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2012年6月29日10時03分，萬眾矚目中，神舟九號飛船在太空遨游13天后，順利在內蒙古四子王旗大草原著陸，為中國首次載人交會對接畫上圓滿句號。神舟九號是我國第4艘載人飛船，并第一次將中國女航天員載入天空，標志著我國在載人航天技術方面的進一步成熟。18日和24日成功進行空間交會對接標志著中國較為熟練的掌握了空間交會對接、飛行自動控制技術。為將來建造我們自主的空間站邁出了堅實的一步。 7月1日，中國載人航天工程辦公室和中國航天科技集團公司在北京舉行神舟九號返回艙開艙儀式，與研制單位和搭載單位代表一道，共同迎接神舟九號返回艙“回家”，并將搭載物品移交給各搭載單位。 “回家的感覺真好”、“天宮就是我們在太空的家”……經歷極富挑戰性的太空之旅、“很溫馨、很親切”的天宮生活后，重新踏上堅實土地的3名航天員景海鵬、劉旺、劉洋難抑激動，深深“為祖國感到驕傲”。 
圖為工作人員使用“鑰匙”開艙 “結果圓滿、過程完美、成果豐碩”。我國首次載人交會對接任務創造了中國載人航天、中國航天和中華民族新紀錄： 中國航天員第一次進駐自己的太空之家；中國航天員第一次自己駕駛飛船進行交會對接；第一位中國女航天員進入太空；誕生第一個兩次飛天的航天員。同時，這也是我國載人航天有史以來最長的一次太空飛行，是未來中長期空間飛行的一個起始點。 在中國載人航天事業的高度不斷刷新之時，承載著中國載人航天20年積淀的神九任務，書寫了航天領域的“中國精度”。 “中國精度”源自技術精湛 ●長征二F遙九火箭完成了所有載人飛行中入軌精度最高的一次 ●太空軌道精度從百米量級提高到了十米量級，為“太空之吻”鋪設了精準軌道 ●手控交會對接任務的精確完成，標志著中國全面掌握了空間交會對接技術 神九任務，是一次中國航天和載人航天最富“精度”色彩的太空之旅。 “天宮一號與神舟九號載人飛船交會對接任務全面實現了‘準確進入軌道、精準操控對接、穩定組合運行、安全健康返回’的預定目標。” 中國載人航天工程辦公室主任王兆耀評價說，在我國首次載人交會對接任務中，天宮一號目標飛行器和神舟九號飛船產品性能穩定、狀態正常。在13天的飛行當中，航天員配合默契，沉著冷靜、操作精準，各項試驗、各項工作和他們自己的生活都非常順利。飛行控制中心、地面測控站、海上航天測量船以及天上的測量衛星組成的測控系統高精度的測量控制，順暢地保證了通信任務。著陸場回收迅速、準確，航天員健康出艙。整個飛行過程，所有的重要事件，都是按照預定計劃進行。 神九經典畫面，處處是“精度”所系。 6月16日18時37分，我國目前唯一的載人航天發射場——酒泉衛星發射中心，載著景海鵬、劉旺、劉洋3名航天員的神舟九號在長征二F遙九火箭的托舉下升空，這是火箭和飛船首次重大改進以后的第一次載人飛行。長征二F遙九火箭的入軌精度是所有載人飛行中最高的一次。 發射場系統再次實現了零窗口發射——火箭發射時間和預定點火時間偏差不能超過1秒。而6月份發射，在載人航天發射中還是第一次。 “以往我們完成的9次發射，都是選擇在春季、秋季、冬季，唯一的就是沒在夏季。”載人航天工程發射場系統總指揮崔吉俊說，神九任務技術準備處于發射場春夏季過渡階段，發射窗口處于夏季高溫期，包括夏季高溫給火箭推進劑加注帶來風險等，都給任務實施增加了難度。 長征二F火箭總設計師荊木春說，發射神舟九號的長征二F遙九火箭，和發射天宮一號、神舟八號的火箭為同一批次，但進行了比較大的改進，有30多項更改，目的主要是提高可靠性。長征二F火箭的可靠性指標為0.97，安全性指標達到0.997，是火箭家族中最高的。