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關(guān)注:十年一箭 “問天”蒼穹

2022-07-25 16:29:19來源:央視網(wǎng)  

央視網(wǎng)消息:今天(7月24日)下午成功發(fā)射的問天實驗艙是我國空間站的首個實驗艙,由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成,是全世界現(xiàn)役在軌最重的單艙主動飛行器。問天實驗艙具備核心艙多個關(guān)鍵系統(tǒng)的備份功能,可以說它對中國空間站的建造有很重大的意義,而它的多項創(chuàng)新技術(shù)在我們國家的航天器研制歷程當中也創(chuàng)下多個新紀錄,是中國航天奮力實現(xiàn)高水平自立自強取得的又一重大成就。


【資料圖】

如此重大成果的背后,問天實驗艙的設(shè)計師團隊平均年齡只有三十多歲,是一群年輕人。今天的中國空間站故事,我們就來聽聽這群年輕人的創(chuàng)新故事。十年一箭,“問天”蒼穹,來感受下這個年輕設(shè)計師團隊創(chuàng)新的力量。

今天下午14點22分,搭載著問天實驗艙的長五B火箭成功發(fā)射。

就在大家都在合影慶祝的時候,有一支團隊還在緊張地盯著電腦屏幕,他們在等待一個重要的消息。

距離發(fā)射約一個小時后,問天實驗艙太陽翼順利展開,直到此時,這支團隊懸著的一顆心才稍微放松了下來。

航天科技集團五院問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師 張嶠:太陽翼帆板展開,這是我們?nèi)胲壋跗诘淖钪匾囊粋€關(guān)鍵事件。只有它成功了,咱們飛行器飛得才平順、才安全。

張嶠是問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師,他所在的團隊就是已經(jīng)陪伴了問天實驗艙十年之久的設(shè)計師團隊。

柔性太陽翼分段展開 確保實驗艙姿態(tài)穩(wěn)定

為了給空間站提供足夠的能源,問天實驗艙攜帶了兩個巨大的柔性太陽翼,單翼長度可以達到28米,為了保證問天實驗艙的姿態(tài)穩(wěn)定,太陽翼采取了一種全新的展開方式——分段展開。

航天科技集團五院問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師 張嶠:首先在單飛階段的時候,先展開三分之一到四分之一的長度,展開6.5米左右,使它先縮著飛,縮著飛之后它的剛度會好,控制會穩(wěn),當我們完成交會對接之后,再徹底地二次展開。

2012年3月30日,也就是十年前,空間站正式從方案論證階段轉(zhuǎn)入到了方案設(shè)計階段,就在第二天,剛剛才從海外留學(xué)歸來的張嶠就如愿加入到空間站設(shè)計師團隊。十年來,包括張嶠在內(nèi)的設(shè)計師團隊攻克了重重難關(guān),不斷創(chuàng)新,在尋找著最佳方案。在他們看來,把空間站做好,將來再把它用好,是他們這一代航天人應(yīng)該有的擔當。

航天科技集團五院問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師 張嶠:我在第二天正式進入了空間站的方案設(shè)計的一個節(jié)點,就加入了空間站的設(shè)計團隊。因此的話我對這個日子銘記于心。

太空移行換位 問天實驗艙如何成功轉(zhuǎn)位?

正當年輕氣盛的張嶠準備大展拳腳的時候,現(xiàn)實卻給他澆了一盆涼水。問天實驗艙在前項端口和天和核心艙完成交會對接之后,需要在夢天實驗艙發(fā)射之前,轉(zhuǎn)位到側(cè)向端口,兩個體重超過20噸的大家伙要在太空中完成移行換位,稍有不慎就可能發(fā)生翻滾漂移,空間站以什么姿態(tài)來完成這個超高難動作,這可難住了大家。

航天科技集團五院問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師 張嶠:以什么形式轉(zhuǎn)位?用什么執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)位?轉(zhuǎn)位的功能怎么分解?時序怎么匹配?地面怎么驗證?驗證的環(huán)節(jié)是否覆蓋?每個覆蓋的環(huán)節(jié)所能夠返回來?回答我的技術(shù)指標是怎么進行的一個匹配?這些都是我們需要回答的問題,兩年都沒睡好覺。

任務(wù)級實驗、功能級實驗、測試的驗證、模飛測試等等,2年的時間里,設(shè)計師團隊通過模擬仿真做了成千上萬次的試驗,終于找到了最穩(wěn)定可靠的飛行姿態(tài)。

航天科技集團五院問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師 張嶠:我們發(fā)現(xiàn)基于重力梯度穩(wěn)定的這么一個轉(zhuǎn)位姿態(tài),是對于轉(zhuǎn)移過程中的姿態(tài)漂移是最小的,就是說轉(zhuǎn)位之前我先把艙給立起來,變成細長的一個一字形的組合體,比如這根筆我這么拿著,它其實是特別容易進行滾動和滾轉(zhuǎn)的,但是我如果把它拎著,它自己就會因為我的重心的一個形式,重力梯度穩(wěn)定,它自己就是一個基本上準穩(wěn)定的組合體。

2022年1月6日6時59分,經(jīng)過約47分鐘的跨系統(tǒng)密切協(xié)同,空間站機械臂轉(zhuǎn)位貨運飛船試驗取得圓滿成功,這是我國首次利用空間站機械臂操作大型在軌飛行器進行轉(zhuǎn)位試驗。

航天科技集團五院問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師 張嶠:通過天舟二號轉(zhuǎn)位過程中,我們已經(jīng)對基本的構(gòu)型和姿態(tài)進行了先期的驗證,那么我們之前所設(shè)計的方案是合理的,因此我們后續(xù)的(問天)實驗艙的轉(zhuǎn)位也會沿用此姿態(tài)的方案。

設(shè)計師團隊:做好空間站是航天人的擔當

攻克了轉(zhuǎn)位難題,這只是問天實驗艙研制過程中的冰山一角,2014年6月至2020年12月問天實驗艙初樣研制階段的總結(jié)文件,就有近700頁、60多萬字。

航天科技集團五院問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師 張嶠:光是問天實驗艙的交會對接和兩艙一字形構(gòu)造的一個任務(wù),我們的故障模式對策就有將近4000條,并且在故障出現(xiàn)的第一瞬間,我們能夠準確定位、準確識別,并且能夠及時地處置。

不同于其他型號的航天器,往往幾年的研制周期過后就能看到成果,空間站的研制用了十年。在這十年里,空間站的設(shè)計師團隊沒有慶功的機會,有的只是甘坐冷板凳的堅持。

航天科技集團五院問天實驗艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計師 張嶠:一直是到去年4月29日核心艙發(fā)射的那個時候,我們才真正地感受到第一份的喜悅。把空間站做好是把它設(shè)計好,把它研制好,以及再會把它用好,是我們這一代航天人應(yīng)該有的擔當。

航天科技集團五院空間站系統(tǒng)總體主任設(shè)計師 張昊:大家都是心往一塊使,沒有什么別的事情,都在考慮怎么把這個事情和這個型號干好,把這事業(yè)干好。

航天科技集團五院空間站系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師 鄭昊:運載火箭打得非常完美,我心里的一個大石頭落地了。希望后面的工作一切順利,然后明天完美的完成交會對接,完成我們空間站建造的重要一步。

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