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中国航天科工全程护航首次空间交会对接任务纪实
发布时间:2011-11-21     信息来源: 中国航天科工集团公司

  11月17日,神舟八号飞船在内蒙古中部草原安全返回,我国首次空间交会对接任务取得圆满成功,我国空间交会对接技术取得重大突破。

  作为中国航天事业的中坚力量,中国航天科工集团公司集聚55年“精于安全”的技术优势,多项技术产品为天宫一号、神舟八号交会对接任务提供技术安全保障,并谋求为未来我国空间事业发展全方位打造天地一体化安全保障体系。

  载人航天工程副总指挥、交会对接任务副总指挥长、中国航天科工集团公司总经理许达哲在接受媒体采访时表示:航天科工是我国国防科技工业和航天事业的中坚力量,“精于安全”既是航天科工致力我国空间领域发展的技术优势,更是航天科工致力和平利用太空、造福全人类的价值追求。

  航天科工在此次任务中的使命就是全程为交会对接提供安全保障,其中,运载火箭、载人飞船、空间实验室、航天员、着陆场等多个系统都含有航天科工的核心技术,空间交会对接微波测量雷达、天宫一号推进剂贮箱金属膜盒、神舟八号飞船回收分系统γ高度控制装置等技术更是首次用于载人航天工程,实现了重大技术突破,部分产品技术攻关时间长达十余年。

  据了解,航天科工在微波通信、光学测量、高精度惯性导航、宇航电源研制、软件研发以及高端新材料基础件制造等诸多方面拥有全国顶尖的技术实力,某些技术达到国际先进水平,集团公司所属20家企事业单位参与了各大系统近50类产品的研制。航天科工的“大安全”实力,是保障交会对接安全并护航太空上演“胜利之吻”的坚强保证。

  安全,始于入轨

  安全,始于入轨。航天科工在天宫一号目标飞行器发射入轨段提供的安全保障装备有:为飞向太空的长二F火箭和初探太空的天宫一号目标飞行器提供软件“体检医师”----能够自动判读数据的智能化测试软件、提供澎湃不竭能量的空间站“变身”动力容器----“金属膜盒”,以及高标准、高可靠的钛合金紧固件,从测试、动力和基础件等方面助力中国载人航天从地球飞向太空的初始安全。

  测试,是航天器飞行之前的重要一环。测试就像健康大检查,检查到位、医生负责,才能保证体检的质量。航天科工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,马上告诉你航天器的状态是否正常,赢得广大航天测试人员的广泛好评。

  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。航天科工历经十年打造的金属膜盒,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持续动力的储藏站,为解决这项载人航天二期工程的关键技术作出了重要贡献。

  在中国宇航领域,科研人员都知道来自航天科工的梅岭电源。它作为中国航天电源的佼佼者,被冠以“首席太空电源专家”的雅称。此次发射中,长征二号F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梅岭。航天科工通过自主创新研制出我国首台航天服电池,助力翟志刚舱外活动,今天和将来,将不断为载人航天提供强大动力。

  此外,载人航天工程所需的大量钛合金紧固件,质量要求极其严格。航天科工以精湛的制造工艺打造了高标准的基础紧固件,涉及数百个品种,连接起载人航天工程产品的钢筋铁骨,从细微之处确保交会对接的安全。据了解,航天科工提供的钛合金螺钉、螺栓,占载人航天工程用紧固件总用量90%以上,载人航天钛合金环槽铆钉、钛铌铆钉、铆螺母等紧固件产品,全部出自航天科工。

  安全,精于对接

  安全,精于对接。在中国航天领域,航天科工的技术优势如果用一个字来概括,那就是“精”。

  50多年前,在钱学森等航天奠基者的规划下,沿革于国防部五院根基的中国航天科工所属主体单位承担起中国航天精确控制领域的核心任务。技术和实力的积累使航天科工义不容辞地担起了让交会对接更精确、更严密的重任。

  11月3日1时36分,当天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船完美交会对接,“一吻定情”之时,来自航天科工的微波雷达立下奇功,成为交会对接的一大看点。微波雷达从遥远到接近的大范围应用,为我国雷达应用作出了创新,该雷达研发团队也实现了中国微波技术的一大跨越。

  航天科工研制的空间交会对接微波测量雷达,对于空间交会对接精确完成具有重大意义。

  远在太空的交会对接,怎样才能精确掌控?怎样才能精准测量?

  一般的微波雷达,对于近距离的测距、测速难以胜任。空间交会对接范围广、精度高,雷达既要放眼寰宇,又要明察秋毫。航天科工研制的微波雷达功能强大,从200余公里到数十米范围内,及时、准确地牵起一条长长的红线,促成了最后的“胜利之吻”。

  该微波测量雷达在技术上取得了诸多突破,是我国微波雷达的一大创新。它在茫茫太空中的强大测量功能,将为交会对接提供既宽广又精细的安全定位服务。

  与此同时,航天科工研制的高精度加速度计也是航天科工“精于对接”的又一力作。

  该加速度计体积比常用的方形饭盒略大一些,是神舟八号飞船上精度最高的姿态测量装置。在交会对接过程中,它将在空间微重力状态下精确地给出飞船的速度、位置等重要信息,以确保飞船准确无误地完成这次“胜利之吻”。据悉,它的核心部件石英挠性加速度计精度在国内位居第一,曾经七次帮助神舟系列飞船返回舱成功返航。

