本報記者 劉詩瑤 陳世涵
4月24日，搭載神舟二十號載人飛船的長征二號F遙二十運(yùn)載火箭飛向蒼穹。 曹紅祖攝(影像中國)
4月24日，神舟二十號載人飛行任務(wù)航天員乘組出征儀式在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心問天閣圓夢園廣場舉行。這是航天員陳冬(右)、陳中瑞(中)、王杰在出征儀式上。 本報記者 陳 爽攝
4月24日，搭載神舟二十號載人飛船的長征二號F遙二十運(yùn)載火箭點火發(fā)射。 陳??坤攝(影像中國)
1970年4月24日，我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，開啟了中國人探索太空的偉大征程。55年后的同一天，恰逢第十個“中國航天日”，神舟二十號載人飛船在長征二號F遙二十運(yùn)載火箭(以下簡稱“長二F火箭”)的托舉下奔赴“天宮”。順利交會對接后，神舟二十號航天員乘組與神舟十九號航天員乘組“太空會師”。
漫漫飛天路，跑好中國人探索浩瀚宇宙的“接力賽”，離不開一代代航天人的自強(qiáng)不息、創(chuàng)新超越。神舟二十號載人飛行任務(wù)有哪些新看點？未來空間科學(xué)實驗有哪些新突破？記者采訪了有關(guān)專家。
看點一
自主研發(fā)智能軟硬件——
長二F火箭以數(shù)字化賦能測發(fā)流程
作為我國航天史上技術(shù)最復(fù)雜的“航天員專列”，“神箭”長二F火箭每次亮相，其可靠性和安全性都會再度提升。目前，長二F火箭可靠性評估值已經(jīng)提升到0.9905，安全性評估值達(dá)到0.99996。為不斷提高火箭性能，中國航天科技集團(tuán)的科研團(tuán)隊持續(xù)攻關(guān)。
17時17分，當(dāng)長二F火箭拔地而起、劃破天際，一組特殊的“眼睛”——箭上安裝的8臺高清攝像機(jī)，正在凝視著箭體。從二級發(fā)動機(jī)噴口躍動的橘紅色焰流，再到船箭分離，這些清晰的畫面都被實時呈現(xiàn)在地面指揮大廳的屏幕上。
“這就像給火箭裝上了全景行車記錄儀。”中國航天科技集團(tuán)陳牧野介紹，團(tuán)隊自主研制的8臺高清攝像機(jī)首次實現(xiàn)全箭觀測視角覆蓋，圖像覆蓋范圍從3個關(guān)鍵區(qū)域擴(kuò)展至箭體外表面、二級發(fā)動機(jī)尾艙和神舟飛船等部位。“這些高清影像數(shù)據(jù)為地面人員提供了更多視角、更加全面的實時畫面，便于更清晰地觀察火箭飛行狀態(tài)，并精準(zhǔn)判斷火箭關(guān)鍵分離動作，保護(hù)航天員安全?！标惸烈罢f。
高清影像數(shù)據(jù)的傳輸，離不開更加順暢的傳輸渠道。這次火箭遙測系統(tǒng)首次應(yīng)用5Mbps(兆比特每秒)碼率傳輸技術(shù)，全面提升了遙測關(guān)鍵數(shù)據(jù)的可靠傳送能力。據(jù)介紹，火箭上還增加了環(huán)境參數(shù)的測點，開展分離環(huán)境適應(yīng)性、環(huán)境抗干擾等飛行環(huán)境的精細(xì)化測量，采集飛行中的壓力、振動等數(shù)據(jù)，為將來的發(fā)射任務(wù)環(huán)境適應(yīng)性研究積累寶貴數(shù)據(jù)。
本次任務(wù)中，全新啟用的發(fā)射場諸元設(shè)計系統(tǒng)成為一大亮點。
所謂諸元，指的是火箭發(fā)射時的各類參數(shù)。我國科研人員依托自主研發(fā)的“天元”軟件開發(fā)平臺研制出了發(fā)射場諸元設(shè)計系統(tǒng)，能將火箭發(fā)射所需的彈道計算、參數(shù)裝訂等核心環(huán)節(jié)整合到一個數(shù)字化平臺上，通過軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)在線生成和傳遞。相比以往依賴人工傳遞光盤、紙質(zhì)文件的操作模式，發(fā)射場諸元設(shè)計系統(tǒng)能顯著提升發(fā)射場數(shù)據(jù)處理效率，標(biāo)志著我國運(yùn)載火箭靶場諸元設(shè)計正式邁入“數(shù)字時代”。
