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打造“能源矩陣” 鍛造“靈敏神經”

發布時間:2023-05-11 09:58:00來源: 光明網-《光明日報》

  光明日報記者 張曉華 光明日報通訊員 尚素娟

  “5、4、3、2、1,點火!”隨著扣人心弦的倒計時聲和大屏幕上數字的閃爍,長征七號遙七運載火箭一飛沖天。為讓火箭能夠被實時“看到”,像追蹤物流信息一樣對發射進行全程掌控,載人航天工程副總指揮單位中國電科為天舟六號編織安全可靠的“測控通信網”,打造諸多核心關鍵器件,確保“太空快遞”順利到達。

  此次任務,天舟六號再次“擴容”,運力從6.9噸躍升到7.4噸,這就需要一張“巨能翅膀”保證它時刻電力滿滿。

  中國電科為天舟六號精心打造了半剛性太陽電池陣“翅膀”。“為保證‘巨能翅膀’穩定可靠,中國電科突破關鍵核心技術,完善固化半剛性太陽電池陣設計狀態和生產工藝,確保天舟六號順利攜帶‘太空之家’所需物資‘一飛沖天’。”天舟六號半剛性太陽電池陣主管設計師劉松喆說。

  天舟六號太陽電池陣產品繼承天舟一號半剛性太陽電池陣技術狀態,完善和固化了半剛性太陽電池陣的設計狀態和生產工藝,設計平均效率高達28%,兩翼供電能力超過8千瓦。

  “巨能翅膀”展開后,在飛行過程中要不斷調整方向,使太陽電池對準太陽,才能為整星工作提供能量。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。別看這款電機“身軀”小,它的“能量”卻很大,在太空中能長期平穩運行,確保太陽帆板在任務執行中始終“對日定向”,從而獲取源源不斷的“太陽能”。

  中國電科為火箭量身定制了小體積、輕量化的二次供電方案,研制的多款高可靠厚膜電源及濾波器,以堅強有力的“脈搏”為艙體各功能單元提供穩定供電,并成功應用于飛船姿態軌道控制、星敏傳感器、主控計算機、光纖陀螺、載荷管理等系統中,確保發射安全可控。

  不只供能,還要加油。空間站在軌長期飛行,燃料不斷消耗,需要貨運飛船運送燃料并完成“推進劑”在軌補加,被稱為“太空加油”。為保證“加油”任務順利實施,中國電科21所研制了“混合式步進電動機—絲杠組件”。

  “穩定可靠的在軌推進劑補加技術,是支撐航天員能在空間站這個‘太空之家’連續工作的重要保障。”產品設計師李聽斌說,他們研發的“混合式步進電動機—絲杠組件”,采用一體化設計,就像“加油槍”的“助動器”一樣,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。

  航天器在太空與地面如何聯系?

  中國電科10所牽頭研制的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唯一紐帶,被稱為航天器的“生命線”。

  這是如何實現的呢?“我們承研的天鏈二號03星地面終端站,是本次發射任務的主力測控站,靠的就是‘基帶池’新技術體制。”中國電科首席科學家柴霖表示,“基帶池”技術體制,秉承硬件平臺通用、軟件定義功能、任務動態部署、系統成長演進的綜合化設計理念,是一個共享、通用、大規模信號處理平臺,能同時運行多種測控、數傳工作模式,兼容不同信號形式、不同頻點、多個目標。該測控設備像飛機自動駕駛儀一樣,具備自動化運行能力,實現了全網測控資源的云架構管控,可以根據任務占用和設備健康狀況,在全網自行按需分配計算資源。

  據介紹,作為未來技術發展的趨勢,“基帶池”技術體制既能增加模塊冗余量,進一步提高測控通信系統的可靠性,又能使硬件設備通用化,提高資源的利用率。

(責編:李雅妮)

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