瞭望第25期封面

　　详解“神九”十大新看点

　　“神九”与“神八”在技术状态上来说是一致的，但根据任务的不同，针对载人飞行的特点，“神九”的方案与“神八”相比，主要有十大不同

　　文/《瞭望》新闻周刊记者

　　距离去年完成的首次空间交会对接任务半年多的时间，“神舟九号”载人飞船又将于近日择机发射，在中国载人航天工程20年之际，航天人再度吹响建设自己的空间站的前进号角。

　　《瞭望》新闻周刊从承担此次载人交会对接飞行重要任务的中国航天科技集团空间技术研究院了解到，按照我国载人航天工程总体的要求，“神舟九号”飞船将执行载人交会对接任务，载3名航天员，共在轨飞行13天。其中，飞船入轨后自主飞行2天，与目标飞行器自动交会对接，形成“神舟九号”飞船和“天宫一号”目标飞行器的组合体，航天员通过“神舟九号”飞船舱门穿过，进入目标飞行器；“神舟九号”飞船和“天宫一号”目标飞行器组合体在太空中联合飞行10天。在飞行第6天的时候，进行第2次交会对接，此次对接是在飞船自动撤离后，由航天员手控交会对接；组合体飞行结束后，飞船由航天员手控撤离。

　　具体说来，“神舟九号”飞船此次太空之行将肩负七大任务：作为追踪飞行器，在“天宫一号”目标飞行器的配合下，完成交会对接飞行任务；进一步验证改进型神舟飞船的性能；在飞行期间，为航天员提供生活和工作条件；为有效载荷提供上行、下行传输条件；与目标飞行器对接后，支持航天员和物品的舱间转移；确保航天员在完成飞行任务后，安全返回地面；在飞行过程中，一旦发生重大故障，在其他系统的支持和(或)航天员的参与下，能自主或人工控制返回地面，并保证航天员的生命安全。

　　总体上来说，“神九”与“神八”在技术状态上来说是一致的。由于“神九”要执行载人交会对接任务，根据任务的不同，“神九”针对载人飞行的特点，在方案上进行了适当的修改。“神九”的方案与“神八”相比，主要有十大不同：

　　看点一：由无人参与到有人参与。

　　由“神八”不载人到“神九”载3名航天员的全乘员组飞行，是“神八”与“神九”最大的不同。由于“神八”不载人，因此，舱内装载了一些与载人无关的设备。“神九”为了实现载人的需要，飞船舱内取消了与载人无关的设备，返回舱座椅恢复为标准3人状态。由于“神九”3名航天员中有一名女航天员，女航天员被安排坐在座舱的左侧位置。同时，考虑到女航天员的生理特点，增加了女航天员专用的舱内服装备件包，包内专门配备了1套供女航天员专用舱内压力服和大小便收集装置，还有女性专用卫生用品包；飞船舱内配备了一个食品包，包内装载了可供3名航天员吃15天的航天食品和喝15天的饮用水，还有航天员内衣备件包和废物收集袋，这些都是“神八”上所没有的。

　　看点二：组合体飞行方案不同。

　　“神八”不载人，“神九”与“天宫一号”将载3名航天员，进行组合体停靠30人/天的最长飞行任务验证。“神九”独立飞行时间与“神八”相同，正常情况下独立飞行3天，在应急情况下可以独立飞行5天；“神九”组合体停靠时间由“神八”的14天变为10天，目的是验证组合体最长飞行支持能力。

　　看点三：交会对接进入方向不同。

　　“神八”两次对接全部采用从后向进入对接，也就是说飞船在后，向前追赶“天宫一号”，在逐渐接近的过程中，与“天宫一号”对接，同时，第二次对接采用飞船撤退至140米的地方进行对接的方案。“神九”将进行前向对接，也就是说，飞船在前，由“天宫一号”追赶“神九”进行对接，在第二次对接中，采用飞船自动撤离、撤退至400米的地方进行前向对接的方案。

　　看点四：交会对接方法不同。

　　“神八”与“天宫一号”交会对接采用的是在飞船上的交会对接设备的引导下自动交会对接，而“神九”与“天宫一号”交会对接在进行自动交会对接的同时，还将采用人工手动控制方法进行，以验证航天员人工手动控制交会对接技术。

