“太空快遞”再出征 “硬核科技”齊上陣
中青報·中青網記者 邱晨輝 任明超
5月10日,天舟六號貨運飛船從(cong) 文昌航天發射場出發,踏上“太空快遞”運送旅途,次日淩晨,飛船成功對接於(yu) 空間站天和核心艙後向端口。至此,中國空間站在應用與(yu) 發展階段迎來了它的首位“訪客”。
任務成功背後,有一批“硬核科技”,護航“太空快遞”安全準時送達。
一個(ge) 名為(wei) 陸海天基測控通信係統,構建了新一代綜合化測控網絡,負責對長征七號運載火箭、天舟六號貨運飛船等航天器進行軌道測量、遙測遙控和數據傳(chuan) 輸,是航天器在太空與(yu) 地麵聯係的紐帶,就像放風箏的風箏線,因此也被譽為(wei) 航天器的“生命線”。
這條“生命線”由中國電科10所牽頭研製,其中“基帶池”測控技術體(ti) 製,成為(wei) 一個(ge) 共享、通用、大規模信號處理平台。中國電科首席科學家柴霖表示,這次發射任務應用的“基帶池”技術體(ti) 製是航天測控保障的全新亮點。“10所承研的天鏈二號03星地麵終端站,是本次發射任務的主力測控站,全麵使用‘基帶池’新技術體(ti) 製”。
相較於(yu) 此前天舟飛船,天舟六號的運力從(cong) 6.9噸躍升到7.4噸,這需要強大的“能源矩陣”保證它時刻電力滿滿。中國電科技術專(zhuan) 家表示,研製團隊為(wei) “天舟六號”精心打造了半剛性太陽電池陣,其一天發電量就能滿足普通家庭半個(ge) 多月的用電量。
巨大的太陽帆板展開後,在飛行過程中要不斷調整方向,時刻對準太陽,才能保證能源充足穩定。中國電科研製的感應式永磁步進電機,應用於(yu) 太陽帆板驅動機構。這款電機身軀小,但能量很大,在太空中能長期平穩運行,確保太陽帆板在任務執行中保持“對日定向”。
空間站在軌長期飛行,燃料不斷消耗,需要貨運飛船來完成“推進劑”在軌補加,該過程被稱為(wei) “太空加油”。中國電科技術專(zhuan) 家表示,團隊研發的“混合式步進電動機-絲(si) 杠組件”采用一體(ti) 化設計,能有效控製浮動斷接器的插合與(yu) 分離,為(wei) 推進劑補加管路的連通與(yu) 斷開提供動力,從(cong) 而保證“太空加油”任務順利實施。
在這次任務中,還有一些晶體(ti) 元器件發揮了重要作用。中國航天科工二院203所專(zhuan) 家介紹,石英晶體(ti) 經過特定設計製成晶體(ti) 元器件,可以將這種形變變成特定頻率的機械振動,因此晶體(ti) 元器件被稱為(wei) 電子設備的“心髒”,加上晶體(ti) 元器件優(you) 異的穩定性,可以為(wei) 各整機係統實現頻率選擇、頻率控製提供精準穩定的頻率信號。
“這些頻率信號成為(wei) 航天器升空之後,地麵指揮中心監測飛行狀態的重要參考指標,也為(wei) 航天器接收清晰指令、順利完成規定動作提供了堅實的保障。”203所專(zhuan) 家表示,航天器在發射、飛行和回收過程中,高速運動會(hui) 導致溫度變化大、機械衝(chong) 擊大,同時太空環境複雜,意味著對宇航用晶體(ti) 元器件的可靠性和環境適應性的要求相當高。元器件的穩定可靠,這時候就要發揮作用了。
天舟六號任務是今年唯一一次貨運飛船發射,將為(wei) 神舟十六號飛行乘組先行送去“糧草”和“輜重”。中國航天科技集團六院專(zhuan) 家介紹,該院為(wei) 此次發射提供了6台120噸級液氧煤油發動機和4台18噸級液氧煤油發動機,並為(wei) 天舟六號貨運飛船配置了4台軌控發動機、32台姿控發動機和4隻金屬膜片貯箱。
“我們(men) 的10台液煤發動機讓‘太空物流’更快更好,36台空間發動機讓‘貨運小哥’動靜自如。”六院試驗隊隊長李護林說。
當天發射天舟六號的,是長征七號遙七運載火箭。中國航天科技集團一院長七火箭總體(ti) 主任設計師邵業(ye) 濤說,研製隊伍仍在對長七火箭進行升級,朝著運載火箭更為(wei) 前沿的發展方向——智慧火箭邁進。
火箭發射的特點之一是高風險,往往一些看似不起眼的異常狀況,會(hui) 決(jue) 定任務的成敗。“火箭以精準入軌為(wei) 終極目標,而智慧火箭將能‘化腐朽為(wei) 神奇’,即使真的出現了‘小毛病’,也能智能糾錯,轉危為(wei) 安,確保入軌。”邵業(ye) 濤說,隨著智慧火箭的研製應用,未來,長七火箭即使出現故障也能實現智能糾錯,保證任務成功。
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