5月30日，由中国航天科技（000901）集团五院抓总研制的神舟十六号载人飞船，在长征二号F运载火箭的托举下，从酒泉卫星发射中心点火升空，搭载着景海鹏、朱杨柱和桂海潮3名航天员奔向太空，发射任务取得圆满成功。

神舟十六号载人飞船是我国空间站应用与发展新阶段的首发载人飞船，也是我国开展的第十一次载人航天飞行任务。据悉，神舟十六号载人飞船与空间站组合体径向交会对接后，3名航天员将进驻空间站核心舱，与神舟十五号乘组进行在轨轮换，6名在轨航天员将“会师”太空。

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都是径向交会对接，但此次交会对接难度不一样

中国空间站应用与发展阶段首艘载人飞船的交会对接任务，也是空间站三舱“T”字构型下实施的首次径向交会对接任务。记者从航天科技集团五院502所获悉，相较于空间站建造阶段神舟十三号、十四号载人飞船实施的径向交会对接，神舟十六号载人飞船的交会对接任务有着不一样的难度。

首先是面临着更大的组合体质量。据五院502所有关负责人介绍，随着问天实验舱、梦天实验舱，以及神舟载人飞船、天舟货运飞船等更多舱段和飞船的相继加入，空间站组合体的尺寸、质量、惯量以及重心位置等影响姿态控制的核心要素与核心舱单舱时相比变化较大，部分参数甚至存在跨数量级的增长。

飞船交会对接特别是近距离对接时采用的是相对姿态位置控制方法，空间站运动特性的变化将直接影响飞船的交会对接控制过程。虽然神舟十五号已经成功完成空间站“T”字构型的交会对接任务，但其对接的位置为空间站前向对接口，由于空间站在不同方向上的运动特性有所区别，神舟十六号进行的径向交会对接需要GNC系统依靠自身的能力克服上述变化带来的影响。

其次是面临着更大的组合体尺寸。神舟十六号载人飞船在进行径向交会对接任务时，将沿着天和核心舱下方的径向对接口逐渐靠近空间站组合体，从飞船的视角看，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟六号货运飞船以及神舟十五号载人飞船均会出现在神舟十六号载人飞船的视野中。

这对于安装在飞船上的、需要以宇宙背景或太阳作为观测目标的测量敏感器来说将产生视线上的遮挡，且随着神舟十六号载人飞船和组合体距离的逐渐逼近，遮挡会越来越多。上述负责人表示，这就需要GNC系统配备的敏感器依靠自身的抗干扰或目标特性识别能力加以区分和屏蔽，或者采用不同测量方位、测量体制的备份测量敏感器来保证持续、准确的测量能力。

最后面临的是更复杂的羽流影响。据了解，空间站组合体尺寸的增大，还使得飞船和空间站组合体的发动机在工作时，其羽流间的相互影响比以往发射和对接任务都更加复杂。飞船在近距离交会过程中需要频繁启动发动机进行相对姿态和位置的调整，这将对悬浮在太空中的空间站姿态产生影响，且由于组合体舱段的增加，神舟十六号载人飞船任务中的上述特性更为复杂。同样，空间站的喷气控制也会影响飞船自身的控制。对于这一问题，需要GNC系统在发动机分组使用和控制方法上优化，并通过地面的仿真计算加以验证，确保交会对接过程在诸多影响下仍能成功完成任务。

中继终端升级后，其产品减重近10公斤

在过去近5个月的太空生活中，神舟十五号乘组按计划完成了空间站平台维护照料、在轨维修维护等各项工作以及4次出舱活动，飞船上的测控和通信信号均通过中继终端来完成。记者了解到，截至目前，航天科技集团五院西安分院已为空间站天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟货运飞船、神舟载人飞船配备了中继终端，让“感觉良好”持续在线。

本次发射的神舟十六号载人飞船，将继续通过中继终端搭建的“太空天路”，实现飞船与地面通信的畅通无阻，确保地面测试人员实时掌握飞船的飞行状态。据航天科技集团五院西安分院载人航天工程（603698）任务负责人余晓川介绍，与以往的空间站飞行器不同的是，神舟十六号载人飞船采用了具备三大优势的升级版中继终端。该中继终端上的所有产品均进行了优化升级，以更小更优的产品为中国空间站稳定高效的运行贡献力量。