　　实际上，航天员对飞船的手动运动控制功能从“神舟一号”飞船到“神舟八号”飞船都具备，但在此前我国进行的载人航天飞行中，航天员还没有实际进行操作，这也就是说，只是坐在座舱里，还没有亲手驾驶飞船。“神九”航天员将第一次进行手动控制飞船，并进行手控交会对接，充分体会驾驶飞船的感觉，在进行人工手动控制交会对接过程中，姿态控制手柄和推进发动机等设备将首次在轨道上协同工作，从而实现交会对接技术由“神八”的部分验证到全面验证。

　　看点五：交会对接环境不同。

　　由于“神八”是我国第一次进行空间交会对接，为减小空间各种光波对交会对接设备造成的干扰，根据技术上的考虑和设计上的安排，“神八”交会对接任务设计上采用的是在阳照区开始自动交会对接，待对接完成的时候，已经处在阴影区。而“神九”载人交会对接则在全阳照区间进行，也就是说，整个交会对接过程全部在阳光直接照射的环境下进行。由于太空各种光波对交会对接测量设备会造成干扰，在这样的环境下完成交会对接，其难度要比“神八”大得多，交会对接设备将接受一次严峻异常的考验。

　　看点六：由自成一体到联成一体。

　　“神八”与“天宫一号”交会对接只是完成了两个飞行器的刚性连接，连接两个航天器的舱门并没有打开。因此，在舱内环境上来讲，并没有成为真正意义上的一个整体。由于“神九”的航天员要进入“天宫一号”里，进行工作、生活和组合体载人环境的全面验证，因此，“神九”的航天员将打开两个航天器的舱门，这时，“神九”将首次实现与“天宫一号”的空间连通，成为运行在太空中连在一起的两个大房间。航天员穿过“神九”的舱门，进入“天宫一号”，进行相关物品转移、工作和生活，这种情况下，“天宫一号”内的二氧化碳净化装置、微生物控制装置等环境控制和生命保障设备将开机，为航天员创造一个与地面一样的工作和生活环境。

　　看点七：飞船内搭载设备不同。

　　由于在“神八”飞行任务中，已完成了在轨力学环境参数的测量，因此，在“神九”飞船上，取消了相应传感器和设备；还取消了“神八”专用于图像记录和下传的辅助CCD光学成像敏感器像机存储单元；返回舱配备了乘坐3人的座椅。

　　看点八：紧急故障下处置预案不同。

　　为应对目标飞行器和飞船发射、空间交会对接、分离返回等过程中出现预想不到的突发事件，“神八”系统在继承载人航天一期工程180余项故障预案的基础上，针对交会对接任务，新增加交会对接过程的对接机构、交会对接敏感器、制导导航与控制系统自主控制等60余项，共250余项故障预案。

　　比如，设计了大气层内、大气层外逃逸救生、第二圈应急返回、弹道式返回、自主应急返回、返回调姿不正常、发动机返回制动、远距离导引和自主控制段应急程序、组合体故障情况下快速撤离和紧急撤离等11类应急飞行程序。这些预案覆盖了交会对接飞行任务全过程、全阶段。

　　为保证载人交会对接任务的完成和航天员的安全，在“神九”研制期间，研制团队设计了320余种故障模式与对策。

　　与此同时，结合载人交会对接任务特点以及“神八”飞行控制工作的经验，进一步完善了其中与航天员操作相关的100余种故障模式，主要包括：

　　结构机构舱门检漏/开关故障处置、环控供气调压故障处置、仪表显示故障处置、手控交会对接故障处置、对接机构对接/解锁超时手控指令处置、应急飞行程序故障、舱内发生火灾、舱内失去压力等。特别是针对载人航天情况下，为确保航天员的安全，增加了17种手控交会对接故障模式与对策、手动控制禁止指令无法正常发出等故障预案；完善了自动控制失效情况下切换手控对接的处置对策；调整了能源及环境热控制故障下，确保航天员安全的策略。

　　看点九：控制方案进行了局部改进和优化。

　　“神九”制导导航控制系统在总结“神八”交会对接经验的同时，针对“神九”的任务，对自动交会对接与撤离、人工手动控制交会对接与撤离、返回控制等进行了局部改进和优化，并进行了大量的试验验证。

　　看点十：返回方案不同。

　　与“神八”飞船相比，“神九”飞船返回再入控制方案中，对打开回收主开关关键指令相应增加了手动控制指令作为备份，返回的可靠性和安全性大为提高。