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原子鍾、太陽翼……探訪夢天實驗艙背後的“硬科技”

發布時間:2022-11-02 10:09:00來源: 新華網

  新華社北京11月1日電 題:原子鍾、太陽翼……探訪夢天實驗艙背後的“硬科技”

  新華社記者宋晨、胡喆、溫競華

  夢天實驗艙發射入軌後,於(yu) 11月1日成功對接於(yu) 天和核心艙前向端口。後續,將按計劃實施夢天實驗艙轉位,夢天實驗艙將與(yu) 天和核心艙、問天實驗艙形成空間站“T”字基本構型組合體(ti) 。本次發射的夢天實驗艙背後有哪些“硬科技”?

  夢天實驗艙內(nei) 安裝有空間科學研究與(yu) 應用領域的超冷原子物理實驗櫃、高精度時頻實驗櫃等7個(ge) 方麵的8個(ge) 科學實驗櫃。其中,高精度時頻實驗櫃是空間站中最複雜的實驗櫃。

  中科院國家授時中心主任、高精度時頻實驗櫃科學實驗係統指揮張首剛介紹,高精度時頻實驗係統通過艙內(nei) 不同特性原子鍾組合,將建成世界上在軌運行的精度最高的空間時間頻率係統。該係統產(chan) 生的高精度時間頻率信號,利用安置於(yu) 艙外的微波和激光時間頻率傳(chuan) 遞載荷向地麵和空間一定範圍傳(chuan) 遞高精度時間頻率信號。

  作為(wei) 空間站科學和技術實驗平台之一,高精度時頻係統研製目標是為(wei) 相關(guan) 精密測量物理提供研究平台,為(wei) 相關(guan) 工程技術應用提供高精度時頻信號。

  據悉,該係統主要由地麵測試評估和實驗驗證係統以及空間載荷部分組成。其中,空間載荷部分主要包括主動型氫原子鍾等11個(ge) 子係統。主動型氫原子鍾是高精度時頻實驗係統中的核心載荷,為(wei) 空間時間頻率係統提供基礎時間頻率信號,同時為(wei) 小型化的主動型氫原子鍾在衛星平台上的應用打下堅實的基礎。

  為(wei) 了滿足係統對氫鍾體(ti) 積重量的要求,中國航天科工集團二院203所氫鍾團隊對整機進行了全麵優(you) 化改進,一係列技術問題迎刃而解。

  “我們(men) 會(hui) 留個(ge) 預計量,在預計的時間內(nei) ,觀測指標的狀況。”中國航天科工集團二院203所設計師鐵中說,這期間,大家滿腦子都是鍾,不停調試、測試,整個(ge) 過程循環往複。大家都憋著一股勁,一定要啃下這塊“硬骨頭”。

  此外,中國空間站上搭載的天文、地理、生物、醫學等各類科學儀(yi) 器將陸續工作,航天員的日常生活也離不開能源,傳(chuan) 統的剛性、半剛性太陽電池翼因其體(ti) 積、重量、功率等因素限製無法滿足需求,而柔性翼體(ti) 積小、展開麵積大、功率重量比高,收攏後厚度隻有18厘米,與(yu) 一部手機長度相當,僅(jin) 為(wei) 剛性太陽翼的八分之一。

  值得注意的是,作為(wei) 一種全新的太陽電池翼,柔性翼具有的係統組成、展開原理、技術難點等特點,與(yu) 傳(chuan) 統剛性、半剛性太陽翼大相徑庭。

  傳(chuan) 統剛性、半剛性太陽翼都是一次展開,而大型柔性太陽電池翼則在全世界範圍內(nei) 首創“二次展開”技術,這是為(wei) 了確保交會(hui) 對接這一關(guan) 鍵動作的絕對安全。

  以夢天實驗艙的太陽電池翼為(wei) 例,交會(hui) 對接過程中,如果太陽電池翼完全展開,就如同兩(liang) 隻手各持一麵巨大的帆。即便是微小的抖動,都會(hui) 導致實驗艙的速度、相對位置和飛行姿態的控製精度嚴(yan) 重下降,控製難度指數級增加。

  為(wei) 此,中國航天科技集團八院設計團隊突破了“二次展開”的關(guan) 鍵技術,在夢天實驗艙發射後的獨立飛行階段,柔性太陽電池翼先展開了一部分電池板以滿足實驗艙能量需求,降低飛行控製難度,圓滿完成交會(hui) 對接。對接完成後,再全麵展開,建立完整的能源係統。

(責編:李雨潼)

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