首先是集成程度更高。之前发射的空间站各类航天器使用的中继终端产品重量接近36公斤。通过工艺技术创新，研制团队对产品进行了小型化、集成化设计，在原有功能和性能不变的情况下，实现升级版产品减重至27公斤。

其次是处理能力更强。相比以前处理一项工作需要依靠产品中的几个芯片共同完成，在对产品的数字处理功能进行大量优化升级后，现在仅需一个芯片便可轻松应对同一项工作。

最后是国产化率更高。研制团队大幅提升了国产化元器件的使用，升级后的中继终端元器件国产化率目前已超过95%。

值得注意的是，在神舟十六号载人飞船仪表上，共有50余幅页面显示飞船各部分的情况，根据载人交会对接任务的需要，显示包括世界地图、航天员身体情况等相关内容。这些都是由作为智能管理员的仪表控制器应用软件提供的。仪表控制器应用软件作为“智慧大脑”，是与航天员直接实现交互的重要系统。

仪表控制器应用软件采用独特的图形显示技术，通过文字、图形、动画的方式，显示飞船轨迹、姿态、飞行状态以及各分系统信息。据五院西安分院神舟十六号载人飞船仪表控制器应用软件设计师张赤萍介绍，使用这一独特的图形显示技术，不仅能得到新颖的仪表控制器显示效果，而且实现了空间智能化仪表中图形、文字的处理与显示，为航天员执行任务提供了清晰、直观、舒适的显示界面。

飞船的“太空出征服”，裁剪效率已提升5倍

热控多层安装在航天器及星表设备表面，犹如衣服一样确保航天器在太空运行过程中处于正常工作温度，降低高低温交变环境对航天器的影响，于航天器在轨稳定运行而言至关重要。据了解，神舟十六号载人飞船的“太空出征服”，由航天科技集团五院研制完成。

随着空间站应用与发展阶段拉开序幕，载人飞船的研制周期由原来的2到3年发射1艘缩短至1年发射2艘，以空间复杂曲面为代表的热控多层的数量和制作难度急剧增加。面对高密度、高强度的研制任务，航天科技集团五院总装与环境工程部突破了基于超轻超薄/弹性网状材料的航天器热控多层集成制造技术，实现了热控多层的批量数字化设计和自动化制造。

在神舟十六号载人飞船热控多层研制过程中，热控多层三维数字化设计系统发挥了重要作用，不仅可以对形状复杂的设备表面的热控多层进行数字化拓扑建模，也可以对整艘飞船表面的热控多层进行智能包覆、快速分块和搭接设计。

此外，设计系统构建了精确展平算法，可将三维曲面模型快速、精确展平为自动化生产线可识别的加工图纸，准确度优于技术指标，彻底改变手工牛皮纸取样的传统工作模式，效率提升5倍以上。飞船的“太空出征服”蓬松轻薄，由轻质薄膜和高伸缩网状材料组成，“铺设”过程中容易出现褶皱、多层叠放、不易精准重合等难题。铺缝一体设备的铺设模块则能轻松有效地解决这些问题，还实现了无人值守的自动铺设。

据五院总装与环境工程部有关负责人介绍，飞船的“太空出征服”有多个部分、多种形状，“缝制”过程中，经裁剪容易开散。缝制模块通过对热控多层内部进行仿外轮廓形状缝制，有效避免了热控多层裁剪后的开散问题，缝制效率为传统手工缝制效率的6至7倍，缝制精度提升10倍。

多功能数控裁床通过多种刀头的合理组合，实现热控多层自动连续精确裁剪，裁剪精度优于指标要求，裁剪效率提升5倍，同时，可将其拓展应用至载人飞船内装饰、热控泡沫、加热被和各类绝缘膜的画线、裁剪及冲孔等制作过程中。

据悉，热控多层生产线建设期间，研制团队攻克了轻柔网状材料张力控制、轻质薄膜平整铺设、针步自适应仿形缝制、高精度数字化裁剪等多项关键技术，使热控多层生产能力实现了从当初年产2000套到今天可以年产10000套以上的跨越式提升。