“過去，一次火箭發(fā)射需要傳遞上百項諸元參數(shù)，依賴光盤、紙質(zhì)文件等載體，在分秒必爭的射前流程中比較浪費(fèi)時間?，F(xiàn)在動動手指，數(shù)據(jù)就能‘穿越’1000公里?！敝袊教炜萍技瘓F(tuán)常武權(quán)介紹，發(fā)射場諸元設(shè)計系統(tǒng)打通了網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路，所有數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，避免人為操作失誤，提高發(fā)射場諸元傳遞效率和質(zhì)量控制水平，以數(shù)字化工作賦能高質(zhì)量發(fā)展。
看點二
方便攜帶更多物品——
神舟飛船深度優(yōu)化軌道艙空間布局
針對中國空間站常態(tài)化運(yùn)營需求，神舟二十號載人飛船對軌道艙布局進(jìn)行深度優(yōu)化，通過精細(xì)化設(shè)備布局和貨包固定方案創(chuàng)新，在保證結(jié)構(gòu)安全性的前提下，有效上行容積增加20%，提升艙內(nèi)空間利用率。
“每次任務(wù)，我們都在神舟飛船的布局規(guī)劃上絞盡腦汁，盡可能多攜帶物品，為空間站和航天員提供更好的保障服務(wù)?！敝袊教炜萍技瘓F(tuán)楊海峰表示，與貨運(yùn)飛船相比，神舟飛船的運(yùn)載能力雖然較小，但靈活性強(qiáng)，對較短保質(zhì)期物資的適應(yīng)性優(yōu)勢明顯。改進(jìn)后的神舟飛船既能搭載更多短期消耗品，滿足航天員在軌需求，也能運(yùn)輸精密試驗載荷，提高單次任務(wù)的物資運(yùn)輸效率。
為筑牢“神舟”飛天的質(zhì)量屏障，中國航天科技集團(tuán)五院529廠在神舟飛船研制過程中充分運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)手段，貫穿設(shè)計、制造、裝配全流程，以“數(shù)據(jù)鏈”驅(qū)動“工藝鏈”，保證了產(chǎn)品精密度和可靠性。
神舟飛船的艙壁是保障航天員安全的生命屏障。從工程標(biāo)準(zhǔn)來看，既需要實現(xiàn)毫米級鋁合金薄壁的極致輕量化，又要確保在超重發(fā)射載荷下艙壁的結(jié)構(gòu)完整性，這些要求將金屬板材加工精度推向新高度。
但是隨著發(fā)射任務(wù)越來越密集，神舟飛船艙壁類的薄壁結(jié)構(gòu)件需求激增，傳統(tǒng)激光切割設(shè)備依賴人工上料、手動排產(chǎn)，切割效率受限，操作人員手動換料勞動強(qiáng)度大。
為了提升生產(chǎn)效率，研制團(tuán)隊自主開發(fā)了新一代自動化上料激光切割系統(tǒng)，實現(xiàn)從任務(wù)排產(chǎn)、智能套料到程序下發(fā)的全鏈路自動化，單臺設(shè)備生產(chǎn)效率達(dá)到原有效率的4倍，為高密度發(fā)射任務(wù)提供穩(wěn)定支撐。
專家表示，神舟飛船研制的數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐，標(biāo)志著航天制造從“經(jīng)驗固化”到“知識進(jìn)化”轉(zhuǎn)變。當(dāng)傳統(tǒng)工藝參數(shù)被轉(zhuǎn)化為可分析、可預(yù)測的數(shù)據(jù)資產(chǎn)時，當(dāng)人機(jī)交互從“操作設(shè)備”升級至“對話系統(tǒng)”，質(zhì)量管控已不再局限于最終檢測環(huán)節(jié)，而是滲透到每一個坐標(biāo)點的計算、每一次工藝參數(shù)的決策、每一臺設(shè)備狀態(tài)的感知中。這種全要素、全周期的數(shù)字化基因，不僅讓產(chǎn)品一致性達(dá)到全新高度，更賦予航天器應(yīng)對未知風(fēng)險的“自適應(yīng)能力”。
看點三
具備強(qiáng)大再生能力——
中國空間站迎來“新生命體”渦蟲
隨著神舟二十號載人飛船成功發(fā)射，3項太空實驗將助力破解生命密碼。
