专访|神舟十一号载人发射最难任务是什么?航天专家这么说

　　专家介绍：

　　王维，航天科技集团六院801所货运飞船主任设计师，1980年生，从事航天工作已经11年。

　　从入轨到到返回 动力控制至关重要

　　华商报：在这次载人发射中，你们承担着什么样的任务?

　　王维：我们航天六院801所承担着神舟十一号飞船推进分系统的研制，包括推进舱推进子系统和返回舱推进子系统两部分。推进分系统通常说成是发动机，实际上它是一个系统集成，主要包括高压气瓶、推进剂储箱、控制阀门、电子驱动设备及推进的热控组件，当然也涵盖了最关键的发动机。其中，推进舱推进子系统共配置了四类共40台“双元”发动机，返回舱推进子系统配置了8台“单元”发动机。所谓“单元”，就是靠无水肼催化分解产生动力，“双元”就是靠四氧化二氮和甲基肼相遇后自燃产生动力。

　　推进分系统在这次飞行任务的作用，主要是为飞船的轨道机动、交会对接、姿态控制以及返回制动等提供动力。具体来说，推进舱发动机的主要作用是在火箭把飞船发射到初始轨道以后，为轨道抬轨、姿态控制包括交会对接时提供精确的推力，另外还要在航天员返回时为整个飞船的离轨提供推力。而返回舱发动机，在返回的过程中要为返回舱的俯仰、偏航姿态控制提供推力。因为如果返回舱在返回过程中不能保持正常姿态运行，就会影响到航天员的安全着陆。所以，从神舟十一号载人飞船从入轨到返回，801所研制的推进分系统都起着至关重要的作用。

　　太阳直射温度可超100℃ 考验着推进系统

　　华商报：这次发射任务对于推进分系统来说，面临着哪些考验?

　　王维：神舟飞船到目前为止已经是第十一次发射了，但每次发射任务都不是简单的重复，每次面临的都是更复杂、更艰巨的任务。由于神舟十一号要进行中期驻留实验验证，这次飞行时间比前几次都长;由于要验证空间站轨道，飞行轨道也比原来的更高了;由于要验证组合体的飞行姿态，飞行工况也比原来更加复杂了。这些都对推进分系统的寿命和可靠性提出了更高的要求，为此我们对发动机的寿命和可靠性进行了多次地面试车和试验来提高可靠性。同时，由于这次飞行器的飞行姿态多样，有正飞、倒飞、偏航等各种工况，导致不同部位的发动机在太空中有可能受到不同的太阳照射情况，热环境也更加复杂。

　　华商报：为什么对太阳的照射也会感到担心?

　　王维：发动机喷嘴虽然能耐1500多摄氏度的高温，但里面的部件并不能耐受这么高的温度，有些部件甚至不能超过60℃。太空接近真空，没有大气层，太阳直射下温度会很高。如果发动机部位正对太阳接受很长时间照射，温度甚至可能达到100℃以上。这么高的温度和复杂的热环境对于推进系统来说，是个严峻的考验。为经受住这些考验，我们对推进系统的热控方案也进行了改进。

　　发动机协调工作 姿态有偏差可自动阻止

　　华商报：为什么会要求单台发动机达到数十万次的启动次数?

　　王维：天宫二号上配置的发动机有26台，神舟十一号上配置的发动机是48台，他们大小不一、推力各异。其中，有三种小推力发动机是姿控发动机，它们不像变轨发动机数次变轨之后就完成了工作，在飞船整个飞行过程中随时可能发生偏差，那么就随时需要重启，它们是一直不停地在工作。所以根据任务要求，有的发动机启动次数要达到单台45万次以上，实际上可达到60万次以上，有一定的可靠性余量。所有这些，都是为了保证安全。

　　华商报：这些发动机有多大?他们的推力有什么差别?

　　王维：2500N发动机直径大约500多毫米，大概相当于成年人双臂环抱的尺寸，小的和矿泉水瓶差不多。最小的发动机产生的推力，相当于2.5公斤矿泉水的重力。

　　华商报：这么多发动机，如何才能让他们协调工作?

　　王维：发动机的协调工作主要是通过飞船上的GNC分系统来进行的。GNC分系统有相关设备来判断整船的姿态、轨道，然后发出相关指令来驱动发动机。而发动机的开关是通过推进分系统的推进驱动器进行控制的。飞行体的姿态如果出现偏差或偏转，GNC分系统就会控制相应的一台或多台发动机产生推力，来阻止这种偏差的出现。

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