神十八多個分系統(tǒng)有了升級

2024年4月25日20時59分，神舟十八號載人飛船在長征二號F運載火箭的助推下，承載葉光富、李聰、李廣蘇三位航天員，自酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心騰空而起。此為我國載人航天工程步入空間站應用與發(fā)展階段的第三艘載人飛船，同時也是2024年首載人航天任務及我國第13次載人航天飛行。神十八多個分系統(tǒng)有了升級。

神舟飛船由軌道艙、返回艙、推進艙三部分組成，共含14個子系統(tǒng)，是我國內部要求最為嚴苛的航天器。據中國航天科技集團透露，神舟十八號載人飛船在多個系統(tǒng)上實現(xiàn)優(yōu)化升級，為任務執(zhí)行提供堅實保障。

電源系統(tǒng)顯著升級，神十八的電池容量得以擴大。在神舟飛船上，電源對整個在軌飛行至關重要，如同飛船的“心臟”。相較于神舟十六號與十七號，神舟十八號電池容量增大，系統(tǒng)可靠性提升，更有效地支持載人飛行任務。主電源儲能電池由鎘鎳電池改用鋰離子電池，電池容量提升30%。

神舟飛船采用的長壽命、大容量鋰離子蓄電池已在空間站、貨運飛船等航天器上廣泛應用，其安全性與可靠性已得到廣泛驗證。據中國航天科技集團八院811所神舟飛船主任設計師鐘丹華介紹，鋰離子蓄電池具有更高的比能量、更長的循環(huán)壽命以及更佳的高倍率充電特性，且使整船減重約50公斤，更契合空間站應用與發(fā)展階段神舟飛船的需求。

值得注意的是，神舟十八號不僅對主電源蓄電池及其充電控制方式進行迭代升級，還延長了返回電源、應急電源、火工品電源所用鋅銀電池的使用壽命，使其增加20%，足以支持飛船在軌更長時間的?？咳蝿?。通過逐步提升電源產品的性能，不斷擴大任務使用范圍，有力支持整個空間站工程任務。

電源系統(tǒng)全面升級對推進艙總裝產生影響。除安裝40臺大小發(fā)動機外，推進艙內部還容納電源分系統(tǒng)及用于天地通信、姿態(tài)軌道控制、溫控、環(huán)境控制等關鍵系統(tǒng)的設備。為應對各分系統(tǒng)變化，相關研制團隊對推進艙儀器盤上的設備布局進行了調整，確保電源設備在推進艙內穩(wěn)定、可靠運行。

經多艘載人飛船飛行驗證，太陽電池翼能在8秒左右快速穩(wěn)定展開并鎖定，證實了其“超長待機”能力，有效驗證了產品在“應急待命”狀態(tài)下壽命與環(huán)境適應性。

返回艙畫質顯著提升，航天員面部細節(jié)更為豐富。當前，中國空間站已進入常態(tài)化運營模式，空間站及貨運飛船相機已升級至1080P高清視頻。然而，載人飛船因沿用整體方案且受限于測控體制與信道，仍保持標清視頻。

為提升返回艙圖像質量，2023年中國航天科技集團有限公司八院804所圖像團隊在不延誤任務進度前提下，嘗試通過更新軟件實現(xiàn)畫質升級。這對編碼單元的軟件算法構成重大挑戰(zhàn)。據該院804所消息，由于相機原有資源均針對較低分辨率圖像設計，面對因畫面升級而劇增的原始數(shù)據，傳輸信道、處理能力、調度策略均面臨瓶頸。為確保升級成功，804所圖像團隊圍繞需求、安全性、可靠性、資源余量等問題不斷優(yōu)化算法、反復迭代論證，最終圖像清晰度大幅提升，人物面部細節(jié)更加豐富。

經近半年軟硬件測試，修改后的設備功能、性能符合研制任務書要求，已成功搭載于神舟十八號返回艙內。

此外，神舟十八號進入太空后，作為“交會對接聯(lián)絡員”的空空通信機將投入工作?？湛胀ㄐ艡C分為追蹤端與目標端，目標端位于空間站核心艙節(jié)點艙內，負責交會對接及撤離階段核心艙與神舟飛船的狀態(tài)、定位及控制數(shù)據傳輸。正是由于空空通信機的存在，搭載追蹤端空空通信機的神舟十八號飛船能準確找到核心艙，順利完成“太空之吻”。

記者了解到，歷經兩代人的努力，804所研制的第二代空空通信機相較于第一代產品重量減輕37%，在通用化、輕型化、低功耗、高性能方面表現(xiàn)出色。

中繼終端亦有升級，確?！案杏X良好”狀態(tài)持續(xù)。過去半年的太空生活中，神舟十七號飛船乘組按計劃完成了多項科研試驗與出艙任務，飛船的測控與通信信號通過中繼終端與中繼衛(wèi)星協(xié)同實現(xiàn)。

神舟十八號載人飛船任務中，飛船繼續(xù)利用升級版中繼終端及配套的有效載荷構建“太空天路”，確保飛船與地面通信暢通，使地面測試人員實時掌握飛船飛行狀態(tài)。據悉，本次使用的中繼終端具有三大優(yōu)勢，均按最新技術要求優(yōu)化升級，以更優(yōu)功能為中國空間站穩(wěn)定高效運行貢獻力量。在中國空間站現(xiàn)役任務中，空間站六艙（船）均配備中繼終端，與中繼衛(wèi)星緊密協(xié)作，確?！案杏X良好”狀態(tài)持續(xù)在線。神十八多個分系統(tǒng)有了升級。

本次任務中，隸屬儀表與照明分系統(tǒng)的儀表控制器應用軟件繼續(xù)扮演智慧隨身“秘書”角色。神舟十八號載人飛船上所有分系統(tǒng)的參數(shù)需通過數(shù)管分系統(tǒng)轉發(fā)至飛船儀表顯示，而將復雜參數(shù)轉化為航天員易于理解的直觀數(shù)值，儀表控制器應用軟件發(fā)揮了關鍵作用。

當飛船各分系統(tǒng)啟動運行，生成的數(shù)據匯聚至數(shù)管分系統(tǒng)，由航天員的智能“秘書”——儀表控制器應用軟件進行匯總處理，轉換為航天員直觀可識別與操作的內容，并在儀表上顯示。如此，航天員通過飛船儀表即可清晰了解飛船所有參數(shù)，時刻把握飛船各部分運行狀態(tài)。儀表控制器應用軟件作為航天員的隨身智能“秘書”，是與航天員直接交互的重要系統(tǒng)。

據中國航天科技集團五院西安分院神舟十八號載人飛船儀表控制器應用軟件設計師介紹，這種獨特的圖形顯示技術不僅賦予儀表控制器新穎的顯示效果，還實現(xiàn)在空間智能化儀表中對圖形、文字的處理與顯示，為航天員執(zhí)行任務提供清晰、直觀、舒適的顯示界面。