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太空“快遞哥”天舟一號發射成功!“四川造”又立功了

中國電科10所工程師蒲黃河在文昌現場保駕

四川線上消息(記者 朱雪黎)“5、4、3、2、1,

點火,起飛……“4月20日19時41分35秒,由長征七號運載火箭搭載,我國自主研製的第一艘貨運飛船“天舟一號”準時點火升空。

作為我國載人空間站工程的重要組成部分,天舟一號貨運飛船的主要任務是為空間站運送貨物和推進劑等物資,為人類長期留駐太空提供保障。因此,人們將其形象地稱為太空“快遞小哥”。

天舟一號總長10.6米,艙體最大直徑3.35米,起飛重量約13噸,

運送能力6.5噸。是目前我國體積最大、重量最重的航天器。按計劃,天舟一號入軌後,將與天宮二號空間實驗室先後進行3次交會對接、3次推進劑補給以及空間科學和航太技術等多領域的實驗項目。

太空“快遞小哥”如何確保完美配送?記者從多方獲悉,在飛船發射,以及與天宮二號對接的過程中,來自四川的技術和設備保障將發揮重要作用。

貨物“大管家”來自四川

發射中,中國航太科技集團公司第七研究院(四川航太技術研究院)宇航型號總指揮宋勇、宇航型號技術負責人陳粵海站在海南文昌衛星發射中心第一現場,

屏住呼吸靜待喜訊傳來。“發射圓滿成功!”一聲高呼,現場不約而同松了一口氣,鼓掌歡呼起來。

他們帶領的這支現場不足10人的小分隊,實則扮演著整艘飛船所有裝載貨物“大管家”的重要角色。

飛船運送的貨物五花八門,既有太空人在軌生活所需的食品、服裝、飲水、空氣、醫療用品等消耗類物資,

也有各類科研設施設備、空間站維修備品備份等。要將形態各異的貨物準確無誤送達太空,從包裝材料、擺放佈局,每一個小環節都是一道大難題。

為此,該院6年前就組建起團隊,專項研製貨運飛船系統工程中一個特殊分系統——貨運保障分系統(簡稱“貨保分系統”)。如今,他們的創新研製,填補國內空白,成為中國太空物流“第一單”。

“太空物流成本很貴,我們既要確保飛船飛行安全,又想最大化利用空間裝載率,盡可能降低成本。“該團隊設計人員李暢表示,物資裝載佈局與配平優化是他們攻克的”頭號難題“。目前,總長10.6米,艙體最大直徑3.35米,運送能力超6噸的飛船配平精度已達到毫米量級。如果將飛船比作一個大型天平,要確保飛行安全,左右必須平衡。平衡狀態下,左右的重心線會與中軸線重疊。

而飛船配平精度毫米量級,就是指船艙裝載貨物後,左右的重心線與中軸線的偏差在10毫米以內。這一精度,在國際上也屬頂尖水準。

往太空送快遞,“包裹”包裝材料也是“私人定制”。“國內還找不到現成的成熟材料。”該院七部宇航室主任彭志會表示,飛船與空間站對接在軌期間,太空人要進入飛船進行貨物的取放,因此新材料必須具備超低有害氣體逸出、高效抗菌防黴等性能,不會對太空人產生人體傷害。同時,還要具備高阻燃、燃燒產物低毒及優良的力學性能。為此,他們花費長達3年的時間,成功研製出外部包裝所需的特種纖維布和內部所需的特種聚氨酯泡沫。

值得一提的是,除了送補給,將空間站內產生的各類生活和試驗“垃圾”帶回,也是飛船的重要任務之一。為確保太空人能夠準確、高效地在飛船內找到所需物品,並能絲毫不差地將廢棄物裝到船內相應位置,貨運保障分系統還可通過智慧物資資訊管理系統,實現貨物全過程視覺化、自動化、智慧化的雙向可追溯管理。

測控系統近七成“四川造”

地面之間通信聯繫,可通過手機、網路等實現。而飛船要在太空與地面一直“保持聯繫”,航太測控通信系統是唯一紐帶。

中國電科10所副總工程師柴霖表示,此次參與天舟一號飛船發射以及與天宮二號對接任務的測控通信系統涉及10多個陸基、海基以及天基系統,位於成都的中國電科10所承研的系統占了近70%。