  “精”不仅体现在此次的对接中,更体现在航天科工为未来航天员精心打造的生活环境中。

  航天科工利用研发、生产、试验的全面技术优势,在神舟八号飞船上为航天员打造了迷你的太空厨房、太空空调和太空医院。

  迷你“太空厨房”长、宽、高均不超过30厘米,在5-30分钟内,不需要锅碗瓢盆,就能利用食材加热出一份份诸如“鱼香肉丝、宫爆鸡丁、水煮鱼片”等热气腾腾的美味佳肴。

  特殊“太空空调”包括环境控制及生命保护分系统中的气体流量调节装置、宇航服温控调节装置等。气体流量调节装置可以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。

  微型“太空医院”,包括生理信号测试盒、心电记录装置、医监生化检测装置、质量测量仪等。它们小至烟盒大小、最大不过成人巴掌大,能够监测航天员的心电、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,以便对航天员的身体状况进行实施监控。

  安全  稳于运行

  安全,稳于运行。天宫一号和神舟八号在太空组合运行,其中有多类关键部件来自航天科工,它们就像眼睛和心脏,在细微之处维系着运行的安全。

  惯性导航是一种精度高、安全可靠的精密制导技术。它能够及时地输出各种导航数据,并且能为运载提供精确的姿态基准,是神舟飞船稳定运行的基础。航天科工为神舟飞船生产配套的惯性仪表,是惯性导航的关键部件,也可以说是神舟飞船的“眼睛”。“为神舟点亮双眸”,正是仪表研制生产者所做的工作。

  那么,您知道神舟飞船的心脏是什么吗?无论是航天器的导航还是通讯系统,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,如同心脏一样为飞船的各个系统提供信号源。目前,航天科工是中国航天晶体元器件的主要提供者,此次仅为“神八”就配套了2000余只晶体元器件,为导航和通讯等功能提供了坚实保障。

  从飞船到空间站,能否接得牢靠?环境如何?温度怎样?航天员在舱里舒不舒服?有没有装修污染?这其中,阀门起到至关重要的作用。

  作为智能高精度特种阀门的研制者,航天科工的11种高精度阀门产品在神舟八号飞船推进舱的热控系统、飞船与空间站的对接系统、飞船返回舱的气体采样系统等三大系统应用。航天科工研制生产的自锁阀、温控阀、电磁阀,用于热控系统中控制介质通断与流量分配,和返回舱内部环境气体采样装置等,为安全稳定运行起到了重要作用。

  安全  成于返回

  安全,成于返回。当神舟八号飞船成功穿越黑障,当飞船到达预计高度准确地抛底、启动发动机,航天科工产品在其中起到了向导性的重要作用。

  继“神一”到“神七”之后,中国航天科工集团公司打造的连接分离机构仍在神舟八号飞船运行返回中发挥关键作用。轨道舱和返回舱之间的一号锁,是保证航天员顺利返回地球的第一道安全保障;而返回舱和推进舱之间的二号锁,是保证返回舱进入大气层后在预定时间预定地点着陆的首要设备;飞船着陆前,抛底锁的动作则关系到防热大底能否按时抛掉、降落伞能否正常打开,是返回进入大气层时保障航天员生命安全的第一道程序。

  航天科工研制的回收一号雷达是每次伴随“神舟”安全穿越黑障区的卫士,堪称唯一掌握飞船在黑障区轨迹的“眼睛”。此次该雷达实现了第八次护送飞船安全返回,也是改造升级后第一次圆满完成护送神舟的重任。现在的回收一号功勋雷达,提高了系统性能、可靠性、维修性,虽然外形变化不大,但已属第二代雷达,为未来的载人航天打下了良好基础。

  不仅有回收一号在草原上的坚守,航天科工更是研制出精确指导神舟八号飞船回家的γ高度控制装置,成为神舟飞船最后一个完全实现国产化的单机设备,在交会对接任务中实现了神舟八号飞船的“Made in China”。γ高度控制装置应用于神舟八号飞船回收分系统,由于该装置的技术复杂性,我国一直未能掌握技术关键,致使载人飞船未能实现完全国产化。γ高度控制装置被喻为飞船安全着陆的“光子探针”,在飞船离地1米时给出精确指令,指挥飞船安全回家。

  许达哲在接受采访时表示,“大安全”是航天科工发挥航天技术优势、放眼世界和平发展的现实追求。多年来,航天科工致力将创新优势向国民经济领域拓展,为经济安全、城市安全、百姓生命安全打造出一道道绿色长城。平安奥运、平安世博、平安亚运充分展现了航天科工“精于安全”的技术优势和系统集成能力,如今,航天科工“大安全”技术已逐步拓展到新一代“平安城市”、“智慧城市”建设进程中。

  安全的,才是以人为本的,才是有意义的,才是科学的和可持续的。在2010年上海世博会上,航天科工在太空家园馆已经展出致力于未来太空安全的“三大卫士”系统:有防御太空碎片的“太空卫士”,有修补臭氧层的“女娲卫士”,还有探索外星球资源的“能量勇士”。在记者问及未来空间安全时,许达哲说,航天科工将以天宫一号、神舟八号交会对接任务为新的起点,为我国空间站建设以及未来天地一体化的平安提供全方位的安全解决方案。

  (责任编辑:梁爽)