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航天科工助力空间站天和核心舱成功发射

作者: 崔爽 来源: 科技日报
2021-04-30 07:56 
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科技日报记者 付毅飞 崔爽

4月29日,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱在中国文昌航天发射场顺利升空,标志着中国空间站在轨组装建造全面展开。这是继2020年5月长征五号B运载火箭首飞任务取得圆满成功后,我国载人航天史上又一个具有历史意义的时刻。

此次任务中,航天科工发挥自身科技创新优势,研制生产的系列高性能、定制化产品,在发射任务中大显身手,助力任务圆满成功。

一切为了平安“飞天”

航天科工为长征五号B遥二运载火箭研制配套了多种地面测控设备,在火箭测试、转场和发射过程中为发射任务进行“健康监测”。动力测控系统PXI测试组合是获得动力系统各项测试参数的关键环节,可通过采集传感器传来的数据,将全箭动力系统的健康状态实时反馈给指挥人员,提供火箭发射指挥决策过程的支撑数据。同时,测量系统PXI自动测控组合作为该型号火箭的地面关键测控设备,起到对测发控信号实时监测和供配电控制的作用。整流罩环境测试组合是在星箭合体后,直到发射前都在时时刻刻的监测整流罩内的温度、湿度环境状态,保障天和核心舱时刻处于一个良好的环境中。

在长征五号B遥二运载火箭发射升空期间,航天科工研制的两部固定式脉冲测量雷达一直注视着火箭的轨迹。这是专门承担运载火箭发射上升段相关测量任务的雷达,能为指控中心实时提供火箭距离、方位、俯仰等精确坐标信息和径向速度数据,一旦飞行出现偏移轨道的状况,即刻就能发现。因不受雨雪台风等天气因素影响,在火箭飞行观测的初始阶段,测量雷达发挥至关重要的作用,这两部“功勋”雷达,先后已圆满完成长征七号、长征五号首飞等数次飞行任务。

在此次任务中,航天科工研发的声表滤波器和扼流圈为飞行器的传输系统、通信分系统等关键部位提供通信保障服务。航天器发射中一旦有了信号干扰,地面接收到的内容就像接听串了线的电话,难以分辨准确信息。声表滤波器能有效滤除不同飞行阶段的各种干扰信号,保障通信清晰传回地面。扼流圈则用于抑制设备电路因环境变化引起的电流突变,提升设备抗电磁干扰能力,保障设备可靠性。

为了滤除无用的信号干扰,确保探测器与地面中心的信号畅通,每一个合格的高可靠性声表面波器件,都需在高倍显微镜下“过关斩将”,最细线条相当于头发丝直径的数百分之一,还需在超净间加工、清洗。

天和核心舱到达预定轨道后必须“摆正姿态”,这正是航天科工研发的石英挠性加速度计和IF转换电路这对“王牌CP”的拿手好戏。石英挠性加速度计负责测量天和核心舱发动机在轨工作时产生的微弱加速度,将其作为电流信号输出,而它的搭档IF转换电路则能够准确将此信号“翻译”成脉冲信号,从而为它们所隶属的惯性测量单元“知晓”加速度乃至速度、位置等信息提供了最重要的前提。

其实,这对“CP”其实是我国神舟、探月等任务的“全系标配”,还广泛应用于航空、船舶、兵器、石油、岩土工程等诸多领域。

小器件大作用  守护空间站“心脏”

晶体元器件通常被称为电子设备的“心脏”,它可以产生电子设备中的频率信号。这些产品具有高可靠、小尺寸、优指标、低老化、长寿命等优良特性,为通讯、导航和控制系统等提供时间频率基准。

航天科工为此次任务配套的晶体元器件产品,各个“身经百战”。特别是随着空间站性能的逐步提升,更新换代的更高频率、更优性能指标的产品也配套在空间站中,例如,某型差分晶振,应用于舱内某载荷中,可以输出更低抖动,更优稳定度的高频信号,助力空间站内部信号的高速传输和处理。

航天科工研制的高性能、高精度、高可靠性的系列产品可谓发射任务的“守护者联盟”。供气管路安装建设保障发射基地相关需求健康运转。特种阀门、多种管路和数万件复合密封管路连接件广泛运用于运载火箭的各个重要部位,保障箭体内“血液”的正常流转。小型停泊机构被动端和分离螺母两种产品用于天和核心舱连接接口和机械臂机构的压紧与释放。同时,航天科工为本次发射任务提供了数千只(台套)高性能电连接器、继电器产品。电机、精密齿轮传动部件以及数十万件高性能紧固件,共同为本次发射任务提供保障。

系列新型“黑科技”产品搭载核心舱升空

本次发射任务,搭载了航天科工研制的微波雷达、尿处理子系统及电解水净化器、气体流量调节阀、新一代质量测量仪等核心产品随天和核心舱发射升空,将在后续空间站任务中发挥重要作用。

新一代微波雷达作为中远距离的测量手段,将为空间站建设“穿针引线”,在交会对接过程中为飞船与空间站核心舱提供精确测距、测速、测角信息及通信数据,实现远距离捕获、稳定跟踪、精准导引。

尿处理子系统及电解水净化器等是空间站环控生保分系统的重要组成部分,是载人空间站任务实现航天员长期在轨驻留的标志性关键产品,堪称星辰之上的中国超级“净化器”,对于实现空间站水资源的循环利用具有重要意义。

气体流量调节阀安装在天和核心舱中,通过控制阀门开口量,来调节冷凝热交换气体流量的比例,从而改变空气的换热量和除湿量,由此对舱内的温度、湿度进行控制,保证舱中航天员具有合适的工作环境。

此外,新一代质量测量仪可在太空环境下进行人体、物品的质量测量。长寿命泵、特种管路等系列产品,将在空间站后续运行过程中持续发挥作用。

【责任编辑:张瑨瑄】
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