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“太空快遞”再出征 “硬核科技”齊上陣

發布時間:2023-05-12 16:06:00來源: 中國青年報客戶端

  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文昌航天發射場出發,踏上“太空快遞”運送旅途,次日凌晨,飛船成功對接于空間站天和核心艙后向端口。至此,中國空間站在應用與發展階段迎來了它的首位“訪客”。

  任務成功背后,有一批“硬核科技”,護航“太空快遞”安全準時送達。

  一個名為陸海天基測控通信系統,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、遙測遙控和數據傳輸,是航天器在太空與地面聯系的紐帶,就像放風箏的風箏線,因此也被譽為航天器的“生命線”。

  這條“生命線”由中國電科10所牽頭研制,其中“基帶池”測控技術體制,成為一個共享、通用、大規模信號處理平臺。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”技術體制是航天測控保障的全新亮點。“10所承研的天鏈二號03星地面終端站,是本次發射任務的主力測控站,全面使用‘基帶池’新技術體制”。

  相較于此前天舟飛船,天舟六號的運力從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。中國電科技術專家表示,研制團隊為“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多月的用電量。

  巨大的太陽帆板展開后,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。中國電科研制的感應式永磁步進電機,應用于太陽帆板驅動機構。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“太空加油”。中國電科技術專家表示,團隊研發的“混合式步進電動機-絲杠組件”采用一體化設計,能有效控制浮動斷接器的插合與分離,為推進劑補加管路的連通與斷開提供動力,從而保證“太空加油”任務順利實施。

  在這次任務中,還有一些晶體元器件發揮了重要作用。中國航天科工二院203所專家介紹,石英晶體經過特定設計制成晶體元器件,可以將這種形變變成特定頻率的機械振動,因此晶體元器件被稱為電子設備的“心臟”,加上晶體元器件優異的穩定性,可以為各整機系統實現頻率選擇、頻率控制提供精準穩定的頻率信號。

  “這些頻率信號成為航天器升空之后,地面指揮中心監測飛行狀態的重要參考指標,也為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所專家表示,航天器在發射、飛行和回收過程中,高速運動會導致溫度變化大、機械沖擊大,同時太空環境復雜,意味著對宇航用晶體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家介紹,該院為此次發射提供了6臺120噸級液氧煤油發動機和4臺18噸級液氧煤油發動機,并為天舟六號貨運飛船配置了4臺軌控發動機、32臺姿控發動機和4只金屬膜片貯箱。

  “我們的10臺液煤發動機讓‘太空物流’更快更好,36臺空間發動機讓‘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主任設計師邵業濤說,研制隊伍仍在對長七火箭進行升級,朝著運載火箭更為前沿的發展方向——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,會決定任務的成敗。“火箭以精準入軌為終極目標,而智慧火箭將能‘化腐朽為神奇’,即使真的出現了‘小毛病’,也能智能糾錯,轉危為安,確保入軌。”邵業濤說,隨著智慧火箭的研制應用,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。

(責編:常邦麗)

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