其中,包括其部署於三亞、喀什、佳木斯、西沙以及國外等地的多個地面統一測控系統,遠望五號、六號、七號船的船載統一測控系統,以及天鏈一號中繼衛星系統地面終端站終端設備和測距轉發站等。

陸基及船載統一測控系統是飛船入軌、在軌運行、交會對接以及返回階段的關鍵測控通信系統,中國電科10所是這些系統研製的國家隊和主力軍,曾多次100%完成相關航太任務。曾在保障神舟十一號號發射時首次亮相的遠望七號航太測量船,此次也將繼續發力。

按計劃,天舟一號入軌後,與天宮二號空間實驗室的交會對接將有3次,推進劑補給也將有3次,測控與通信時間較長。如何保障其長時間測控與通信?天鏈一號中繼衛星系統將發揮大功效。

中繼衛星一度被譽為“衛星的衛星”,可在地面站無法建立天地鏈路的軌道弧段,對天舟一號、天宮二號的測控與資料傳輸,實現對接過程中多目標的測控通信任務。之前,中國電科10所承擔了天鏈一號中繼衛星系統三個地面終端站所有關鍵終端設備的研製。天鏈一號通過三星組網完成對於全球200公里以上、2000公里以下空間的全軌道覆蓋,覆蓋率近100%。目前,天鏈一號中繼衛星系統已實現了四星在軌,地面三站組網運行,可進一步有效地支持天舟一號與天宮二號飛行及對接過程中的長時間測控與通信。

為運載火箭和飛船打造“火眼金睛”

天舟一號發射升空,中國電科10所還承擔著為運載火箭打造“眼睛”的任務。

“這次我們還為其專門研製了新型產品。”柴霖介紹,10所參加“天舟一號”任務的運載火箭系統設備主要是外測安全分系統的脈衝相參應答機、脈衝應答機綜合測試設備、射頻光傳輸設備以及視頻光傳輸設備等,其中脈衝相參應答機安裝在運載火箭上,與地面雷達協同完成運載火箭全程即時航跡測量並判定飛行是否正常,直到箭船分離,相當於“眼睛”功能。新型產品在原有成功經驗的基礎上,針對海南靶場特殊的應用環境採用了全新的三防設計,大大增強了產品對潮濕、鹽霧、黴菌等環境的適應性。

在神舟載人飛船的發射任務中,中國電科10所為運載火箭系統提供的外測系統設備除了脈衝相參應答機外,還有具有更高測量精度的雙頻應答機,以及保障太空人安全的逃逸指令接收機等關鍵設備。而天舟一號只載貨,不載人,所以只配置了脈衝相參應答機。

此次任務中,位於成都的中科院光電技術研究所(以下簡稱光電所)也參與了飛船“眼睛”的研製。據悉,天舟一號和天宮二號預計於兩天后進行第一次交會對接,光電所研製的遙操作攝像機及交會對接雷射雷達將在交會對接中承擔重要的空間測量任務,確保天舟一號和天宮二號順利找到彼此,成功牽手。

“四川造”助力天舟一號成功發射,除了中央在川科研院所,也不乏本土企業身影。“長虹軍工產品又一次出訪星際。”長虹軍工相關負責人介紹,此次天舟一號任務,長虹提出了包括測量雷達、氧化鈹陶瓷夾持杆等在內的多個產品配套。而此前,長虹已先後為我國載人航太工程配套了神舟、天宮等9大系列、5萬多隻電連接器。

“此次配套的測量雷達,也填補了這一領域的國內空白。”據悉,長虹該測量雷達,主要是在發射前100秒為發射指揮中心提供火箭發射初始階段的即時參數和軌道資訊。目前,中國所有航太發射中心都已裝備該雷達。

不會對太空人產生人體傷害。同時,還要具備高阻燃、燃燒產物低毒及優良的力學性能。為此,他們花費長達3年的時間,成功研製出外部包裝所需的特種纖維布和內部所需的特種聚氨酯泡沫。

值得一提的是,除了送補給,將空間站內產生的各類生活和試驗“垃圾”帶回,也是飛船的重要任務之一。為確保太空人能夠準確、高效地在飛船內找到所需物品,並能絲毫不差地將廢棄物裝到船內相應位置,貨運保障分系統還可通過智慧物資資訊管理系統,實現貨物全過程視覺化、自動化、智慧化的雙向可追溯管理。

