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千锤百炼,精益求精,追求终极—神舟十六号载人飞船的“成功密码”

字号+ 作者:人怨天怒网 来源:百科 2024-03-29 00:56:54 我要评论(0)

新华社记者张建松。5月30日,长征2号F遥16号运载火箭点火起飞,将航天员景海鹏、朱杨柱、桂海超乘坐的神舟16号载人飞船准确送入预定轨道。在中国空间站的应用和发展阶段,首次载人飞行任务取得了圆满成功。

新华社记者 张建松。成功密码

5月30日,千锤求精长征2号F遥16号运载火箭点火起飞,百炼将航天员景海鹏、精益朱杨柱、追求终极桂海超乘坐的神舟神舟16号载人飞船准确送入预定轨道。在中国空间站的号载应用和发展阶段,首次载人飞行任务取得了圆满成功。人飞

在任务中,成功密码中国航天科技集团有限公司承担神舟16载人飞船对接机构系统、千锤求精电源系统、百炼推进舱结构和装配、精益测控通信子系统、追求终极整体电路系统推进舱电缆网和三舱配电器开发任务,神舟对每个航天产品,号载卓越,追求极端,是八个成功完成任务的“成功密码”。

5月30日,神舟16号载人飞船在北京航天飞行控制中心成功对接空间站天和核心舱径向端口。新华社记者 李杰摄。

千锤百炼:“对接机构”进行了数百次地面试验。

神舟16号发射入轨后,通过径向对接与空间站对接,停靠在空间站核心舱的径向端口。当空间站有人停留时,神舟16号首次与90吨空间站组合体径向对接。对接机构面临着捕获、缓冲、刚性连接等新的挑战,如多构型、大吨位、大偏心对接目标。

自2011年神舟八号与天宫一号实现首次无人交会对接以来,由八院805研制的对接机构已成功完成28次在轨交会对接任务(含神舟十六号对接)。为了确保对接环捕获目标的持续时间限制在几秒钟内,对接锁的同步误差控制在毫米以内,使飞船对接机构能够在对接时快速捕获空间站,第八医院对接机构开发团队进行了数百次地面捕获缓冲试验。

依托大量成功的飞行数据,团队还建立了从对接组件到产品组件的完整飞行数据库,方便在新批产品生产过程中,利用历史成功数据指导产品生产组装过程,预测产品性能,提前发现潜在缺陷,提前采取干预措施,确保产品最终性能数据合格。

轨道对接时间从最初发射后的40多小时逐渐缩短到2小时。短期高效的交叉对接意味着向空间站运输货物的时间大大缩短,宇航员可以快速入住空间站,对对对接机构的故障处理能力提出了更高的要求。

八院对接机构飞行控制团队不断总结经验,对对对接机构的轨道故障处理方案进行了新一轮的细化和完善。例如,从原计划中识别出一些对任务成功有重大影响的紧急处置时间和故障计划,重点优化处置过程,为后续飞船实施超快交会对接提供了有力保障。

载人飞船神舟十六号到中国空间站模拟图。(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”更可靠。

神舟十六号径向停靠期间,将有两艘货船(天舟五号、天舟六号)同时在轨飞行,空间站组合体质量将超过100吨。“三舱三船”的组合体结构使神舟16号不断被其他舱体遮挡,导致飞船长期处于阳光无法照射的环境中,给整船的发电能力、舱外设备的热控能力和通信保障能力带来了巨大挑战。

鉴于空间站组合体的20多种形状和来访宇宙飞船的不同停车状态,第八研究院开发团队提前规划并实施了数百项环境试验和专项试验,验证了宇宙飞船在长期停车环境中的性能。经过前期四艘载人飞船在轨飞行验证,神舟十六号在“暗影相伴”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开发,涵盖了空气通信、应答机、遥控遥控、图像、声音、天线、数字传输等专业领域的产品,是保证飞机正常运行的“神经系统”。

为了使“神经系统”更加可靠,开发团队通过反复验证、测试和迭代实现了应答机的统一类型。在保证产品更加可靠稳定的基础上,将应答机的体积和功耗降低到上一代产品的一半,大大提高了产品的效率和开发效率。

同时,“空间接线员”——空气通信机可以实时完成两个航天器相对位置和速度信息的传输,实现扩频模式和非扩频模式的自适应接收和解调,确保两个航天器到达同一个“约会”地点。此外,在原有“天地话音”链路的基础上,这一代话音处理设备增加了一个新的“空话音”链路通道,用于交会对接,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100%的“中国心”。

电源分系统是神舟十六号载人飞船的“心脏”。为了牢牢把握这颗“心”掌握在自己手中,稳定持续地供能,八院811名研究人员在新批电源子系统的开发中开始了核心设备本地化的升级。

在最终选择之前,电源分系统的每一件产品都需要经过振动、冲击、真空、高温、低温等评估。从印刷板原理验证到整机性能测试;从分系统匹配验证到全船综合测试,811名研究人员完成了30多种独立设备的安装验证,使新批电源分系统完全实现了核心设备的独立控制,成为100%的“中国中心”。

进入正常运行后,中国空间站最多可同时停泊3艘来访航天器。作为宇航员的生命之舟,神舟载人宇宙飞船将长期停留在前端或径向端口,并经历组合体的多次轨道维护和调整,以及不同访问宇宙飞船的对接和分离。

因此,太阳能电池翼及其驱动系统需要调整姿态,并承受复杂的外力影响。面对新环境的使用需求,电源子系统开发团队通过地面数字模拟分析和模拟验证,升级了神舟16号太阳能电池翼驱动系统,采用了更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了动态优化。当阳光条件较强时,太阳能电池翼长期停在最有利于发电的固定位置,空间站提供最低并网电源,当太阳能条件进一步减弱时,神舟16号将启动太阳能电池翼跟踪太阳,补充自身的电力需求。

这种优化策略不仅可以充分节省机械结构的旋转损耗,而且可以最大限度地减少对空间站电网的依赖,有利于神舟16号电源子系统的稳定安全运行。

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