千锤百炼·精益求精·追求极致——神舟十六号载人飞船的“成功密码”
来源:5月31日《新华每日电讯》
5月30日,长征二号F遥十六运载火箭点火起飞,将航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮搭乘的神舟十六号载人飞船,精准送入预定轨道,我国空间站应用与发展阶段首次载人飞行任务取得圆满成功。
(资料图片仅供参考)
在此次任务中,中国航天科技集团有限公司八院承担了神舟十六号载人飞船的对接机构分系统、电源分系统、推进舱结构与总装、测控通信子系统、总体电路分系统推进舱电缆网及三舱配电器等研制任务,对每一件航天产品千锤百炼、精益求精、追求极致,是八院圆满完成任务的“成功密码”。
5月30日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十六号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口的画面。新华社记者李杰摄
千锤百炼:“对接机构”开展上百次地面试验
发射入轨后,神舟十六号采取径向对接的方式与空间站进行交会对接,停靠于空间站核心舱的径向端口,首次在空间站有人驻留情况下,与90吨级的空间站组合体进行径向对接。对接机构面临与多构型、大吨位、大偏心对接目标的捕获、缓冲、刚性连接等全新挑战。
由八院805所研制的对接机构,自2011年神舟八号与天宫一号实现首次无人交会对接以来,已圆满完成28次在轨交会对接任务(含神舟十六号对接)。为确保对接环捕获目标的时长限制在数秒之间、对接锁系的同步性误差控制在毫米以内,使飞船对接机构在对接的一瞬间即可快速捕获空间站,八院对接机构研制队伍开展了上百次地面捕获缓冲试验。
依托大量的成功飞行数据,团队还建立起从对接机构外协件到产品化部组件的完整飞行数据库,便于在新批次产品的生产过程中,利用历史成功数据包络对产品的生产装配过程进行指导,对产品性能进行预测,提前发现潜在缺陷,提前采取干预措施,确保产品最终的各项性能数据合格。
在轨交会对接时间,从最初的发射后40多小时逐步缩短到2小时,短时间、高效率的交会对接,意味着向空间站运输货物的时间大大缩短,航天员可以快速度入住空间站,同时也对对接机构的故障处置能力提出了更高要求。
八院对接机构飞控团队不断总结经验,对对接机构的在轨故障处置预案,进行了新一轮细化和完善。比如,从原有的预案中识别出了多项处置时间紧急、对任务成功有重大影响的故障预案,重点开展了处置流程优化,为后续飞船执行超快速交会对接提供了有力保障。
神舟十六号载人飞船前往中国空间站模拟图。(中国航天科技集团八院供图)
精益求精:载人飞船的“神经系统”更加可靠
在神舟十六号径向停靠期间,将有两艘货运飞船(天舟五号、天舟六号)同时在轨飞行,空间站组合体的质量将超过100吨。“三舱三船”的组合体构型使得神舟十六号被其他舱体持续遮挡,造成飞船长时间处于太阳无法照射的环境,给整船的发电能力、舱外设备热控能力、通讯保障能力带来了极大挑战。
针对空间站组合体多达20余种构型以及来访航天器的不同停靠状态,八院研制团队提前策划并实施了上百项环境试验和专项测试,验证了飞船在长期停靠全遮挡环境下的各项性能。经过前期4艘载人飞船的在轨飞行验证,可以有效保障神舟十六号在“暗影相随”下的在轨能源供电安全、通信链路畅通。
八院804所承担了神舟十六号载人飞船测控与通信分系统单机产品的研制工作,覆盖空空通信、应答机、遥控遥测、图像、话音、天线、数传等专业领域产品,负责完成载人飞船自主飞行和交会对接阶段的独立测轨、遥测、遥控、图像话音及数据传输等任务,是保障飞行器正常运行的“神经系统”。
为了让“神经系统”更加可靠,研制团队通过反复验证、测试和迭代,实现了应答机的统型,在确保产品更加可靠稳定基础上,将应答机的体积和功耗都降至上一代产品的一半,大大提升了产品效能和研制效率。
同时,“太空接线员”——空空通信机实现扩频模式、非扩频模式自适应接收解调,可实时完成两个航天器相对位置和速度信息的传递,确保两个航天器到达同一“约会”地点。此外,这一代的话音处理设备在原有的“天地话音”链路的基础上,增加了全新的用于交会对接的“空空话音”链路通道,可以实现载人飞船与空间站对接前的高质量双向通话。
追求极致:电源分系统成为百分百“中国心”
