焦点速讯：中国星辰 | 突破难点！这些“黑科技”支撑“小船”对接“大站”

央视网消息:天宫再“会师”,不仅是中国空间站应用与发展阶段,首艘载人飞船的交会对接任务,也是空间站三舱“T”字构型下实施的首次径向交会对接任务。相比以往,此次交会对接任务有哪些难点?科研人员又是如何做保障的?

(资料图片仅供参考)

难点一:首次对“T”型空间站组合体实施径向对接

首次与三舱构型空间站径向交会对接

此前,我国在太空进行的航天器交会对接,大多是在水平方向,而径向交会对接,则可以理解为从垂直方向进行对接。虽然此前,神舟十三号、十四号都已经完成过径向对接,但此次神舟十六号是第一次与三舱构型的空间站进行径向交会对接。

神舟载人飞船对接机构分系统主任设计师 姚建:我们首次对“T”型空间站组合体实施径向对接。这次对接存在一个较大的偏心,也是一个全新的挑战。

难点二:对接目标构型复杂 吨位巨大

径向交会对接相当于一次“太空碰撞”

在太空进行交会对接,形象地说就是两个航天器在太空里“相撞”。因此,二者的质量会对整个对接过程产生巨大影响。此前,神舟十四号载人飞船径向停靠空间站,飞船的对接目标为47吨级。而本次神舟十六号载人飞船将与百吨级的空间站组合体,进行径向交会对接。面对多构型、大吨位、大偏心的对接目标,对接机构在捕获、缓冲、刚性连接等方面,都是全新挑战。

神舟载人飞船对接机构分系统主任设计师 姚建:我们通过增加可控阻尼器配置,来控制对接时候的载荷,保证航天员还有船上设备能够承受对接碰撞所带来的冲击。

难点三:空间站体型巨大 对飞船敏感器产生干扰

测量设备帮助敏感器提高识别能力

由于神舟飞船在交会对接过程中,需要依靠许多测量敏感器来判断位置和方向,而这些敏感器中,有很多是以太阳或宇宙背景作为判断依据。由于此次飞船是从空间站下方进行对接,因此,空间站巨大的体型会对太阳进行遮挡、对阳光进行反射,进而对飞船上的敏感器带来干扰。

神舟飞船制导导航与控制分系统副主任设计师 张一:这方面就需要依靠飞船上面搭载这些测量设备,它自身的一些抗干扰的特性,包括一些目标识别的能力来区分。也就是说,它能够识别出来,进来的是我想要的测量目标,还是其他的一些遮挡目标。

神舟飞船快速精准对接背后的“黑科技”

神舟飞船与空间站对接前,每次姿态调整都会带来速度变化。而人眼观察这种变化的难度,就相当于观察用蚂蚁的力量去推动一头悬浮着的大象所产生的改变一样,非常困难。这就需要一款高精度的加速度计,来感知速度和方向的微小变化,这种“黑科技”究竟是什么?

中国航天科工三院33所 高精度加速度计组合主任设计师 于华男:这个转台就是模拟飞船在整个飞行过程中,它有各种各样的姿态变化,它会有一个加速度输入。

记者:现在我们上面放的这个模块,它是真实上过太空的产品吗?

中国航天科工三院33所 高精度加速度计组合主任设计师 于华男:是的,这是神舟十三(号)上过太空的产品。经过飞行实验的产品,进一步通过标定得到这些数据,跟交付的数据进行对比,为我们探究或改进产品,提供一个很好的指引方向。

近年来,随着我国航天员在轨时间不断加长,给同样在轨驻留待命的各种神舟飞船元器件提出了更高的要求。科研人员通过不断创新升级,紧跟我国航天飞速发展的步伐。

中国航天科工三院33所 高精度加速度计组合主任设计师 于华男:比如说辐照、太空中的温度环境,都会对产品的器件、结构产生影响。在设计之初要考虑,保证产品能够具有长时间的工作可靠性。

于华男介绍说,三院33所研制的加速度计,从1999年神舟一号飞船开始搭载一直沿用至今,先后经历了稳定性提升、真空环境适应性改造、温度环境适应提升等迭代过程,成为神舟飞天最可靠的组件之一。

中国航天科工三院33所 高精度加速度计组合主任设计师 于华男:新一代飞船肯定要追求性能更高、集成化更高。我们这次把电路、表头,以一个新的形式集成到飞船的导航仪控制系统别的单机中,以这样的形式,来支持新一代飞船的工程研制。通过这些不断创新,更好地满足祖国在空间站建设、深空探测这些空间应用的需求。