神舟十一号来了，请上“船”

终于，外太空再一次迎来了中国人的身影：景海鹏和陈冬。

10月17日早晨7时30分，在我国第一个空间实验室天宫二号在轨运行约一个月后，搭载两位航天员的神舟十一号载人飞船，在长征二号F的托举下，成功飞向太空！

这是我国第6次载人飞行任务，也将是我国神舟飞船历史上飞行时间最长的一次，其持续飞行时间长达33天，以验证航天员中期驻留、推进剂补加等技术——这些都是未来中国空间站建成并运行的重要基础，其意义之重大可见一斑。

那么，神舟十一号这艘载人飞船相比此前的神舟飞船有何区别，它又将如何保障两位航天员的太空之旅，在酒泉卫星发射中心，中国青年报·中青在线记者采访了相关专家。

神舟飞船，通俗地讲，就是一个天地之间的运输工具，其中搭载的乘客，就是中国航天员。至于神舟十一号载人飞船，从它的名字可以看出来，它有十个哥哥，从大哥神舟一号，二哥神舟二号，依次类推，直到老十神舟十号，它们都完成了飞行任务并成功返回，而神舟十一号，就是第十一个。

它们十一个弟兄，都出自航天科技集团五院研制人员之手，虽然弟兄数量多，但长相相近，结构功能也相近。不过，从一些细节变化来看，神舟十一号却是目前这些弟兄里飞得最久，也是技术“最牛”、最优化的。

就这次任务来说，神舟十一号入轨后，将在2天内完成与天宫二号的自动交会对接，形成组合体，航天员进驻天宫二号，组合体在轨飞行30天。加上神舟十一号此前单独飞行的2天，它总共要飞行约33天。

“这比此前神舟飞船的飞行时间都长，神舟十一号是飞得最久的，这对研制人员来说绝对是考验，但必须完成。”航天科技集团五院载人飞船系统总设计师张柏楠告诉记者，为了完成这一“时间最长”的任务，研制人员对飞船做了精心设计和改进。

据他介绍，上一次，神舟十号在与天宫一号会面时，搭载3名航天员在太空飞了15天，那时，研制人员记录下设备、物资等配备，在那次的基础上进行精确计算，并给如今的神舟十一号，以及两名航天员乘客进行设备配套的优化配置，比如，减少掉部分装备，带上了更多的食品及饮用水等生活支持用品，来保证航天员在30天驻留期间使用。

而之所以说神舟十一号，是目前神舟兄弟里“最牛的”，也并非没有原因。航天科技集团五院载人飞船系统中继终端副主任设计师严琪说，神舟十一号第一次配置了宽波束中继子系统，这一系统让它比起此前的神舟飞船，具有更高的安全性。

比如，当神舟十一号飞到地面系统测控不到的位置时，这个系统能让它更容易被中继卫星寻找到，再通过中继卫星和地面测控系统的连接，来保证它跟地面之间的联系。

严琪说，受制于地球曲率的影响，载人航天器每绕地球飞行1圈，地面上的测控站平均跟踪时长较短，而一颗中继卫星通常可以跟踪较长的时间，持续长时段的跟踪避免了信号的频繁切换。这一点，在出现紧急状况的时候显得尤为重要。

说到神舟飞船的安全性，就不得不提“制导、导航与控制分系统”，即GNC系统。

航天科技集团五院载人飞船系统GNC分系统指挥罗谷清表示，这一系统是整个载人航天工程最关键、最复杂、规模最大、最难的系统之一，负责飞行器从发射、到太空互动、到返回地球的全部飞行控制任务，直接关系着航天员的生命安全和飞行任务的成败，更是我国未来空间站建设的必要技术之一。

在这个系统里，包含着一项低调的技术——一项在神舟九号之前就一直存在、却从未使用过，也不希望用到的技术，那就是“手动控制系统”。

根据航天科技集团五院专家的说法，手动控制系统是载人航天器区别于其他航天器的最重要标志之一，是航天员生命安全的最后保障，所以，手控系统的研制和自控系统是同时启动的。换句话说，神舟飞船从出生就是“手自一体”的。