神九發射，火箭堪稱“十全十美，神箭神奇”。 6月18日14時07分，神舟九號飛船與在軌運行的天宮一號目標飛行器順利完成首次載人自動交會對接。17時許，打開對接通道兩端的艙門之后，景海鵬、劉旺、劉洋進入中國首個小型空間實驗室，進入中國人第一個真正意義上的太空之家。 盡管天宮一號和神舟八號成功實現了高精度的無人自動交會對接，但載人自動交會對接仍然讓人捏把汗。其中，飛船抵達天宮一號后下方52公里處的天地導引交接點，對于自動交會對接能否成功極為關鍵。 “對測控系統來說，壓力特別大的是遠距離導引。”載人航天工程測控通信系統總設計師錢衛平說。就在6月18日自動交會對接前，北京航天飛行控制中心對神九飛船進行了最后一次遠距離導引控制，將飛船導引到天宮一號后下方52公里處的天地導引交接點。由于控制非常精確，軌道精度從百米量級提高到了十米量級，為成功實施交會對接鋪設了一條精準軌道。 神九和天宮的“太空之吻”，其難度和精度稱得上是太空中的“針尖對麥芒”，天宮一號和神舟九號各自安裝的對接機構，是使命最終完成的核心部件。而作為交會對接的主動一方，神九上的對接機構將主動鎖緊天宮一號上的對接機構。 中國載人航天工程新聞發言人武平說，作為我國目前最復雜的空間機構，交會對接核心的對接機構相當復雜，由數百個傳感器、上千個齒輪、數萬個零件組成。而當兩個航天器上的對接機構互相牢牢鎖緊，形成一體后，要在兩個飛行器之間建立能供航天員通過的密不透氣的通道。尤其重要的是，天宮一號還要實現與神舟九號電、氣、液的共通，以便“對得上”，后續還能“分得開”。神九任務中，對接機構真正打通了航天員的生命通道，航天員才能通過這個通道，像魚兒般歡快游入天宮。 6月24日12時許，神九“駕駛員”劉旺駕駛飛船第一次在太空中開了140米，成功和天宮一號實現手控交會對接。精確程度超出人們的想象力。這次手控交會對接任務的順利完成，標志著中國全面掌握了空間交會對接技術。 “發射當天的早上，航天員還在練習手控交會對接。”中國航天員科研訓練中心29歲的航天員教員王焰磊說，“劉旺的手控交會對接訓練超過1500次。我對他有絕對的信心。”作為負責手控交會對接訓練的航天員教員，王焰磊在給航天員訓練之前也練習了將近500次。 3名航天員在神九手控交會對接訓練過程中，大量、反復訓練的都是特殊情況、異常情況。景海鵬說，我們可以不看任何參數來操作，已經遠遠超過工程專家對我們的要求。平時訓練對我們的要求是偏差不能超過2度，最后考核的時候，我們操作結果的偏差在0.2—0.3度。作為手控交會對接的主角，劉旺在手控交會對接訓練中，不管在任何狀態、何種工況下，他都能做到準確無誤對接成功。 武平說，第一次實施航天員手控交會對接，首次考核飛船手動控制系統。這既對航天員操作的精準性和靈敏性提出了很高要求，同時也對飛船控制系統的適應性提出了更高的要求。 北京航天飛行控制中心主任陳宏敏說，從飛行控制角度看，手控交會對接過程中，天地協同配合難度更高，給組織指揮、專業技術支持帶來更大的風險，對飛控組織的實時性、決策指揮的高效性及各系統配合工作的協調性都提出了更高的要求。“手控交會對接的成功，可以用8個字來形容：操控精準，堪稱完美。” 6月29日10時許，神舟九號飛船返回艙平安落地。未過多久，搜救人員已出現在返回艙前。在茫茫大草原中，如此迅速、精確發現目標，抵達現場，也創下了中國載人航天回收著陸場的新紀錄。 著陸場系統負責人說，為了快速搜救，7架直升機提前升空至預定空域等候，300多名地面搜救人員和多臺搜救車輛也在理論落點附近等待。中國電子科技集團公司研究員級高工、著陸場系統搜救測向任務技術總負責人苗建蘇說，在直升機、地面隊伍和海面測控船上均配有先進的電子測向儀，它們是捕獲著陸飛船的“眼睛”。