本領強 功能多——揭秘中國空間站裏的航天基礎試驗機櫃
近日,中國空間站全麵建成後航天員首次出艙活動取得圓滿成功,空間站裏的航天基礎試驗機櫃受到廣泛關(guan) 注。航天基礎試驗機櫃主要用於(yu) 哪些試驗?又具備哪些先進功能?
我國空間站工程航天技術試驗是空間站應用任務的一個(ge) 重要領域,作為(wei) 該領域的抓總研製單位,航天科技集團五院為(wei) 空間站夢天實驗艙配置了航天基礎試驗機櫃,它將有力推動我國航天新技術試驗取得新成果。
據航天科技集團五院專(zhuan) 家介紹,航天基礎試驗機櫃在軌至今,已成功開展在軌功能測試和部分載荷在軌試驗,目前產(chan) 品狀態良好。首批搭載的五個(ge) 技術實驗項目已開啟太空之旅,將開展空間新型熱管理、空間先進能源轉換、環控與(yu) 生保等新技術試驗,其中多個(ge) 項目尚屬首次在軌亮相。
航天基礎試驗機櫃具備結構機構、熱管理、配電控製、信息管理四大基本功能,為(wei) 各類載荷在軌試驗提供機、電、熱、信息等標準化接口,支持各類試驗項目的在軌滾動實施,為(wei) 航天新技術的創新發展提供了強大的驗證平台。
航天基礎試驗機櫃結構機構子係統為(wei) 平台設備提供了緊湊的布局空間,試驗載荷不同,對在軌試驗空間的要求必然多樣化。兼顧用戶需求和模塊化設計是解決(jue) 多樣化需求和載荷接口標準化的最佳方式。結構機構子係統能夠提供13個(ge) 種類的試驗空間,可以根據用戶需求,以最小的I型載荷單元為(wei) 基礎,適應多型規格的載荷單元以不同形式組合安裝,在軌實現載荷單元的自由匹配,最大化滿足試驗需求。
機櫃作為(wei) 一個(ge) 試驗平台,為(wei) 各個(ge) 試驗載荷提供了標準的機、電、熱、信息等保障條件。載荷試驗會(hui) 產(chan) 生熱量,這就需要熱控子係統對載荷環境溫度進行管理。熱控子係統通過多種手段為(wei) 各個(ge) 載荷提供了全方位服務。如果將航天基礎試驗機櫃比喻成一棟大樓,熱控子係統就是這棟樓的“環境管家”,包括通風子係統、液冷子係統和抽真空子係統三部分。
配電子係統為(wei) 航天基礎試驗機櫃本體(ti) 和試驗載荷提供充足的能源,為(wei) 確保其絕對安全,在配電通路冗餘(yu) 設計的同時,配電子係統研製團隊設計了多條供電相關(guan) 故障模式與(yu) 對策,特別是針對整櫃母線無法斷電的終極故障,設計了指令與(yu) 手動開關(guan) 可同時斷電的工作模式,航天員可以通過手動開關(guan) 完成整櫃的緊急斷電。另外,配電子係統通過配電通路指示燈等人性化、實用化設計,使航天員可直接觀察機櫃的各路配電通路加斷電狀態。
信息管理子係統是整櫃的信息控製中樞,通過它搭建的“神經係統”,控製著機櫃和試驗載荷在軌的正常運轉。信息管理子係統所使用的光纖通信鏈路是機櫃和外部空間應用係統的唯一數據傳(chuan) 輸通道,可謂實現機櫃本體(ti) 對外通信的“第一道大門”,承擔著櫃內(nei) 載荷數據交換與(yu) 打包、上行指令數據的處理和分發等重任。試驗載荷在軌獲取的寶貴試驗數據,都是通過它來“聯通天地”。
信息管理子係統還配置了綜合管理設備,不僅(jin) 用於(yu) 實現櫃內(nei) 4路載荷的配電和櫃內(nei) 熱控產(chan) 品的配電與(yu) 控製功能,還肩負采集各載荷實時遙測並下傳(chuan) 、轉發載荷指令的重任。
同時,信息管理子係統配置的無線收發設備,可用於(yu) 支持無線終端的快速接入,保障艙內(nei) 高速無線網絡的覆蓋。針對大容量載荷數據的在軌存儲(chu) ,設計簡便易懂的文件存儲(chu) 架構為(wei) 載荷數據的存儲(chu) 與(yu) 回放提供了可靠技術支撐。
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