尽管手控系统至今没有应急使用过，但罗谷清所在的研制团队却深信，万一自动控制出现严重故障，手控系统一定能出色完成控制任务，将航天员安全送回地面。

如今，我国已经具备自主研制的GNC系统，其中还有一些“中国独有”的设计。如把成熟卫星救命技术应用到飞船的手控中，使得飞船姿态失控时，航天员只需要操作几个按钮就可以建立正常姿态，保证飞船和航天员的安全，航天科技集团五院载人飞船系统GNC分系统测试指挥李志宇说，这是世界上最先进的联盟号飞船也不具备的功能。

不过，从“神五”到“神十”，GNC系统成功护佑了10名航天员、12人次的飞行，李志宇说，看着一艘艘飞船的成功绕飞，圈外人可能会被GNC系统举重若轻的表现错误引导，而认为“GNC已经足够成熟了”，但他表示，GNC系统研制人员从来没有也不会这么想。

他说，面对中国人自己的空间站建设，他所在的五院502所踌躇满志：“发展中国的空间站，GNC系统要再上新高度”。

和此前的神舟飞船不同，神舟十一号的轨道高度从343公里，提高到了393公里。这是为了验证空间站的相关技术，因为，未来中国的空间站就将待在这一高度。

新的轨道高度，带来了新的挑战。

罗谷清说，在393公里高的轨道空间，空气非常稀薄，接近真空，而且近似于一个温度低至-269℃的超大黑腔，太阳、行星等分散其中。在这种环境下，飞船将受到太阳的辐射、地球大气的反照，还有可能受到许多游离在空间的高能粒子的影响。

航天科技集团五院总体部的专家进一步表示，在这种环境下，一旦神舟十一号偏航飞行，很可能就会引起返回舱温度过低，导致设备结露，影响使用；也有可能引起推进舱贮箱和发动机温度升高，超过温度上限，致使设备无法正常工作。

五院总体部的研制人员为此干了一件事，他们对神舟十一号的返回舱和推进舱进行了热控设计改进，来抵御太空炙烤和寒冻。毕竟，神舟十一号是两名航天员的专属“交通工具”，它的“健康”至关重要。

航天人把这个热控分系统，比作飞船的多变“外衣”，天冷时，能保暖，太阳照射时，能防晒，同时还能够隔离灰尘、雾霾等对皮肤有害的因素，“十分好用”。

不过，这身外衣做起来并不容易，它需要结合飞船的结构特点以及各个舱体的功能特点进行“量体剪裁”。

神舟飞船由轨道舱、返回舱和推进舱这三个舱段构成。以返回舱为例，返回舱承担着将航天员安全带回地面的重要使命，需要耐受返回过程中穿越地球大气层时的高温烧蚀环境，所以，返回舱外衣的里层，是厚厚的划分成网格状的防烧蚀材料，在外表面，再喷涂特殊设计的有机热控涂层，不仅提高外热流吸收能力，还能降低红外辐射能力。

轨道舱则是航天员生活和工作的主要空间，根据五院总体部专家的说法，安装在轨道舱内的设备发热量不大，所以，研制人员为轨道舱设计了一套由多层隔热材料组件构成的外衣，厚度约为2厘米。

不过，这套为轨道舱准备的外衣，可不像普通的棉服或羽绒服，而是能够高效地隔离空间环境与轨道舱舱壁之间的换热量，极大的减少舱体表面的漏热，同时降低轨道外热流剧烈变化对舱体温度的影响。

最后是推进舱，这是非密封的舱段，里面密集的布置了多种设备，因此对散热的要求很高。

比如，在推进舱的底部，安装的是大推力发动机，五院总体部的专家表示，发动机点火后将产生高温，为此，这一区域设计了多层隔热材料，但与轨道舱不同之处在于，它是高温多层隔热材料，能够隔离的最高温达900℃。

也因此，研制人员称推进舱的外衣为“高温隔热衣”。

在太空遨游的这33天，神舟十一号将始终穿着这身外衣。张柏楠告诉记者，在完成30天中期驻留任务后，神舟十一号与天宫二号分离，在一天内返回内蒙古主着陆场，到那时候，这身外衣的使命就结束了，而使命完成的标志就是，航天员安全返回地球。

文字：邱晨辉

编辑：韩雅璐