新华日报：神舟十三号载人飞行任务圆满成功 这趟“太空之旅”闪耀江苏科技智慧

神舟十三号载人飞行任务圆满成功

这趟“太空之旅”闪耀江苏科技智慧

新华日报 2022年4月20日 第12版

本报记者 杨频萍 谢诗涵 张宣

探索浩瀚宇宙，建设航天强国。4月16日9时56分，搭载翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员的神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，三名航天员平安凯旋，神舟十三号任务取得圆满成功。

发射、出舱、返航，神舟十三号任务的圆满完成，离不开背后默默奉献的航天人，他们守护着航天员在太空平安充实地度过每一天。这些航天人中，不乏江苏高校和科研院所工作人员的身影。

南航人持续为航天员“保驾护航”

在航天飞行过程中面临失重、亚磁场、噪声、辐射等特殊环境，航天员的健康状态对于航天任务的完成有较大影响，特别是对于长期飞行而言。南京航空航天大学材料科学与技术学院丰俊东副教授领衔的核技术与航天医学工程课题组，聚焦航天特因环境，服务保障航天员身体健康。

神舟十三号飞船入轨后，将与空间站核心舱进行径向交会对接，这也是神舟飞船首次进行径向交会对接。航天器对接时存在一定的相对速度，由于航天器的质量大，对接时产生的动能比较大，为了减少对接过程中产生的震动和撞击，对接机构内部采用了电磁阻尼器消耗对接能量，航天学院王小涛副教授团队研发了一套电磁阻尼器高低温测试系统，测试空间环境下电磁阻尼器的阻尼特性是否满足设计要求。该测试系统目前已经应用到包括神舟十二号、十三号飞船在内的多个神舟系列飞船任务中。

南京航空航天大学自动化学院王莉教授领衔的“智能配电系统”团队面向空间站等载人航天任务，开展航天器智能并网控制及保护技术研究，针对空间站组合体复杂构型后各飞行器帆板遮挡引起的能源均衡配置和使用问题，建立控制模型，将固态功率控制器技术应用于空间站系统各智能配电器中，实现功率的通断控制和安全保护；采用智能并网控制技术实现空间站系统多飞行器之间能源系统并网供电，解决了能源的最优利用和统一调配问题。

2021年11月7日，航天员翟志刚、王亚平身着我国新一代“飞天”舱外航天服，先后从天和核心舱节点舱成功出舱，航天员出舱背后凝结了众多科研人员的智慧和心血。应航天员中心、上海宇航系统工程研究所委托，南京航空航天大学机电学院张得礼副教授领衔课题组，参与研制“水下机械臂及其智能控制系统”，该系统逼真地模拟了空间站出舱活动的机械臂转运以及定点作业支持工况，是出舱活动任务工程实验验证和航天员训练的重要保障。

研制过程中，课题组面向模拟失重环境的中性浮力水槽航天员训练任务，开展了水下机械臂控制系统、人机交互系统以及供配电支持系统的学术研究与工程研制。据介绍，课题组研制的内容作为整系统核心指挥枢纽，突破了基于多传感融合和基于优化算法的水下路径规划技术、水下机械臂人机交互控制技术、虚拟孪生的大尺寸空间碰撞检测预测技术、水下安全监控技术等，有力保障了整系统的可靠、高效运行，是水下机器人控制技术在载人航天模拟失重训练应用的一次突破。

东南大学研制空间站力学传感器

太空“出差三人组”的顺利“回家”，也为我国空间站任务航天员长期在轨工作带来了重要信息。此次飞行任务利用东南大学空间科学与技术研究院宋爱国教授团队研制的空间站航天员在轨操作力测量传感器与测量设备，完成了航天员在轨指捏力、手握力、推拉力、双手插拔力、双手旋转力矩、单臂/双臂/手轮旋转力矩、手部多维力和足部多维力的精准测量，获取了微重力环境下人的操作力和生物力学等重要测量数据。据悉，这套设备具有便携、固定和常态三种测量功能，是空间站航天医学实验领域平台的重要设备。

“航天员在失重环境下完成任务时，其动作姿态和触力与地面上不同。长期在轨工作时，由于缺少重力影响，人处于肌肉松弛状态，因而可能导致肌肉功能退化。想要更好地了解航天员长期在轨典型姿态下操作力的变化规律，就需要航天员在6个月里定时开展飞行试验任务。”宋爱国告诉记者，考虑到飞船空间有限，传感器和测试设备都要做到轻量化、小型化、高可靠和低功耗。这套测量设备采用组合式模块化的设计思路，将一批力学传感器集成在一个抽屉大小的仪器箱内，安装于空间站中。

据介绍，此套设备可有效记录航天员完成各种操作任务的操作力变化数据，是建立操作力和生物力学在长期失重环境下随时间变化模型的关键。“飞船舱门要设计多大力才能打开？控制手柄应该如何设计才更方便航天员操作？这些宝贵信息为未来我国空间站任务航天员长期在轨工作提供了依据。”宋爱国说。

14所“智慧眼”全程跟踪飞船返回

在此次神舟十三号返回任务中，中国电科14所以“跟踪测量立体连续，落点预报快速准确”为目标，多部雷达全程连续跟踪返回舱，形成全链路测量，护送航天员顺利回家。中国电科14所相关负责人介绍，相较于神舟十二号传统的返回模式，神舟十三号采用了快速返回技术，这对雷达系统提出了更高的连续稳定跟踪测量的要求，14所测量团队也面临着更加严峻的挑战。

为了形成高精度、高可靠的测量能力，14所对多部测量雷达进行了升级改造，多型号具备对目标成像功能，通过精准的坐标测量和精细的成像处理，确保雷达不会“看走眼”。

返回舱以超高音速再入大气层时，表面包裹着一层等离子鞘套，能吸收和反射电磁波，使返回舱与外界的无线电通信严重衰减，甚至中断，这就是空间目标再入大气时引起的“黑障效应”，也是无线电跟踪测量亟待解决的难题。

“我所测量雷达通过采用智能化的鞘套判别、复杂波形设计等多种鞘套目标探测跟踪技术紧盯神舟返回舱，为航天员回家保驾护航。”相关负责人介绍，测量雷达不仅有望远镜的功效，还很智能，它们就像灯塔，为航天员提供安全的回家路径，因此也被誉为“智慧眼”。