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上海航天破解“对接、电源、优化、遥测”四大难题

2011年11月4日 05:26

来源:东方网 作者:徐进 选稿:袁松禄

  东方网11月4日消息:据《劳动报》报道,“神舟八号”和“天宫一号”昨天在太空精彩对接。为了这7分多钟的完美一瞬,上海航天技术研究院参与奋斗了16年之久。该院承担了资源舱、推进舱的结构与总装,电源分系统、对接机构分系统以及测控与通信分系统主要设备和总体电路电缆网的研制任务。

  对接机构:16年攻关路

  自力更生、自主创新是中国航天发展壮大的必由之路。为抓住对接机构研制任务的先机,早在16年前,上海航天技术研究院就谋篇布局、精心策划了空间对接这一篇大文章,开始了历时16年的艰难攻关历程。

  1995年,开始技术原理的探索和仿真试验;1999年,研制出第一台1∶1原理样机;2005年,进入工程研制;2010年,正样产品交付总体。

  为了真实模拟太空对接的复杂环境,上海航天人勇挑重担,利用动力学、运动学、热力学等对部件和系统进行仿真试验,创新地建立了一套完整的世界一流的对接模拟实验系统,实现了在高低温、真空、失重等空间环境条件下的捕获、缓冲和分离过程。俄罗斯和欧空局的航天专家在实验现场参观后,竖起大拇指一致称赞:这是当今世界最高水平的对接机构地面试验设备。

  电源系统:

  构筑生命保障线

  低轨高压电源系统是上海航天技术研究院承担攻关的天宫一号两大难题之一。针对低轨道运行环境的特点,上海航天技术研究院的科研人员集智攻关,攻克了高低压电源隔离与防护技术、高压开关分流技术和高压器件及组件的空间环境试验验证技术,成功自主研制出我国首个100V低轨高压电源系统。配合高压半刚性太阳电池翼和一年充放电可达5500次、充放电效能高达70%的低轨长寿命高充放电倍率氢镍电池组,共同沟通太空旅行的生命保障线。

  为适应载人飞船在轨工作寿命6个月以上的需求,上海航天技术研究院还针对神舟八号开展了银锌蓄电池湿荷电延长贮存寿命的技术攻关,将原仅有5个月的湿荷电贮存寿命提高了10个月,大大提高了载人飞船在轨飞行时间。

  优化设计:为飞船成功“减负”

  为了突破空间站长期留轨的姿态、轨道控制和能源需求,就必须对天宫一号的资源舱和神舟八号的推进舱进行优化设计,在提高承载能力的同时减轻自身重量。研制队伍进行了大量的技术攻关,最后采用铝锂合金,成功为舱段减重10%左右,同时保证了结构强度、刚度等性能,提高了资源舱结构承载能力,推进剂比之前神舟飞船增加了50%以上。采用了数字化模装技术,充分开展推进舱新增发动机的协调和模装验证,联合资源舱的单机设计对电池模块进行赋形设计,节约了设备的安装空间。同时总装规划了电缆的长度和走向,确保了高压电缆散热良好和安全。

  遥测遥控:

  拍下那辉煌一刻

  测控与通信分系统是飞船天地通信的关键,在交会对接任务中,拍摄下交会对接那精彩一刻的摄像机就由上海航天技术研究院研制。从低频到高频,从模拟到数字,采用了当代测控通信领域发展最新的技术,代表了技术发展的前沿。相比一期的话音系统,舱内摄像机视场角度更宽,成像效果更好,色彩更鲜艳,两台相对安装的摄像机更是把交会对接情况尽收眼底。

  在此次任务中,上海航天技术研究院承担了近200台套飞行产品研制,涵盖测控、数传、话音、图像等多个专业领域,为了保证任务的顺利完成,上海航天技术研究院落实六个百分之一百的工作要求,对关键特性、设计欲度、单点故障、测试和研制覆盖性、故障预案充分性等进行重点检查,切实把控技术、计划和质量风险,按照集精细化质量管理要求,全面开展研制风险分析和控制,以产品数据包为抓手,良好地完成了任务。图为跻身世界一流的我国太空对接地面模拟技术。

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