11月29日23时许，神舟十五号载人飞船胜利发射。航天员费俊龙、邓清明、张陆乘坐飞船进入太空。随后，神舟十五号载人飞船顺利与“T”字构型中国空间站交会对接，构成中国空间站史无前例的6舱段组合体构造，6名航天员初次同时在轨。
神舟十五号载人飞船与中国空间站对接后，空间站会用电严重吗？针对中国空间站的后续运营，神舟飞船若何愈加平安可靠地完成载人使命？
神十四、神十五乘组太空合影。载人航天工程办公室供图
功率更大、功用最冗杂的“供电管家”
空间站组合体要实现一般在轨运行，舱段的供电办理非常重要。
据航天科技集团五院相关负责人介绍，空间站由天和核心舱、问天尝试舱、梦天尝试舱那三个超大型航天器构成，供电体例冗杂，用电需求大，接纳了单舱独立供电和组合体并网供电两种形式。但是，当航天器太阳能帆板受空间位置、轨道姿势等影响呈现遮挡，不敷以称心本身负载功率需求时，就需要组合体间彼此并网来处理大型组合体中差别舱段的能源调配问题。
为此，做为空间站供配电单机的重要研造单元，航天科技集团五院529厂开展了并网掌握器的研造和攻关工做，实现空间站三舱之间，空间站与神舟载人飞船、天舟货运飞船等来访飞翔器之间的能源系统并网掌握，为空间站组合体大能源系统构建“供电管家”。
在空间站建造使命中，研造人员共为空间站能源系统供给3类6台并网供电设备，别离为并网掌握器I、并网掌握器II和并网掌握器III，皆“栖身”在空间站核心舱内。
此中，并网掌握器I负责空间站核心、问天、梦天三舱之间的并网供电掌握，并网掌握器II负责空间站与货运飞船之间双向并网供电掌握，并网掌握器III负责空间站与载人飞船之间并网供电。
各设备分工明白、责任清晰，空间站三舱、货运飞船以及载人飞船的能源系统通过并网构成一个大型的能源系统，实现组合体间的能源智能调配和毛病重构。相较于其他星载电源产物，具有功率更大、功用最冗杂、工做形式最多、掌握体例智能化、可靠性要求高档特点，是航天科技集团五院529厂在50多年宇航电源研造根底上打造的核心电源产物。
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为了保障空间站能源系统的可靠工做，航天科技集团五院研造团队开展了大量调研、理论阐发和试验验证等工做，在原理样机、试验件、电性件、判定件以及正样件的研造过程中打破多项关键手艺。
据介绍，为包管空间站组合体电源系统的不变性和平安性，并网掌握器接纳了“并网柔性接入退出、长途电压掌握”等手艺，根据对接舱体现实供电电压，智能调理并网掌握器输出电压，使各单舱能源系统与组合体能源系统之间实现“柔性”并网。
此外，并网掌握器还接纳“高压大功率DC/DC变更”“双向双形式并网掌握”“短路检测和过载庇护”等多项关键手艺，可包管其当好空间站三舱能源系统的“并网管家”，同时还能承担来访飞翔器“兼职并网管家”的重任，实现货运飞船、载人飞船在轨并网，为我国空间站能源系统保驾护航。
研造人员为并网供电设备做测试。材料图片/航天科技集团五院529厂供图
6舱（船）均装备中继末端，让“觉得优良”持续在线
做为神舟十四号飞船的备份船，神舟十五号早在神舟十四号发射前就已经完成筹办，进入应急救援形态。按方案，神舟十四号和神舟十五号乘组将穿插驻留，停止初次在轨工做交接。在轨驻留期间，神舟十五号乘组方案将施行数次出舱活动，并开展科普教诲、在轨科学试验等工做。
神舟十四号乘组航天员的太空活动场景、太空出舱活动、航天员从空间站拍摄的太空大片，都是通过中继末端传回空中的。神舟十四号上所有的测控和通信信号也都是通过中继末端来完成。此次，神舟十五号持续通过中继末端搭建的太空“天路”，成立与空中之间的六合通信通道。
