神舟十五号载人飞船将雪中发射，航天专家详解其中“黑科技”

长江日报大武汉客户端11月28日讯11月28日，中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室主任助理季启明介绍：神舟十五号载人飞船计划于北京时间11月29日23时08分发射，飞行乘组由航天员费俊龙、邓清明和张陆组成，费俊龙担任指令长。这是中国空间站建造阶段的最后一棒，也是空间站应用与发展阶段的第一棒，具有承前启后的重要作用。

神舟十五号船箭组合体在低温严寒环境下执行载人飞行任务。

当前，酒泉卫星发射中心天气寒冷，最低温度突破零下20 ，此前只有神舟一号和神舟四号两个无人飞船在11月下旬之后发射过。

为此，发射场地面设备已进行全面更新改造，科研人员对发射场配置的两套整流罩内送风设备保障性进行确认，并约定按照温度上限进行送风。同时，针对待发段可能出现的送风温度偏低的故障情况，制定了风险控制预案，根据情况开启推进贮箱地面电调温等，保证飞船返回舱和推进舱推进剂温度满足发射要求。火箭系统也在重要部段采取了粘贴保温层的措施，确保满足任务发射要求。

新设备无惧风雪，运行良好

由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院（以下简称“火箭院”）抓总研制的长征二号F运载火箭（简称“长二F”），是中国第一型载人火箭，素有“神箭”美誉。自1999年首飞迄今，长二F火箭执行了从神舟一号至今的所有载人飞船和目标飞行器发射任务，已成功发射14艘神舟飞船和2个空间实验室，其中包括9次载人发射任务，成功率100%。

本次执行发射任务的长征二号遥十五运载火箭，是专门用于载人航天发射任务的两级半运载火箭，运载能力为8130kg，由箭体结构系统、动力系统、控制系统、利用系统、遥测系统等共计10个系统组成。

11月21日，船箭组合体完成了技术区向发射区的转场工作后，长征二号FY15火箭参加了全系统发射演练。目前火箭状态良好，各项指标满足任务要求。

“临近交付时，正值酒泉卫星发射中心气温最低的时候，车上放的水都冻成了冰，需要捂一会才能喝。”活动发射平台总体设计师任晓伟说。冒着冷冽的寒风，他和同事们在露天高高的平台上作业，脸冻得僵硬。

为应对极寒天气，发射场在现场为火箭提供空调送风，保障火箭处于一个合适的温度范围内；火箭系统也在重要的部段采取了粘贴保温层的措施，有足够能力满足任务要求。

从“三年磨一箭”到“一年磨三箭”

从去年开始，长二F火箭已经进入常态化快节奏发射阶段，每年至少两次发射任务，这也给研制团队提出更高的要求。

长二F火箭总体主任设计师常武权说：在确保发射可靠性的前提下，我们不断梳理、优化发射场流程。现在，发射场流程已从51天压缩到37天。

“载人航天没有试错的机会，火箭在不断优化改进。”长二F火箭副总设计师刘烽说：对比上一发火箭，长二F遥十五火箭共有45项技术优化，采用“零窗口”发射技术确保把航天员可靠、安全、精准地送入太空。

在长征二号FY14火箭发射之后，发射场的地面设备也进行了11项更新改造，新的地面设备在国产化、自动数判读等方面，均做了相应的改进和提升。

火箭和地面设备的技术改进，提高了发射的可靠性、安全性和抗风险能力，发射流程操作也更自动化、更简便，减少了人为操作失误风险，对研制团队也是挑战。

从2021年8月到今年4月，控制、利用系统副主任设计师孙艳秋和同事们基本每天“泡”在综合试验室，一干就是到半夜。控制系统设计复杂、测试参数多，全新的地面软件、硬件需要在系统中一步步调试、调整。回忆起设备调试的那段时光，孙艳秋颇有感触，“现在都忘了当时是怎么熬过来的”。

从今年10月8日进场，孙艳秋和同事每天进行地面设备检修、火箭加电测试、数据判读、状态准备、文档报告编写等工作。“以前三年磨一箭，现在一年磨三箭，提高效率是必须。”通过不断努力，他们使综合试验由1个多月压缩到20多天；再加上前期提前准备、工作合并优化等措施，一步步节省时间。

