4月29日，長征五號B遙二運載火箭在位于海南的文昌航天發射場一飛沖天，成功將我國空間站天和核心艙精準送入預定軌道。
這意味著，我國空間站建設正式拉開序幕，天和核心艙作為搭建我國空間站的“第一塊積木”，率先成功落戶于中國空間站核心位置，在中國航天科技集團有限公司六院研制的空間推進系統支撐下，靜候與“問天”及“夢天”兩個實驗艙交會對接，共同組建成T字型的天宮空間站，為我國開展一系列太空科學實驗與研究提供至少15年以上的全力保障。
作為一項長期工程，空間站建設需要經過每個艙段較為漫長的發射周期從而疊加組建。核心艙內包括了全套的生命維持裝置，并為航天員初期駐留及科研準備好了所需的全部物質條件，居住區、科研區一應俱全，雖是“小戶型”，卻能發揮大作用。此后，還需要貨運飛船完成與核心艙的對接，提供必要的航天員生活物資及推進劑的補加，才能長時間維持其正常運行和航天員正常生活。航天科技集團六院空間推進系統研制團隊承擔著全部核心艙推進與補加系統設計研制工作。
長征五號B遙二運載火箭在位于海南的文昌航天發射場一飛沖天。史嘯 攝
核心艙推進系統首次實現完全自動化
為實現至少在軌運行15年的設計壽命要求，核心艙推進系統成為了截至目前中國航天飛行器當中最為復雜的推進系統。超長時間的在軌工作使核心艙增壓及推進劑輸送系統、控制和采集系統、發動機系統以及補加系統的可靠性面臨異常嚴苛的考驗，需要大幅度提升冗余度，從而保證一旦發生一重故障，設備仍能繼續正常工作；即使產生兩重故障，仍能確保飛行器安全。
為保證推進系統的可靠性，六院801所設計研制團隊確保所有主機無單點故障，實現全冗余；改氣路管路活連接為焊接，以降低增壓氣體長期在軌的泄漏風險；液路管路全部采用兩道密封設計，以保證管路長期在軌的密封可靠性；對補加系統關鍵單機——壓氣機進行設計改進，大大提高了其使用壽命。
據六院801所載人航天推進系統部部長顧帥華介紹，本次核心艙發射任務中，“三個首次”成為了攻破“史上最復雜”推進系統的關鍵。首先一項關鍵創新，是較2017年天舟一號貨運飛船實施“太空加油”的精彩表現，本次核心艙推進系統首次實現了完全自動化的高難度技術突破。科研人員為其研制出全新的自動補加程序，使其不再需要地面指令干預或是航天員的輔助，即可實現完全自主補加。
“太空加油”技術和關鍵設備由六院801所完全自主研制，科研團隊歷經十余年艱苦拼搏，突破國外技術封鎖，完成了一系列核心技術和關鍵設備攻關，并通過多輪地面試驗驗證，首創國內自主研發的壓氣機及浮動斷接器，為我國后續大型空間站建設奠定了堅實基礎。“太空加油”技術的成功填補了我國航天領域的空白，實現了我國空間推進領域的一次技術跨越。
我國航天器上首次有了“電推進”的身影
另一項首次創新，是核心艙推進系統除了配備4臺軌控發動機、22臺姿控發動機這些在航天技術中常用的常規動力以外，還額外配置了四臺霍爾電推進發動機，首次將電推進動力應用到航天器上。空間站在圍繞地球運轉的過程中，會因為地球引力影響軌道高度，需要發動機消耗額外推進劑來抬升軌道。
而霍爾電推進系統以其推力小、精確調整、工作時間長的特性，“細水長流”地發揮作用，輔助空間站抵抗軌道衰減，維持在原定軌道上正常運轉，可有效節省核心艙自帶推進劑的消耗，保證推進劑的合理充分利用。
六院801所于1994年在國內率先開展霍爾電推進技術和應用研究，研制了我國首臺霍爾推力器、首臺多模式霍爾推力器、首套霍爾電推進系統，實現了我國霍爾電推進的首次空間飛行，使我國繼俄、美、歐之后第四個掌握霍爾電推進技術。并于2020年成功完成我國首款20千瓦大功率霍爾推力器點火試驗，其成功研發實現了我國霍爾電推力從毫牛級向牛級的跨越。
本次發射任務中這項新技術的應用，將對空間站在近地軌道的運行提供極大的幫助，也體現出了我國航天技術的又一卓越性。據悉，目前霍爾電推進系統已廣泛運用于衛星，將在未來幾年內參與執行高密度發射任務。
首次為航天員設計了出艙更換維修方案
第三個首次是六院801所研發團隊根據核心艙在軌15年的壽命要求，結合實際需求和產品風險評估，在以往可靠性設計、安全性設計的基礎之上增加了維修性設計，首次設計了包括控制驅動器、霍爾電推進發動機氣瓶等設備可由航天員出艙在軌更換維修的方案。
繼2017年天舟一號貨運飛船圓滿完成對天宮二號空間實驗室三次推進劑補加之后，壓氣機、浮動斷接器等關鍵設備表現完美，并且我國已成功掌握補加管路推進劑吹除技術，可保證補加管路清潔，后續可進行多次推進劑補加。六院801所科研團隊通過多管齊下，將全力確保至少15年使用壽命期間內推進系統始終保持正常可靠工作。
記者了解到，天和核心艙作為空間站的管理和控制中心，是我國空間站建設的重點基礎環節。設計研制其推進系統及補加系統的六院801所載人航天推進系統部是一支由30人組成、年輕人居多的團隊，他們承擔著目前我國載人航天工程所有飛行器推進系統的研制工作。(記者 李玉坤 通訊員 朱怡藍)
（責任編輯：蔡文斌）
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