神十八多個(gè)分系統(tǒng)有了升級(jí)

2024年4月25日20時(shí)59分,，神舟十八號(hào)載人飛船在長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)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(guó)載人航天工程步入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的第三艘載人飛船,，同時(shí)也是2024年首載人航天任務(wù)及我國(guó)第13次載人航天飛行。神十八多個(gè)分系統(tǒng)有了升級(jí),。

神舟飛船由軌道艙,、返回艙、推進(jìn)艙三部分組成,，共含14個(gè)子系統(tǒng),，是我國(guó)內(nèi)部要求最為嚴(yán)苛的航天器。據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)透露,，神舟十八號(hào)載人飛船在多個(gè)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化升級(jí),，為任務(wù)執(zhí)行提供堅(jiān)實(shí)保障。

電源系統(tǒng)顯著升級(jí)，神十八的電池容量得以擴(kuò)大,。在神舟飛船上,，電源對(duì)整個(gè)在軌飛行至關(guān)重要，如同飛船的“心臟”,。相較于神舟十六號(hào)與十七號(hào),，神舟十八號(hào)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(wù),。主電源儲(chǔ)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(zhǎng)壽命,、大容量鋰離子蓄電池已在空間站、貨運(yùn)飛船等航天器上廣泛應(yīng)用,，其安全性與可靠性已得到廣泛驗(yàn)證,。據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)八院811所神舟飛船主任設(shè)計(jì)師鐘丹華介紹，鋰離子蓄電池具有更高的比能量,、更長(zhǎng)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(yīng)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(hào)不僅對(duì)主電源蓄電池及其充電控制方式進(jìn)行迭代升級(jí)，還延長(zhǎng)了返回電源,、應(yīng)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(zhǎng)時(shí)間的?？咳蝿?wù)。通過(guò)逐步提升電源產(chǎn)品的性能,，不斷擴(kuò)大任務(wù)使用范圍,，有力支持整個(gè)空間站工程任務(wù)。

電源系統(tǒng)全面升級(jí)對(duì)推進(jìn)艙總裝產(chǎn)生影響,。除安裝40臺(tái)大小發(fā)動(dòng)機(jī)外,，推進(jìn)艙內(nèi)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(guān)鍵系統(tǒng)的設(shè)備。為應(yīng)對(duì)各分系統(tǒng)變化,，相關(guān)研制團(tuán)隊(duì)對(duì)推進(jìn)艙儀器盤上的設(shè)備布局進(jìn)行了調(diào)整,，確保電源設(shè)備在推進(jìn)艙內(nèi)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

經(jīng)多艘載人飛船飛行驗(yàn)證,，太陽(yáng)電池翼能在8秒左右快速穩(wěn)定展開(kāi)并鎖定,，證實(shí)了其“超長(zhǎng)待機(jī)”能力，有效驗(yàn)證了產(chǎn)品在“應(yīng)急待命”狀態(tài)下壽命與環(huán)境適應(yīng)性,。

返回艙畫(huà)質(zhì)顯著提升,，航天員面部細(xì)節(jié)更為豐富。當(dāng)前,，中國(guó)空間站已進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)營(yíng)模式,，空間站及貨運(yùn)飛船相機(jī)已升級(jí)至1080P高清視頻。然而,，載人飛船因沿用整體方案且受限于測(cè)控體制與信道，仍保持標(biāo)清視頻,。

為提升返回艙圖像質(zhì)量,，2023年中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司八院804所圖像團(tuán)隊(duì)在不延誤任務(wù)進(jìn)度前提下，嘗試通過(guò)更新軟件實(shí)現(xiàn)畫(huà)質(zhì)升級(jí),。這對(duì)編碼單元的軟件算法構(gòu)成重大挑戰(zhàn),。據(jù)該院804所消息，由于相機(jī)原有資源均針對(duì)較低分辨率圖像設(shè)計(jì),，面對(duì)因畫(huà)面升級(jí)而劇增的原始數(shù)據(jù),，傳輸信道、處理能力,、調(diào)度策略均面臨瓶頸,。為確保升級(jí)成功，804所圖像團(tuán)隊(duì)圍繞需求,、安全性,、可靠性、資源余量等問(wèn)題不斷優(yōu)化算法,、反復(fù)迭代論證,，最終圖像清晰度大幅提升，人物面部細(xì)節(jié)更加豐富,。