电源分系统是神舟十六号载人飞船的“心脏”。为把这颗“心”牢牢掌握在自己手中,稳定持续地供给能量,八院811所科研人员在新批次的电源分系统研制中,开启了核心器件国产化的升级工作。
电源分系统的每一件产品,都需要经过振动、冲击、真空、高温、低温等种种考核,才能最终选用。从印制板原理验证,到整机性能测试;从分系统匹配验证,到整船综合测试,两年时间里,811所科研人员完成了30多个种类、数百个自主器件的装机验证,使新批次电源分系统全面实现了核心器件自主可控,成为一颗百分百的“中国心”。
中国空间站进入常态化运营后,最多可同时停泊3艘来访航天器。神舟载人飞船作为航天员的生命之舟,将长期停靠于前向端口或者径向端口,并经历组合体多次的轨道维持和调姿,以及不同来访航天器的对接和分离。
为此,电源分系统的太阳电池翼及其驱动系统,需要调整姿态并承受复杂的外部力量影响。面对新环境的使用需求,电源分系统研制团队通过地面数字仿真分析和模拟验证,对神舟十六号的太阳电池翼驱动系统进行了升级,采用更加柔和的变频驱动模式。
神舟十六号的能量平衡策略也进一步实现动态优化。当太阳光照条件较强时,太阳电池翼长期停控于最有利于发电的固定位置;当面对太阳光照条件减弱和复杂遮挡共同影响时,由空间站提供最低并网供电能量;当太阳光照条件进一步减弱时,神舟十六号将启动太阳电池翼跟踪太阳,补充自身用电需求。
这样的优化策略,既可以充分节省机械结构的转动损耗,又可以最大程度减少自身对空间站电网的依赖,有利于神舟十六号电源分系统的稳定安全运行。
关键词:
相关阅读
-
千锤百炼·精益求精·追求极致——神舟...
来源:5月31日《新华每日电讯》5月30日,长征二号F遥十六运载火箭点... -
农活竞技欢乐多
5月27日,秭归县九畹溪镇农民参加摸鱼比赛。当日,秭归县九畹溪镇举... -
筑梦未来 备战中考丨培英高中坚持“五...
同学们享受运动时光。培英学子创作的美育作品在江门市文化馆展出。2... -
筑梦未来 备战中考 | 今年江门市中考...
中考临近,学生备考忙。中高考是一年一度的教育大事,不管学校、家... -
环球热推荐:开平深入开展文明城市创建...
宝华路口袋公园建成投用,改善了周边环境,为市民提供了休闲娱乐的... -
市疾控中心:变异株致病力和毒力较低,...
近段时间,来医院门诊看病的呼吸道疾病患者增多。“起初我是喉咙痒... -
南阳市示范性综合实践基地开展“点亮精...
5月30日是全国科技者工作日。为大力弘扬科学家精神,引导广大青少年... -
全球微速讯:唐河县郭滩镇:筑牢食品安...
为进一步增强食品从业人员守法经营和诚信经营意识,筑牢食品安全防... -
主打“冷”“素” 刷屏的极简午餐适合...
刷屏的“极简”午餐适合每个人吗?你的午餐通常吃点啥?是食堂的小... -
速递!来看→2023年广东养老金上涨方案...
根据人社部最新消息:全国调整比例按照2022年退休人员月人均基本养... -
【全球播资讯】王的男人主题曲姻缘中文...
1、假如爱有天意2、夏日香气3、蓝色生死恋——理由钢琴曲4、美丽人... -
全球快看点丨小便前列腺痛怎么办呢,成都...
小便前列腺痛怎么办呢 医院医师说这个状况前列腺出现充血造... -
湖北郧西:“室组地”协同联动 严查群...
“大爷,您家有多少亩地享受耕地地力保护补贴啊?补贴资金打到你的... -
AI早报 | 关于人工智能,北京发布重磅...
2023年5月30日,北京市政府办公厅正式发布《北京市促进通用人工智能... -
AI早报 | 马斯克高调访华,推动自动驾...
马斯克将再次参观上海超级工厂,另一件大事:推动自动驾驶全面入华。 -
沃尔沃EX30侧面图曝光,或将6月7日全球...
5月31日消息,外媒曝光了一组沃尔沃EX30的侧面图,该侧面图曾在沃尔... -
减轻记录工作压力,我入手了一本科大讯...
都说,放假时有多开心,上班时就有多排斥。因为对于每一个职场人来... -
收入不平等危害加拿大青年健康,美英年...
澳大利亚“对话”网站5月28日刊发题为《死于绝望:收入不平等如何令... -
探日卫星“夸父一号”观测到200多个太阳...
30日从2023中关村论坛重大成果解读新闻发布会上获悉,我国首颗综合... -
新能源汽车下乡撬动大市场|焦点
近日,国家发展改革委联合国家能源局制定的《关于加快推进充电基础...