中继末端是空中对飞船停止测控和通信的重要通道，也是我国中继卫星系统的用户末端设备。中继末端详细是怎么工做的？现实上，中继末端在神舟十五号与火箭别离后几分钟，便会开机工做。根据神舟十五号飞翔法式的指令链要求，中继末端中的设备管帐算出中继末端天线的指向数据。
之后，中继末端中的动弹设备将中继天线指向天链中继卫星。如许就完成了对天链中继卫星的捕捉跟踪，成立从神舟飞船到天链中继卫星再到空中的通信链路，实现了神舟十五号与空中通信的通顺，确保空中的测试人员实时掌握飞船的飞翔形态。
航天科技集团五院西循分院载人航天使命负责人余晓川表达，“通过中继末端与天链中继卫星成立的天基测控通信系统，空中对神舟十五号飞船的测控笼盖率接近100%。在目前的中国空间站中，研造团队为6舱（船）均装备了中继末端，让‘觉得优良’持续在线”。
记者领会到，此次神舟十五号飞船上10余副天线的信号领受和发送都是通过天线收集来为其供给信号通路。神舟十五号上的天线收集固然“身板小”，却是飞船天线信号的枢纽。
神舟十五号飞船的天线收集，由USB天线收集、VHF天线收集、GNSS天线收集三部门构成。
航天科技集团五院西循分院神舟十五号飞船天线收集研造负责人朋毅告诉记者，当飞船的通信信号要通过天线收集的时候，其起首要对信号停止分路或合成，并通过双工器对信号的杂波停止过滤，然后转换为可领受或发送的信号。
“此中的GNSS天线收集还在后续航天员返回空中的过程中发扬关键感化。研造人员为中国空间站除天舟五号货运飞船外的5舱（船）均装备了天线收集。”朋毅说。
研造人员议论空间站中继末端产物的测试工做。材料图片/航天科技集团五院西循分院供图
“神舟梢公”晋级，让飞船愈加平安可靠
神舟十五号载人使命的施行，进一步验证了在空间站最冗杂构型布景下，GNC手艺对交会对接羽流影响以及各类敏感器遮挡影响较大情状下的自适应掌握才能，验证了冗杂构型下的平安交会和平安撤离；验证了两艘飞船同时在“站”时的信息合理分配操纵，为下一阶段空间站的持久运营打下优良根底。那此中，GNC系统是关键。
GNC系统（造导导航与掌握系统）是神舟载人飞船的核心分系统，研造人员把该系统称之为“神舟梢公”。从飞船发射时的应急救生，到飞翔过程中的姿势与轨道掌握、帆板掌握，再到与空间站全自主的交会对接，以及绕飞、人控操做、返回地球等，均由GNC系统包管。
神舟十二号至神舟十五号飞船是我国首批批产神舟飞船，硬件研造过程接纳信息化手段和东西组批消费，改动了过去单件研造体例，通过消费线的体例快速高效消费、降低成本；软件计划持续优化，在确保航天员平安、飞船可靠的情状下，手艺一步步赶超国际。
相较于神舟十二号之前的11艘神舟飞船，尔后研造的神舟飞船，其GNC系统的大脑掌握计算机停止了晋级，软件由汇编语言晋级到了C语言；交会对接方面在远间隔段增加了全自主的长途扶引，中近间隔段增加了中瞄点和径向交会对接；在返回阶段，造导体例由以前的原则弹道体例晋级为自适应预测造导体例。
从神舟十二号到神舟十五号，4艘飞船飞翔使命的施行全面验证了建造阶段GNC系统有关关键手艺。
据航天科技集团五院502所神舟飞船研造人员张昊介绍，“从飞翔验证的成果看，首批批产神舟飞船的GNC系统表示优良，在轨形态契合设想预期，为后续面向空间站运营投产的第二批批产飞船创造了优良前提。”
据悉，第二批批产飞船GNC系统在整体的产物设置装备摆设方面不会有太大改变，将次要围绕高量量、高效率、高效益停止多项改良优化，好比数据判读的便利性、空中测试的主动化等，勤奋让我国神舟飞船愈加平安可靠地完成载人使命，为中国空间站后续运营创造更多“中国奇观”。
新京报记者 张建林
编纂 白爽 校对 陈荻雁