據(jù)中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心倉懷興介紹，空間應(yīng)用系統(tǒng)本次通過神舟二十號載人飛船上行了“失重性骨丟失及心肌重塑的蛋白穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制研究”“空間微重力和輻射環(huán)境對渦蟲再生的影響及作用機(jī)制探索”以及“空間微重力對微生物的效應(yīng)機(jī)制研究”等空間生命科學(xué)領(lǐng)域的3項科學(xué)實驗，上行樣品及裝置總重量約28公斤，渦蟲、斑馬魚、鏈霉菌等實驗材料將開展太空實驗。
中國空間站迎來“新生命體”渦蟲。
倉懷興介紹，渦蟲是一種擁有強(qiáng)大再生能力的扁形動物，其生命歷程已經(jīng)超過5.2億年，是生物學(xué)研究中常用的動物實驗材料之一。渦蟲的組織修復(fù)能力十分驚人，即使斷成兩截，兩邊仍可再生出新的肌肉、皮膚、腸道，甚至完整的大腦。研究渦蟲對研究人類細(xì)胞克服老化、延緩衰老等具有重要意義。
由山東理工大學(xué)負(fù)責(zé)的“空間微重力和輻射環(huán)境對渦蟲再生的影響及作用機(jī)制探索”項目，是國內(nèi)首次開展的渦蟲空間再生實驗。下一步，將利用中國空間站生命生態(tài)實驗柜的“小型通用生物培養(yǎng)模塊”，研究空間環(huán)境對渦蟲再生形態(tài)發(fā)生、生理行為的具體影響，從個體水平進(jìn)一步認(rèn)識再生基本機(jī)制，研究結(jié)果有助于解決人類空間損傷及地面衰老等健康問題。
斑馬魚再上中國空間站。
空間失重環(huán)境會導(dǎo)致人類心血管系統(tǒng)出現(xiàn)心律失常、心肌重塑，也會導(dǎo)致骨骼系統(tǒng)出現(xiàn)持續(xù)性骨丟失，大大增加骨折風(fēng)險，這些問題制約著人類的長期太空生存。
據(jù)介紹，由中國航天員科研訓(xùn)練中心、華南理工大學(xué)、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所負(fù)責(zé)的“失重性骨丟失及心肌重塑的蛋白穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制研究”項目，將利用生命生態(tài)實驗柜的“小型受控生命生態(tài)實驗?zāi)K”開展為期約30天的在軌實驗。通過開展空間斑馬魚成魚實驗，研究微重力對高等脊椎動物蛋白穩(wěn)態(tài)的影響，明確蛋白穩(wěn)態(tài)對失重造成的骨量下降和心血管功能紊亂的調(diào)控作用，探尋未來人類在長期宇宙航行中對抗骨量下降和心血管功能紊亂的防護(hù)方法。
此前，斑馬魚已在中國空間站開展空間科學(xué)實驗。2024年，神舟十八號載人飛船攜帶4條斑馬魚和4克金魚藻進(jìn)入“天宮”，在軌成功實現(xiàn)小型二元水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，實現(xiàn)了我國在空間站培養(yǎng)斑馬魚及在軌產(chǎn)卵的突破。
還有一項實驗將探尋鏈霉菌微重力影響。
倉懷興表示，鏈霉菌廣泛分布于自然環(huán)境中，在土壤改良、植物促生抗逆、生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建和維持中發(fā)揮重要作用，也能產(chǎn)生豐富多樣的次級代謝產(chǎn)物，如抗生素等。
中國科學(xué)院微生物研究所負(fù)責(zé)的“空間微重力對微生物的效應(yīng)機(jī)制研究”項目，將開展空間微重力環(huán)境下鏈霉菌的生長、發(fā)育分化、生物活性物質(zhì)合成、種群傳代演替的變化和機(jī)制研究，為利用空間環(huán)境資源開發(fā)微生物應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。
版式設(shè)計：汪哲平
《 人民日報 》( 2025年04月25日 06 版)
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