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天宫一号:高科技产品保障发射成功精准入轨

2011年09月30日18:15新华网我要评论(0)
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新华网北京9月30日电(记者 王敏)作为我国国防科技工业的中坚力量,中国航天科工集团公司研发的多项高科技产品为“天宫一号”的成功发射、精准入轨提供了有力技术支撑。

十年打造“天宫”动力储藏站

从神舟到天宫,从飞船到未来的空间站,飞行器要反复使用,燃料必须反复加注,这在中国航天领域是一项全新技术。航天科工历经10年打造的金属膜盒,作为“天宫一号”大型液体燃料贮箱的核心部件,能够容纳燃料反复加注、反复使用,为载人航天未来发展提供了动力的储藏站。

大型液体燃料贮箱是载人航天二期工程的五大关键技术之一,而膜盒是该贮箱的核心部件,属国内首创,国际上也仅有少数国家掌握此项技术。航天科工所属南京晨光集团公司大型燃料贮箱膜盒的研制成功,实现了可反复加注、重复使用的技术目标,这项技术的突破和掌握,使只能在一定时间内运行的飞船变为可以长期在太空运行的“工作站”。

把空调、医院安在“天宫”

当“天宫一号”目标飞行器在轨道上飞行时,航天科工九院研制的环控生保、医监医保产品及相关测试设备也进入了搭载考核阶段。虽然“天宫一号”以及等待发射的“神舟八号”并不载人,但从长远来看,要使航天员在太空中真正安全、舒适,所有环节都必须经受考验。

特殊“太空空调”,如气体流量调节装置、航天服温控调节装置等作为环境控制及生命保护分系统产品,在航天员的飞行试验中发挥着特殊的作用。气体流量调节装置可以通过电动舱外控制器远距离对飞船内的气体流量进行调节,保证舱中具有适宜的生活、工作环境;航天服温控调节装置则能够调节航天服内的温度,确保航天服能够适应太空骤冷、骤热的环境,保证航天员的安全舒适。因为太空环境的差异,这部“空调”的设计原理和使用方法与日常家用空调大不相同。

微型“太空医院”,主要是通过生理信号测试盒、心电记录装置、医监生化检测装置、质量测量仪等监测航天员的心电、呼吸、体温、尿液各项生理指标,并将数据自动分析后传送至地面设备,以便地面人员对航天员的身体状况进行实时监控。此外,还有一台特别的太空健身器神经肌肉刺激仪,对航天员进行电脉冲刺激,协助航天员进行肌肉疲劳恢复和肌肉力量训练,防止长期飞行导致肌肉萎缩。“太空医院”中的这些装置,小至烟盒大小,最大不过成人巴掌大。

晶体元器件稳定跳动的导航通信“心脏”

“天宫一号”为什么能精确地按照指定路线遨游太空?也许有人说是因为有可靠的导航系统,有人说是因为有精密的通信系统。而很少有人知道,无论是导航系统还是通信系统,只要与发出或接收信号有关的部件,都有一颗和人类一样跳动频率稳定的“心脏”晶体元器件。

晶体元器件是一种神奇的频率产生器,它最基本的原理是压电效应石英晶体的形状变化会产生固定频率的电信号,通过频率控制手段,晶体元器件就更能大展拳脚,如同人的心脏一样,使用一个稳定频率为“天宫一号”的各个分系统提供信号源。

据了解,航天科工二院203所共为“天宫一号”配套了1000余只晶体元器件。每个合格的晶体元器件,其原料石英振子需在20倍、50倍、200倍显微镜下过关,其加工环境更是要求苛刻:高于万级洁净度的超净厂房,至少经历3次的超声波或等离子清洗,连封装都需要高真空环境。

自动判读软件航天器测试的智库

记者从航天科工所属航天测控公司获悉,其研发的应用于“天宫一号”等航天器测试的自动判读软件不仅是一台全面的体检设备,更是一个储存了“各界名医经验与医术的智库”。它集合了众多航天专家头脑中的经验和智慧,测得数据之后自动与“大脑”中的标准进行比对,显示航天器的状态。

据了解,该软件的投入应用,不仅缓解了我国航天器专家人员不足的矛盾,而且极大地减轻了航天器专家的数据判读负担,提高了数据判读的准确性,提升了航天器潜在故障发现能力。

首席太空高级电源专家

此次发射中,长征二号FT1火箭控制、遥测、外安、故障检测等系统使用的锌银电池均来自航天科工061基地的梅岭电源,其被冠以“首席太空电源专家”的雅称。

神舟七号任务中,舱外航天服电源是一个难点。在没有任何可借鉴资料的条件下,在不到一年的时间里,梅岭厂科研团队攻克多项技术难关,自主创新成功研制出我国第一台航天服专用电池。经使用验证,该航天服电池性能比国外同类产品高出10%以上,填补了国内空白,荣获了国防科技进步二等奖。

铆紧“天宫”的每颗螺钉

钛合金紧固件,虽然看上去不起眼,但在“天宫一号”“神舟八号”交会对接任务中却起着至关重要的基础性作用。据了解,航天科工所属航天精工有限公司打造的高标准基础紧固件,涉及数百个品种,连接起载人航天工程产品的钢筋铁骨。

航天精工为“天宫一号”配套的紧固件产品材料非常特殊,为当今世界新型号所普遍使用的钛合金新材料。由于钛合金摩擦系数大,极易造成刀具、模具磨损,同时产品形状、使用环境条件特殊,且加工中可能有氢氧污染问题,存在较多的技术不确定性和较高的工艺难度。参与研制的技术人员成功地解决了一系列技术难题,如钛合金的镦制成型及成型模具设计、钛合金的热处理等关键技术难题等,填补了国内空白,打破了欧美国家对我国的技术和产品封锁,为生产出高质量的新型航天紧固件提供了坚强的技术保障。

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