正是這些明亮的眼睛，使搜救人員在最短的時間內發現目標，為飛船的成功發射畫上了圓滿的句號。 從發射升空、自動交會對接，到航天員首次手控交會對接，再到圓滿完成任務返回地球的地面精準預報、快速搜救，都再一次顯示了航天領域的“中國精度”。 “中國精度”折射“中國智慧” ●獨創發射N+1個航天器，減少發射次數，降低成本 ●經過20年試驗，我國成功突破和掌握了建設空間站的三大基本技術 ●載人航天工程35歲以下的科研人員占到80％ 神九任務之所以在技術精度上出類拔萃，來自于中國載人航天事業發展的精心謀劃準備。“中國精度”背后，體現著“中國智慧”的獨特力量。 “交會對接任務，從總體方案到具體實施都是我們獨立自主研發的。具體到交會對接機構、測量和控制技術，都是我們的科研單位自主研發，不是學別人的，更不是引進來的。”載人航天工程總設計師周建平說，從總體方案上講，如果按照國外當時用的飛船和飛船對接，看起來簡單，但是飛行成本高。做3次交會對接，需要發射6次飛船。我們研制了目標飛行器，要進行N次交會對接，我們發射N+1個航天器就行，減少發射次數，降低成本。這種做法和國外不同的是，既完成現有任務，又兼顧未來發展和效益，這是中國獨創。 降低成本當然不是唯一的目的。神九航天員在天宮10天左右的生活和工作，證明了天宮一號目標飛行器麻雀雖小，五臟俱全，能夠擔起一個小型的長期在軌運行的軌道站或是空間實驗室的重任。航天員們這次在天宮上進行了10多項醫學科學實驗，首次進行了在軌質量測量，在住得好、吃得香、睡得安穩的同時，各項任務也完成得好。 “神九任務中，航天員景海鵬、劉旺、劉洋沉著冷靜、操縱精準，實現了我國航天員首次在軌的手控交會對接，首次較長時間在軌駐留并系統性地開展空間實驗，首次有女航天員執行任務的創舉。”載人航天工程航天員系統總指揮陳善廣說。 天宮一號目標飛行器也是空間站技術驗證的前奏。采用了未來空間站要用的技術，如控制技術和電源技術，為未來空間站的研發打下一個比較好的基礎。從技術難度上，極具挑戰性。 “一次成功不是完全的成功，多次飛行可以確保技術的成熟度、飛行的可靠性和系統間的協調性。”周建平說，天宮一號和神舟九號的表現證明，這個挑戰我們能夠成功應對。 載人航天是當今世界高新技術的集中展示。到今年，中國載人航天工程已實施20年，中央財政安排390億元人民幣經費，主要用于技術研發、樣品研制、飛行產品的生產，試驗設施設備的建設以及大量的地面試驗和飛行試驗的消耗。20年中，通過9艘飛船、1個目標飛行器，10次飛行試驗，4次把航天員送上太空，到神九任務圓滿完成，我國已經成功突破和掌握了建設空間站的三大基本技術：載人天地往返，航天員空間出艙，交會對接技術。 “我們建成了較為配套的載人航天研制生產試驗、測試發射、測量控制的體系。取得了900余項國家級發明專利和科技進步成果。加強了國家航天的基礎設施建設，提升了我國航天產業的整體能力，帶動了相關的基礎科學、應用科學的研究。”王兆耀介紹說。 20年載人航天事業結出的最大碩果之一，是一支風華正茂的年輕航天人隊伍。現在，工程各系統總設計師大多在40歲至50歲之間，35歲以下的科研人員占到80％。 到2020年前后建成空間站，中國載人航天三步走的規劃折射出中國采取了穩扎穩打、符合國情的務實發展道路。這種精心規劃甚至比精湛技術的提升更加難能可貴。 “中國精度”檢驗科技創新 ●神九展現的“中國精度”，是一個大合唱，檢驗著中國科技創新能力 ●中國科技正不斷向各種高度、深度和廣度延伸 創新路上，中國科技正不斷向各種高度、深度和廣度延伸。而“精度”的意義在于，它既是科技創新的目標，也是丈量科技創新質量的標尺。