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天舟一号大刀阔斧使用国产核心元器件 为未来空间建设打下基础

天宫二号与天舟一号在太空中要经过几十万公里的追逐,完成“穿针引线”般的精准对接,从二者距离150m开始直到最终完成精准对接整个过程中,有一个被誉为“灵敏眼睛”的光学成像敏感器,该设备能让两个高速运行的飞行器更加迅速、可靠的对接在一起。

中国电子科技集团公司高级工程师刘志强介绍,“导航定位激光信息源是光学成像敏感器的关键组件,即使是在太空中漆黑无界,它也能发出激光,在黑暗中找到目标,传递信息;即便是在面对太阳强光的直射时,它也能发射出比阳光更加明亮的双波长激光,确保‘眼睛’不被伤害,找到目标。”

“在本次航天任务中,激光信息源面临着在轨时间长、使用次数多、对接速度快和在阳照区环境实施对接等多重考验,对接精度必须精确到毫米级,可以说,交会对接难度非常大。”基于此,中国电科的项目团队在有限的时间内,结合航天实际应用进行产品原理和工艺的全新设计,进行了完整、充分的相关环境试验,经过2000多次的试验,最终研制出第三代产品,其可靠性更高、重量更轻、体积更小、功耗更低,高抗辐照、传导热能力强,主要技术指标达到国际先进水平。而这个过程可谓艰辛。

在“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”交会对接任务中,发射指挥中心可通过航天513所研制的宽波束中继测控系统搭建的天基测控通信系统,随时掌握“天舟一号”货运飞船和“天宫二号”的运行情况,并向飞船发送指令,保证任务执行。

据航天513所“天舟一号”宽波束中继测控终端主管设计师张举介绍,过去由于通信通道相对狭窄,飞船在调整姿态进行对接、分离等技术动作时,与中继卫星极有可能出现信号中断现象,而宽波束中继测控系统最大的优势是测控覆盖范围大,能够实现更大范围的中继测控。

与此同时,由航天513所山东航天空间载荷中心研制的舱内辐射环境测量载荷将进行粒子辐射环境探测及元器件辐射效应监测,对相关元器件在经受空间辐射考验后的“身体状况”进行“诊断”。

据航天513所山东航天空间载荷中心粒子探测组技术负责人刘金胜介绍称,舱内辐射环境测量装置能够测量空间中的辐射环境以及元器件在空间辐射效应中的正常工作状态,判断这个元器件是否能在空间中稳定运行,保证货运飞船和其它一些航天器能顺利完成原定目标。

此外,航天513所研制的星载计算机产品应用于飞船多个分系统,为各系统稳定运行发挥关键作用。

天舟一号货运飞船重13吨,主要由货物舱、推进舱两个舱段组成,其中推进舱由中国航天科技集团公司上海航天技术研究院负责总装,为飞行器提供动力、能源和通信功能,同时为空间站提供推进剂补加服务。

据上海航天技术研究院对接机构专家靳宗向介绍,“天舟一号”比载人飞船重很多,相比载人船上的对接机构,此次货运飞船上的对接机构特别增加了一些缓冲装置,控制器和驱动器也进行了相应的升级。第二代对接机构必须适应未来空间站建造阶段8-180吨各种吨位、各种方式的对接,包括偏心对接,其间将会产生巨大的对接能量,对于对接机构的缓冲耗能能力提出很高的要求,这也是空间站建造阶段必须突破的一项技术。上海航天的设计师们通过大量的技术攻关和方案论证,提出了可控阻尼的控制思路。这项设计经过可控阻尼器单机产品、改进型传动缓冲对接机构产品以及分系统级的整机、缓冲等全覆盖的考核措施,满足本次及后续任务的需求。

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