經(jīng)近半年軟硬件測(cè)試,，修改后的設(shè)備功能、性能符合研制任務(wù)書(shū)要求,，已成功搭載于神舟十八號(hào)返回艙內(nèi),。

此外，神舟十八號(hào)進(jìn)入太空后,，作為“交會(huì)對(duì)接聯(lián)絡(luò)員”的空空通信機(jī)將投入工作,。空空通信機(jī)分為追蹤端與目標(biāo)端，目標(biāo)端位于空間站核心艙節(jié)點(diǎn)艙內(nèi),，負(fù)責(zé)交會(huì)對(duì)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(jù)傳輸。正是由于空空通信機(jī)的存在,，搭載追蹤端空空通信機(jī)的神舟十八號(hào)飛船能準(zhǔn)確找到核心艙,，順利完成“太空之吻”。

記者了解到,，歷經(jīng)兩代人的努力,，804所研制的第二代空空通信機(jī)相較于第一代產(chǎn)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(jí),，確保“感覺(jué)良好”狀態(tài)持續(xù),。過(guò)去半年的太空生活中,，神舟十七號(hào)飛船乘組按計(jì)劃完成了多項(xiàng)科研試驗(yàn)與出艙任務(wù)，飛船的測(cè)控與通信信號(hào)通過(guò)中繼終端與中繼衛(wèi)星協(xié)同實(shí)現(xiàn),。

神舟十八號(hào)載人飛船任務(wù)中,，飛船繼續(xù)利用升級(jí)版中繼終端及配套的有效載荷構(gòu)建“太空天路”，確保飛船與地面通信暢通,，使地面測(cè)試人員實(shí)時(shí)掌握飛船飛行狀態(tài),。據(jù)悉，本次使用的中繼終端具有三大優(yōu)勢(shì),，均按最新技術(shù)要求優(yōu)化升級(jí),，以更優(yōu)功能為中國(guó)空間站穩(wěn)定高效運(yùn)行貢獻(xiàn)力量。在中國(guó)空間站現(xiàn)役任務(wù)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(jué)良好”狀態(tài)持續(xù)在線,。神十八多個(gè)分系統(tǒng)有了升級(jí)。

本次任務(wù)中,，隸屬儀表與照明分系統(tǒng)的儀表控制器應(yīng)用軟件繼續(xù)扮演智慧隨身“秘書(shū)”角色,。神舟十八號(hào)載人飛船上所有分系統(tǒng)的參數(shù)需通過(guò)數(shù)管分系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至飛船儀表顯示，而將復(fù)雜參數(shù)轉(zhuǎn)化為航天員易于理解的直觀數(shù)值,，儀表控制器應(yīng)用軟件發(fā)揮了關(guān)鍵作用,。

當(dāng)飛船各分系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行,，生成的數(shù)據(jù)匯聚至數(shù)管分系統(tǒng)，由航天員的智能“秘書(shū)”——儀表控制器應(yīng)用軟件進(jìn)行匯總處理,，轉(zhuǎn)換為航天員直觀可識(shí)別與操作的內(nèi)容,，并在儀表上顯示。如此,，航天員通過(guò)飛船儀表即可清晰了解飛船所有參數(shù),，時(shí)刻把握飛船各部分運(yùn)行狀態(tài)。儀表控制器應(yīng)用軟件作為航天員的隨身智能“秘書(shū)”,，是與航天員直接交互的重要系統(tǒng),。

據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)五院西安分院神舟十八號(hào)載人飛船儀表控制器應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)師介紹，這種獨(dú)特的圖形顯示技術(shù)不僅賦予儀表控制器新穎的顯示效果,，還實(shí)現(xiàn)在空間智能化儀表中對(duì)圖形,、文字的處理與顯示，為航天員執(zhí)行任務(wù)提供清晰,、直觀,、舒適的顯示界面。