“中國精度”應該是一個大合唱，神九展現的“中國精度”，實質上是創新驅動的結果，更是不斷追求創新的號角。 從速度中可以感受“精度”。2010年11月17日，國際超級計算機TOP500組織正式發布了第三十六屆世界超級計算機500強排名，安裝在國家超級計算天津中心的“天河一號”以峰值速度4700萬億次、持續速度2566萬億次每秒浮點運算的優異性能位居世界第一。但“天河一號”的意義不僅僅在于速度，它已成為目前國際上獲得廣泛應用的最快的超級計算機，成為石油地震勘探數據處理、動漫渲染與影視特效渲染、生物醫藥數據處理、面向高端裝備制造的工程產品設計與仿真等領域的“超級大腦”，實現了“中國速度”與“中國精度”的完美融合。 第三代同步輻射光源大科學裝置，也是目前我國投資最大的國家重大科學工程——上海光源，如今已成為性能優異、精度極高的“超級X光機”和“超級顯微鏡”，為我國及全世界諸多學科的前沿基礎研究和高新技術開發應用，提供了一個很先進又不可替代的工具，可以用來幫助從事生命、材料、環境、醫學、藥學、地質學等多學科的前沿基礎研究，以及微電子、醫藥、石油、化工、生物工程、醫療診斷等高技術開發應用的實驗研究。 “以前用普通X光衍射，要做幾天的工作，現在只需要20分鐘左右的時間，可以說實現了質的飛躍。”中科院上海藥物所沈旭研究員說，使用上海光源，他研究晶體結構的效率提高了數十倍。 美國有GPS全球衛星導航系統，中國有北斗。中國自主研制的北斗衛星導航系統，今年起進入組網高峰期，并已覆蓋中國及周邊地區的區域，到2020年左右形成覆蓋全球的衛星導航定位系統。精度是衛星導航定位的生命。中國航天科工二院203所研制的5個批次10臺星載正樣銣鐘，則為北斗系列衛星的精確導航定位提供了強大的“心臟”。這10臺星載正樣銣鐘運行穩定可靠，為衛星提供了可靠的高精度頻率基準，保證了衛星的定位精度和測速精度。 今年1月9日在太原衛星發射中心成功發射的資源三號衛星，目前已正式投入運行使用。作為我國首顆民用高分辨率立體測繪衛星，資源三號的交付使用，實現了我國民用測繪衛星“零的突破”。國家測繪地理信息局副局長宋超智說，資源三號測繪衛星極大地增強了我國獨立獲取地理空間信息的能力，能有效解決目前我國在相關領域應用中從國外大量購買衛星影像的被動局面，對于我國把握航天遙感影像獲取的自主權，維護國家地理空間信息安全具有重大意義。 大事業，小刻度。猶如微雕藝術一樣，在越小的刻度下，人們總是更加細心，更加冷靜。在這樣的心態下，“中國精度”雕刻出的中國科技將更加完美和多姿多彩。 來源：人民日報 “手眼通天” 神九相約天宮 “可上九天攬月，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還。”6月29日，隨著執行我國首次載人交會對接任務的神舟九號飛船順利在內蒙古主著陸場落地，中國人的喜悅與自豪在這一刻溢于言表。 作為我國第一批直接從事空間飛行器研制單位之一、位于甘肅蘭州的中國航天科技集團公司五院510所，它的科研人員為“天神”的如期“相約”傾注了無數心血。 神九對設備的要求更高 510所承擔了“天宮”和“神九”的儀表照明、結構機構、測控通信、熱控、環控生保五個分系統的單機研制任務，涉及“天宮”的有21類47臺（套），涉及“神九”的有30類40臺（套）。相較于“神七”，“神九”有重大技術更改設備14臺（套），新研設備21臺（套），分占單機研制數量的35%和52.5%。 較之“神七”，“天宮”“神九”無疑對設備的功能、可靠性、技術要求更高：環境試驗溫度從原來的-15℃～50℃調整到-35℃～70℃，環境試驗的時間也成倍增加；要求儀表設備顯示更多數據信息，并增加了圖形顯示要求和人機交互，為了滿足這些變化，“神九”、“天宮”都使用了彩色液晶顯示器；為滿足交會對接照明，艙外大功率LED照明設備照射距離需達到150米；艙門快速檢漏儀也進行了重新設計。 