測控系統近七成“四川造”

地面之間通信聯繫,可通過手機、網路等實現。而飛船要在太空與地面一直“保持聯繫”,航太測控通信系統是唯一紐帶。

中國電科10所副總工程師柴霖表示,此次參與天舟一號飛船發射以及與天宮二號對接任務的測控通信系統涉及10多個陸基、海基以及天基系統,位於成都的中國電科10所承研的系統占了近70%。

其中,包括其部署於三亞、喀什、佳木斯、西沙以及國外等地的多個地面統一測控系統,遠望五號、六號、七號船的船載統一測控系統,以及天鏈一號中繼衛星系統地面終端站終端設備和測距轉發站等。

陸基及船載統一測控系統是飛船入軌、在軌運行、交會對接以及返回階段的關鍵測控通信系統,中國電科10所是這些系統研製的國家隊和主力軍,曾多次100%完成相關航太任務。曾在保障神舟十一號號發射時首次亮相的遠望七號航太測量船,此次也將繼續發力。

按計劃,天舟一號入軌後,與天宮二號空間實驗室的交會對接將有3次,推進劑補給也將有3次,測控與通信時間較長。如何保障其長時間測控與通信?天鏈一號中繼衛星系統將發揮大功效。

中繼衛星一度被譽為“衛星的衛星”,可在地面站無法建立天地鏈路的軌道弧段,對天舟一號、天宮二號的測控與資料傳輸,實現對接過程中多目標的測控通信任務。之前,中國電科10所承擔了天鏈一號中繼衛星系統三個地面終端站所有關鍵終端設備的研製。天鏈一號通過三星組網完成對於全球200公里以上、2000公里以下空間的全軌道覆蓋,覆蓋率近100%。目前,天鏈一號中繼衛星系統已實現了四星在軌,地面三站組網運行,可進一步有效地支持天舟一號與天宮二號飛行及對接過程中的長時間測控與通信。

為運載火箭和飛船打造“火眼金睛”

天舟一號發射升空,中國電科10所還承擔著為運載火箭打造“眼睛”的任務。

“這次我們還為其專門研製了新型產品。”柴霖介紹,10所參加“天舟一號”任務的運載火箭系統設備主要是外測安全分系統的脈衝相參應答機、脈衝應答機綜合測試設備、射頻光傳輸設備以及視頻光傳輸設備等,其中脈衝相參應答機安裝在運載火箭上,與地面雷達協同完成運載火箭全程即時航跡測量並判定飛行是否正常,直到箭船分離,相當於“眼睛”功能。新型產品在原有成功經驗的基礎上,針對海南靶場特殊的應用環境採用了全新的三防設計,大大增強了產品對潮濕、鹽霧、黴菌等環境的適應性。

在神舟載人飛船的發射任務中,中國電科10所為運載火箭系統提供的外測系統設備除了脈衝相參應答機外,還有具有更高測量精度的雙頻應答機,以及保障太空人安全的逃逸指令接收機等關鍵設備。而天舟一號只載貨,不載人,所以只配置了脈衝相參應答機。

此次任務中,位於成都的中科院光電技術研究所(以下簡稱光電所)也參與了飛船“眼睛”的研製。據悉,天舟一號和天宮二號預計於兩天后進行第一次交會對接,光電所研製的遙操作攝像機及交會對接雷射雷達將在交會對接中承擔重要的空間測量任務,確保天舟一號和天宮二號順利找到彼此,成功牽手。

“四川造”助力天舟一號成功發射,除了中央在川科研院所,也不乏本土企業身影。“長虹軍工產品又一次出訪星際。”長虹軍工相關負責人介紹,此次天舟一號任務,長虹提出了包括測量雷達、氧化鈹陶瓷夾持杆等在內的多個產品配套。而此前,長虹已先後為我國載人航太工程配套了神舟、天宮等9大系列、5萬多隻電連接器。

“此次配套的測量雷達,也填補了這一領域的國內空白。”據悉,長虹該測量雷達,主要是在發射前100秒為發射指揮中心提供火箭發射初始階段的即時參數和軌道資訊。目前,中國所有航太發射中心都已裝備該雷達。