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从地面到太空全方位助力 问天实验舱身后有哪些“四川造”?

2022年07月25日09:09 | 来源:华西都市报
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原标题:从地面到太空全方位助力 问天实验舱身后有哪些“四川造”?

  逐梦岂惧星河远,丹心耿耿寄问天。7月24日下午,随着长征五号B遥三运载火箭冲上云霄,我国空间站建造阶段首个实验舱,也是我国迄今为止发射的最重航天器——约23吨的问天实验舱发射升空,这也是空间站首次在有航天员的状态下迎接航天器来访。

  值得一提的是,问天实验舱从地面发射到在轨运行各个阶段,都不离开“四川造”的支持。火工品、测控通信、居住环境、生命保障……此次“问天”踏上问天之路,背后得到了哪些四川科技力量“撑腰”?

  火箭发射

  运载火箭上的火工品

  97%是“泸州造”

  发动机点火、助推器分离、级间分离……火箭将问天实验舱送上天这些关键动作,都离不开火箭上的火工品。

  记者了解到,本次发射中,长征五号B遥三运载火箭上的火工品,有97%是“泸州造”。包括长征五号B遥三运载火箭上点火器、起爆器、非电传爆系统、爆炸螺栓、固体小火箭和分离装置等在内,这些火工品97%都是由地处四川泸州的中国航天科技集团有限公司第七研究院692厂研制生产。

  此外,航天科技七院692厂还承担了问天实验舱电爆管、爆炸螺栓等产品的研制生产工作,为任务圆满成功贡献了力量。这些小小零件起到的作用十分关键。以电爆管为例,航天科技七院692厂工作人员介绍,问天实验舱想要实现与天和核心舱的精准交会对接,把握好速度和方向是关键。毕竟,太空中真是“差之毫厘,失之千里”。最终要实现完美对接,电爆管前前后后要工作多达20来次。

  测控通信

  新一代测控体系

  搭建天地“生命线”

  “文昌雷达跟踪正常,遥测信号正常。”无论是火箭发射还是中国空间站在轨运行,都离不开精准的测控和可靠的通信。

  位于成都的中国电子科技集团第十研究所,牵头研制了陆海天基测控通信系统,构建了新一代综合化测控体系,负责对航天器(飞船、空间站等)进行轨道测量、遥测遥控和数据传输,是航天器升空后与地面的唯一联系,就像放风筝的风筝线,因此也被大家称为航天器的“生命线”。

  据了解,新一代综合化测控体系主要有“智能化、全国产、高可靠”三大特点。

  “智能化”方面,首先表现为像智能手机一样“统一硬件平台,软件定义功能”,加载不同APP就能实现不同功能。在同一套测控设备上,可以同时运行多种工作模式,并能兼容不同信号模式、频点及目标。

  其次是其自动化运行能力。这就如同飞机的自动驾驶仪一般,除了为了保障安全在关键节点处由操作手操控外,日常测控动作可全自动运行。此外,全网测控资源实现了云架构管控,根据任务占用情况和健康状况自动按需分配计算资源。

  在新一代测控系统中,从软件到硬件,从基础元器件到整机、系统,已全部实现国产化,现在国产操作系统和国产元器件的稳定性、可靠性大大提高。而健康管理系统融合了传统的故障树、专家系统和现代的大数据技术,将“发病——治病”模式转化为“实时全身体检,预测疾病于未然”模式。

  居住环境

  助力航天员太空生活

  品质“再升级”

  “成了!成了!”看着火箭腾空,冯琦和于馨怡十分激动。他们是中国航天科技集团第七研究院七部的设计师,24日两人在发射场做技术支持。

  为了让问天实验舱的内饰和物资运载体现世界顶尖水平,航天科技七院七部的设计师可没少花心思。由于问天实验舱可作为天和核心舱的备份,设计师们重点收集了在核心舱居住过的航天员的反馈和建议,不断优化细节,让太空生活更有品质。

  航天员曾反馈,想让空间再大一些,七部设计师就为实验舱睡眠区的富裕空间增加了储存接口,扩容效果明显。

  航天员希望卫生区能主动堵漏,七部设计师便设计了卫生区的在轨拆卸工况,使卫生区的组件均可以实现在轨拆装,维修难度大大降低,居住舒适性大大提升。

  “每一个货包、每一个组件,都经过了海量的模拟和计算,为了求出空间站上物料排列组合的最优解,我们的设计精度堪比在米粒上雕一幅山水画。”于馨怡介绍说。

  生命保障

  打造“空气净化器”

  保障航天员在太空中自由呼吸

  问天实验舱中,环境控制与生命保障分系统(简称环控生保分系统)为航天员的生命安全提供基本保障。

  位于成都的中国航天科技集团有限公司第七研究院7111厂总装集成的CO2去除子系统和微量有害气体去除子系统,是环控生保分系统的重要组成部分,用于净化舱内的气体环境,是航天员生命安全不可缺少的保障条件。

  在这两个类似于“空气净化器”的子系统项目研制生产任务中,特种阀事业部装调一班班长张金德负责装配调试工作。系统装配并不是简单地把各部件按要求组合拼接在一起,往往一丝一毫都要精准地把控,有着极高的工艺技术要求。

  张金德表示,自己和团队保障的是空间站的“呼吸系统”,关系着航天员的安危。而且装配工作能参考的,只有一张设计图纸,操作规程和装配工具都要自己琢磨或研制。对他而言,与之前装配工作相比,这次任务更需细致也更“烧脑”。

  同时,航天科技七院7111厂还为长征五号B运载火箭伺服机构生产了上百种超5000件的直属部件。伺服机构是火箭控制系统的一部分,与火箭发动机一起构成各级推力矢量控制系统。简单来说,伺服机构就好像是火箭的“方向盘”,是火箭姿态控制的执行元件,它跟随电子指令运动,控制摇摆发动机运动,对火箭进行姿态控制,使火箭按照预定轨道飞行。(华西都市报-封面新闻记者 陈彦霏 杨峰 边雪)

(责编:李强强、高红霞)

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