熱支持軟管組件保證通風 天宮一號中目標飛行器實驗艙內有一種通風設備，叫“熱支持軟管組件”，由熱支持軟管、導風錐、軟管保護筒等組成，是510所研制的。實驗艙內無人時，軟管縮于保護筒內，實驗艙的空氣從軟管前端的導風錐進入軟管；“天神交會”后，航天員將軟管從保護筒內拉出來，通過對接艙門將導風錐拉到飛船返回艙底部，空氣從飛船的返回艙經熱支持軟管抽回到實驗艙；人員撤離時，再將軟管收回保護筒。這是一條可移動的通風通道，有手拉式解鎖裝置。 艙門檢漏儀實現“一拖二” 510所研制的“神九”軌道艙前艙門快速檢漏儀，可分時完成神舟飛船軌道艙前艙門和對接通道密封面漏率檢測的雙通道快速檢漏，即同一臺檢漏儀既可以檢測軌道艙前艙門、又可以檢測對接通道的密封面，實現了“一拖二”艙門快速檢漏。檢漏時，一般要經過充氣判斷、嚴重超標判斷和漏率檢測三個階段。檢漏儀有遙測和程控功能，它內建雙緩沖區遙測數據接口，保證了數據的可靠性；通過面板和下傳遙測數據可同步監測漏率檢測狀態。 首臺智能手持人機交互設備 編碼指令設備作為“神九”人控智能終端，是手控設備的一部分，為航天員提供了必要的控制和操縱飛船的人機界面。其中，編碼指令單元主機是編碼指令設備主機部分，編碼指令板是編碼指令設備手持部分。這些都是由510所承擔完成。 飛船編碼指令設備是載人工程二期新增飛船設備，一期中無現成設備可借鑒，國外亦無同型設備。這是我國載人飛船首臺智能型手持人機交互設備，具備友好的人機交互界面，同時實現了飛船手控設備向飛船總線的首次接入和高分辨率液晶顯示屏在手控設備中的首次應用。這套設備涉及關系飛船及航天員安全的重要指令，設計中采取了冗余措施，具備高可靠性和安全性。 儀表板帶減振器更可靠 儀表與照明分系統是飛船的一個重要分系統，它內部有大量儀器、儀表，如綜合單元、綜合顯示屏、左面板、右面板、編碼指令板、語音單元、艙壓表、艙外照明電源等等。它們都需要有結構緊湊，布局合理，強度、剛度高，質量輕的儀表板結構件，并有準確、可靠的安全接口。主儀表板通過四個專門研制的減振器與返回艙相連，這樣，儀表板能牢牢固定在返回艙艙壁上，而安裝在其上的各種儀器儀表也能可靠、安全地工作。 “神九”儀表板結構件和儀表板減振器都是由510所研制的。整體框架式薄壁結構儀表板結構為各儀表設備提供了電磁屏蔽。有趣的是，“神九”儀表板減振器是用金屬絲制作的金屬橡膠減振器，用于儀表板與艙壁連接處的減振。它幫助儀表板上設備適應飛船不同飛行階段的振動、沖擊環境，改善儀表板上設備的工作環境，保證了航品的可靠性和使用壽命。 背后的故事 暗夜“啟明星”引導“天神”交會 這是載人航天工程航天員手控交會對接任務的首次飛行，在“天神”相牽的時刻，是交會對接燈為航天員“擦亮”了雙眼。而這，與510所科研人員的艱辛付出分不開。 以往國際上空間照明多采用金屬鹵素燈，真空封裝，防爆性差，且燈體體積、布光難度較大。我國交會對接燈在國內外首次創新采用大功率LED作為聚光照明光源，克服了應用于飛船艙外惡劣空間環境的一系列關鍵技術。510所交會對接燈研制團隊在經歷了設計、仿真、樣機試驗、優化設計、再仿真、再試驗以及若干次的評審討論之后，最終確定采用適合LED的輻射散熱結構設計、結構表面特殊熱控涂層處理，低溫工況溫度主動補償，產品外表面包覆保溫材料的方式解決溫度控制這個難題。 交會對接燈的設計必須能有效防護或減弱空間輻照，否則一旦交會對接燈失效，對接任務可能無法完成。團隊成員反復更改材料、工藝和結構設計，才有了可抵御大部分空間輻照的燈體結構以及照明光學系統，并且完美的通過了特殊空間環境地面試驗。 