(tuán)隊(duì)始終不變的首要目標(biāo)。

相比“長(zhǎng)二F”遙十六火箭，遙十七火箭共有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：元器件國(guó)產(chǎn)化替代、軟件配置項(xiàng)調(diào)整等優(yōu)化改進(jìn)，進(jìn)一步提高了火箭的可靠性與安全性；發(fā)射場(chǎng)操作流程優(yōu)化，進(jìn)一步提高了發(fā)射場(chǎng)工作效率；發(fā)射場(chǎng)預(yù)案的進(jìn)一步細(xì)化完善，也有助于出現(xiàn)異常問題時(shí)能夠快速及時(shí)處理。目前“長(zhǎng)二F”的可靠性評(píng)估值已提升至0.989 6，安全性評(píng)估值達(dá)0.999 96。

作為“航天員專列”，“長(zhǎng)二F”從空間站建造任務(wù)開始，就進(jìn)入了常態(tài)化快節(jié)奏發(fā)射。目前，“長(zhǎng)二F”火箭“發(fā)一備一”發(fā)射場(chǎng)流程已從空間站建造初期的49天壓縮到35天，如今正瞄準(zhǔn)30天目標(biāo)繼續(xù)優(yōu)化改進(jìn)，以更好地滿足空間站應(yīng)用與發(fā)展階段需求。

鎘鎳電池開啟謝幕之旅

值得一提的是，這是神舟飛船使用的最后一批大容量鎘鎳電池。

一直以來，鎘鎳蓄電池因其高安全、高可靠特質(zhì)和耐過充、耐過放性能，非常適合在神舟飛船這種高安全要求的環(huán)境中使用。自1999年神舟一號(hào)發(fā)射以來，鎘鎳蓄電池已成功為神舟飛船“服務(wù)”16次。

如今，神舟載人飛船?？吭诳臻g站前向或徑向接口，會(huì)遇到嚴(yán)重的遮擋，在接受空間站并網(wǎng)供電時(shí)，鎘鎳蓄電池會(huì)面臨“充放電不規(guī)律”或“不充不放長(zhǎng)期擱置”等復(fù)雜情況。而鎘鎳蓄電池固有的“記憶效應(yīng)”也會(huì)影響其發(fā)揮最大能動(dòng)性。

對(duì)此，中國(guó)航天科技集團(tuán)八院研制團(tuán)隊(duì)開展了一系列的減記憶效應(yīng)措施研究，采取了一系列在軌控制措施，在神舟十二號(hào)到神舟十六號(hào)的在軌與返回任務(wù)中，鎘鎳蓄電池“表現(xiàn)出色”。

神舟十七號(hào)載人飛船與長(zhǎng)征二號(hào)F遙十七運(yùn)載火箭組合體

然而，隨著長(zhǎng)壽命大容量鋰離子電池的安全性得到廣泛驗(yàn)證，載人飛船采用該電池的日程越來越近。在中國(guó)空間站進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)營(yíng)后，神舟飛船后續(xù)將應(yīng)用能量更高的鋰離子蓄電池，進(jìn)一步滿足型號(hào)任務(wù)需求。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了升級(jí)

神舟飛船在空間站組合體狀態(tài)下，所處的力學(xué)環(huán)境極為復(fù)雜。為了進(jìn)一步提升飛船在軌的安全性和可靠性，不斷識(shí)別空間站運(yùn)營(yíng)階段可能出現(xiàn)的各類風(fēng)險(xiǎn)，研制人員對(duì)神舟十七號(hào)載人飛船的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了升級(jí)。

神舟飛船對(duì)日定向系統(tǒng)有2臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，位于太陽電池翼與神舟飛船艙體之間，是驅(qū)動(dòng)太陽電池翼實(shí)現(xiàn)對(duì)日定向的動(dòng)力源，也是艙內(nèi)電能供給唯一通路，被認(rèn)為是整船電能傳輸?shù)摹把屎怼薄?/p>

空間站的三艙構(gòu)型對(duì)載人飛船驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成了復(fù)雜且多變的熱應(yīng)力環(huán)境，對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)軸系的熱匹配性、抗力學(xué)載荷適應(yīng)性、內(nèi)部電傳輸安全性都提出了更高的要求。

在確保可靠性安全性的前提下，研制團(tuán)隊(duì)全面優(yōu)化技術(shù)方案，充分識(shí)別技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，深入細(xì)致技術(shù)交底，通過提高機(jī)電驅(qū)動(dòng)能力，增加電氣隔離間隙，優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間。

升級(jí)版驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將電氣安全間隙增大了1倍，安全距離的提高意味著加厚了這座電傳輸通路上重要關(guān)卡的“城墻”，加寬了“護(hù)城河”，大大降低了擊穿、放電等高風(fēng)險(xiǎn)情況發(fā)生的可能性。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一系列的優(yōu)化和能力提升，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)改進(jìn)，裕度提升，提高了復(fù)雜的空間環(huán)境綜合效應(yīng)的適應(yīng)能力，確保載人飛船在軌穩(wěn)定運(yùn)行。

升級(jí)版通信“天路”上線

中國(guó)空間站

神舟十七號(hào)載人飛船計(jì)劃停靠飛行時(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)。

如何保障通信暢通？航天科技集團(tuán)五院西安分院研制的中繼終端以及為中繼衛(wèi)星研制的有效載荷搭建“太空天路”，能夠?qū)崿F(xiàn)飛船與地面通信的暢通無阻，確保地面測(cè)試人員實(shí)時(shí)掌握飛船的飛行狀態(tài)。

本次發(fā)射的神舟十七號(hào)載人飛船采用了具備三大優(yōu)勢(shì)的升級(jí)版中繼終端。

集成程度更高

此前的中繼終端產(chǎn)品重量較重，研制團(tuán)隊(duì)借助最新工藝技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行高度小型化、集成化設(shè)計(jì)之后，在原有功能和性能不變的基礎(chǔ)上，升級(jí)版產(chǎn)品成功減重9千克。

處理能力更強(qiáng)

以前處理一項(xiàng)工作需要依靠產(chǎn)品中的幾個(gè)芯片共同完成。在對(duì)產(chǎn)品的數(shù)字處理功能進(jìn)行大量?jī)?yōu)化升級(jí)后，現(xiàn)在僅需一個(gè)芯片便可輕松應(yīng)對(duì)多項(xiàng)工作。

國(guó)產(chǎn)化率更高

研制團(tuán)隊(duì)大幅提升了國(guó)產(chǎn)化元器件的使用，這使得中繼終端元器件國(guó)產(chǎn)化取得顯著進(jìn)步。