两发火箭同时进场，“打一备一”双保险

自执行神舟十二号发射任务起，长二F火箭采取“发射1发、备份1发”滚动备份发射模式，为航天员安全加上“双保险”。

长二F火箭总体设计师陈牧野解释“打一备一”：一次任务同时有两发火箭在场，应急救援火箭最快8.5天即可发射执行救援任务。

本次任务中神舟十四号与十五号两个航天员乘组在轨交班，这意味着长二F遥十五火箭在准备发射神舟十五号的同时，还承担着对神舟十四号航天员乘组的应急救援任务，救援任务直到发射前才能解除。

长二F遥十六火箭起竖、测试，长二F遥十五火箭与飞船对接……从10月份进入发射场以来，火箭院的总装人员王鹏和同事们一天没歇，同时忙碌着两发火箭的装配工作。这也是空间站建造阶段以来，他们的工作常态。

从长二F火箭合练箭开始，王鹏就从事长二F火箭总装工作，十几发任务下来，他对火箭越来越熟悉，操作标准从未降低。尤其现在两发火箭同时干，每发技术状态都不一样，保证准确性、一致性成为重点。

三个神秘“黑匣子”

安装在逃逸塔下的黑匣子。

飞机上一般都会装两个黑匣子，火箭院总体设计部研制人员魏来告诉记者：用于“送货”的长二F火箭“T”系列，也配置了两个“黑匣子”，载人的长二F“Y”系列火箭更有三个，用于记录关键参数和图像。

长二F首个“黑匣子”装在逃逸塔里，万一真出现意外，黑匣子会将逃逸全过程的关键数据存储下来，为研制人员分析和判断逃逸系统是否工作正常提供重要依据。由于我国长二F火箭的飞行可靠性和安全性极高，这个“黑匣子”至今无用武之地。

另两个“黑匣子”分别安装在整流罩和助推器中，用于存储火箭飞行过程中关键动作的参数和图像数据。

火箭“黑匣子”并不黑，一般采用鲜艳的红白色，“黑匣子”内还藏有一根醒目的红丝带，当它往地面回落顶盖打开时，丝带就会飘荡而出，更利于搜寻。

火箭“黑匣子”掉落后，一般外观保持完好，不会碎裂。它们能抵御2万G的冲击,雨打风吹，泡水里也不会受损。

未来十年，每年将发射2艘载人飞船、2艘货运飞船

为可靠、精准地将航天员送入太空，长二F火箭创下多项“第一”：第一款采用箭载图像直播的火箭、现役火箭可靠性第一、安全性第一。

在国内航天发射中，长二F火箭首次尝试箭载图像视频直播，让我们通过电视、手机能实时收看火箭发射的震撼场景。从2005年发射长二F遥六箭开始，新增遥测图像测量系统。在火箭上安装2台摄像装置，实时传输和接收，可以直观地观测助推分离、一二级分离、整流罩分离、船箭分离等时序的火箭图像，火箭发射实况转播成了“家常便饭”。

从研制之初，长二F可靠性要求就远高于国际标准。目前，其可靠性提高到0.9895，安全性达0.99996。火箭院长二F火箭总体主任设计师常武权说：“从50分提高到90分相对容易一些，但从90分提高到91分，背后的工作并不比从50分提高到90分少。”

长二F是我国现役唯一具有故障检测系统和逃逸系统的火箭，其头顶有个尖尖的“帽子”，长得像巨型避雷针，这就是被誉为“生命之塔”的——逃逸塔，主要在火箭从待发段到上升段期间保障航天员安全，万一火箭突发意外，逃逸系统立刻启动，逃逸飞行器像“拔萝卜”一样带着返回舱飞离故障火箭。

它还是第一款执行应急救援任务的火箭。假如空间站或飞船出现较为严重的危险或故障，地面必须快速发射救援飞船把航天员接回。

在轨建造完成后，空间站工程将转入为期10年以上的应用与发展阶段，初步计划是每年发射2艘载人飞船和2艘货运飞船。（长江日报驻京记者柯立 通讯员董佳莹 王海露）

【编辑：邓腊秀】

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