神舟九號飛船艙外大功率照明設備交會對接燈飛行試驗成功，填補了國內航天用艙外聚光照明產品的空白，為我國載人三期空間站建設奠定了照明技術的基礎。 為航天員裝 上“手”“眼”“耳” 儀表顯示系統是載人飛行器特有的系統之一，相當于航天員的“眼睛”、“耳朵”和“手”。510所載人機電室在神舟七號及其以前幾艘載人飛船中就承擔了儀表顯示設備的任務。為了滿足“天神”載人交會對接任務中對人機交互功能特點的需求，510所為神舟九號、天宮一號儀表設計了大尺寸、彩色TFT液晶顯示器，替換以往使用的單色顯示屏，為航天員及時、準確顯示目標飛行器及載人飛船的各類參數信息、事件信息、時間信息以及事件燈窗等。這是載人航天器儀表設備中首次使用，技術難度非常大，沒有現成可以借鑒的設計經驗。對于該所平均年齡剛到三十歲的儀表顯示系統研制隊伍來說，這是一次巨大挑戰。 “老胡”胡向宇并不“老”，也就35歲，但因為是團隊里歲數最大的，就被冠以“老胡”的名號；老胡還有一個稱呼叫“胡總”，因為他技術能力強，他所承擔的天宮綜合顯示單元是“最難啃的骨頭”。 這塊“難啃的骨頭”用到了DSP處理器、彩色液晶屏、1553B總線等新技術，每項新技術都不啻是一道難沖的“關卡”，而“老胡”他們沒被嚇倒。合理的技術分工之后，每個夜晚來臨，這支團隊的辦公室和實驗室就亮起了長明燈。 這支團隊用了5個多月的時間就完成了原理性樣機的研制，用了不到一年半的時間研制完成了原理樣機到電性件、鑒定件、正樣件產品。在這18個月的時期內，許多同志出差在外一、兩個月，日以繼夜的查閱文獻資料與技術方案報告，許多人為了解決一個難題，通宵達旦地進行實驗，他們編寫的設計文檔就有一千多份，最終只為了一個目標：用自己全部的心血和努力，去實現我國首次載人交互對接任務的圓滿成功。 身先士卒的載人航天機電室主任李文新 2011年春節剛過，在510所載人機電室的低頻實驗室里，正緊張的進行著神舟九號飛船儀表設備正樣件落焊后的出所測試，這是設備交付的最后一個關口。一個身影坐在幾臺手控設備前，正逐一進行著手控指令的通訊測試，他不是一名普通的測試人員，而是510所載人航天機電研究室主任李文新。 李文新承擔了載人二期輔助儀表的研制和部分關鍵技術的攻關，組織完成了新一代輔助儀表原理樣機、初樣設備和正樣設備的研制。其中，CAN總線作為新一代儀表總線已應用到神舟九號飛船和目標飛行器上。 原理樣機研制初期，還沒有一支專業化的軟件隊伍。李文新親自上陣，開發完成總線節點能在嚴重干擾情況下自動恢復的CAN總線代碼，并完成了3臺儀表手控設備的軟件開發和調試。在他手把手的指導下，4個當時不超過30歲的年輕人一步步成長起來。 身先士卒、同甘共苦是李文新的一貫作風。飛船儀表電性件聯試時，組里的人還太年輕，李文新放心不下，跟著軟件組一起去北京航天城參加分系統封閉聯試。從早上八點半一直干到第二天凌晨一兩點，甚至兩三點，一連十幾天，在現場幫助解決問題，直到聯試順利完成，才放心返蘭。至今，軟件組都沒有人稱他為李主任，而是叫他李老師，在他們心里，李文新是當之無愧的老師。 李文新二十年如一日把全部精力都放在工作上，可對自己、對家庭卻極少關心和照顧。在他的帶領下，載人機電室工作效率、研發能力和可持續發展力都得到了提升，圓滿完成了載人二期的各項型號任務。2011年，該室獲得了510所杰出團隊獎中的最佳領導團隊獎項。可是女兒考高中，他無暇顧及；老父生病，只能在電話中問候。 面對三期空間站相關任務的挑戰，李文新再次勇敢地挑起了重擔。面對采訪，他列出的卻是一長串曾為神舟九號研制做出了成績和貢獻的人員名單，他說，他們才是真正的功臣，而自己只是做了應該做的事情。 來源：蘭州晚報 |
