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目标飞行器总设计师解码天宫一号

2011年09月28日21:38新华网我要评论(0)
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新华网北京9月28日(王敏、刘斐)即将发射的“天宫一号”成为全国乃至世界瞩目的焦点。作为中国航天高技术水平、高可靠性能的最新代言,“天宫一号”在突破技术难关、开启中国未来空间站建设大幕的重大工程中,承担了哪些任务,又作出了哪些贡献?

对此,中国航天科技集团公司五院天宫一号目标飞行器总设计师张柏楠接受记者采访时表示:“作为我国空间实验室的雏形,‘天宫一号’突破了很多关键技术,也验证了很多创新尝试,这些都足以让它在历史长卷中留下浓重的一笔。”

两项重要使命

据张柏楠介绍,天宫一号目标飞行器是我国第一个低轨道、长寿命的大型载人航天器,设计寿命为2年。整个飞行器分为两个舱,前舱实验舱是全密封环境,对接完成后航天员进舱进行工作、训练,一些必要的生活活动、睡眠等也都在这里进行。后舱则是资源舱,内置动力系统、推进系统和能源。实验舱密封的航天员活动空间有15立方米,较之以往的神舟飞船六七立方米的小空间而言,有了很大扩展,更加适合航天员长时间居住。

“‘天宫一号’在整个载人航天工程中主要承担着两项重要使命,一是突破交会对接技术和组合体控制技术,二是作为空间实验室的雏形,验证空间站关键技术,为将来空间站的建设打基础。”张柏楠说。

据介绍,“天宫一号”作为目标飞行器,首先要配合神舟八号飞船突破交会对接技术;而一旦对接成功,神舟八号飞船停靠关机,转由“天宫一号”控制两个飞行器飞行,这时又要考验其组合体控制技术。

天宫系列目标飞行器是空间实验室的一个雏形,无论是现在即将发射的“天宫一号”,还是后续陆续发射的载人航天器型号,主要任务都是要验证空间站的关键技术,为将来建造空间站打基础。

交会对接的“班组长”

在交会对接任务中,天宫一号目标飞行器扮演着一个引导者和指挥管理者的角色,就像一个团队中的“班组长”,始终掌控着工作进度和进展。当神舟八号飞船进入预定轨道,并开始搜寻和探索“天宫一号”的倩影之时,“天宫一号”就会相应地向对方提供引导信号,告诉对方“我在这里”,并始终给追踪飞行器提供引导信息。等到双方终于“敖包相会”,实现对接后,神舟八号飞船就将“大权”上交,安心地停靠在“天宫一号”身边,按照其指令和控制来飞行。

这时,“天宫一号”就义不容辞地承担起了“班组长”的职责,不仅要控制好自己,还要照顾并控制好神舟八号的状态,也就是突破组合体控制技术。

“完成组合体的控制和管理,并非易事。以前卫星也好、飞船也好,都是自己管自己,而现在‘天宫’却不能再独善其身。”张柏楠解释道,对接成功后,“天宫一号”要为神舟八号飞船供电,起码满足500瓦的供电能力,以补充飞船能源不足的问题,这同时也是对将来空间站整个能源系统统一调配、统一管理技术进行试验验证。整个组合体的姿态和轨道也都要由“天宫一号”来统一控制,控制重量翻了一番,等于从轻装上阵到负重前行,无论是指令还是遥测,双方都要重新适应。

试验长征的“先遣兵”

张柏楠说,俄罗斯礼炮1号到礼炮7号,前后反复试验,不断进行空间站技术验证,并最终完成和平号空间站的建设工作,是个循序渐进的过程。用最小的试验样本突破关键技术,并获取最大的实验成果,这是中国特色的载人航天发展之路。

这也就意味着,“天宫一号”这位空间站建设的“先遣兵”,无论是从自身装备还是承担的任务而言,都非等闲。

“天宫一号”里有很多未来空间站会用到的技术和设备,比如大型控制力矩陀螺。据张柏楠介绍,飞船短期飞行靠发动机控制,中型卫星靠动量轮控制,而空间站这种大型空间设施则要靠力矩陀螺才能控制。此外,“天宫一号”应用的电池发电效率高达27%~28%,已经跟国际先进水平相差无几。在信息传输上,也改变了以往依赖地面的被动局面,转而依靠中继卫星实现更快更高效的通讯。

在轨补加技术也是未来空间站的一个关键技术,而“天宫一号”将可以实现推进剂在轨补充,其先进的金属膜壳储箱未来就可以直接应用于空间站的推进系统之中。

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