北京時間2022年7月25日3時13分,歷時約13小時,問天實驗艙成功對接核心艙組合體。按計劃,神舟十四號航天員乘組將進入問天實驗艙。
作為載人航天工程副總指揮單位,中國航天科工集團有限公司自主研制的系列產(chǎn)品為問天實驗艙發(fā)射任務圓滿成功提供了重要保障。
問天實驗艙于2022年7月24日14時22分,由長征五號B遙三運載火箭在我國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射入軌。
問天實驗艙是中國空間站第二個艙段,也是首個科學實驗艙。問天實驗艙由工作艙、氣閘艙和資源艙組成,起飛重量約23噸,主要用于支持航天員駐留、出艙活動和開展空間科學實驗,同時可作為天和核心艙的備份,對空間站進行管理。
“太空紅娘”牽手“問天”“天和”
問天實驗艙發(fā)射升空后,由中國航天科工二院25所研制的交會對接微波雷達再當“太空紅娘”,成功助力問天實驗艙與天和核心艙實現(xiàn)交會對接。
這是交會對接微波雷達系列產(chǎn)品第十次出征中國載人航天工程任務,承擔了中遠距離空間飛行器間距離、速度、角度等相對運動參數(shù)的精確測量任務,是空間交會對接技術中的關鍵測量敏感器。
微波雷達團隊自1999年始潛心研究空間交會對接測量技術,在天宮一號與神舟八號的交會對接任務中首次亮相并圓滿完成任務。二十多年來,交會對接微波雷達在我國載人航天任務中交出了“十戰(zhàn)十勝”的完美答卷。
同樣在交會對接任務中屢立新功的還有中國航天科工三院33所研制的高精度加速度計組合——石英撓性加速度計和I/F(電流/頻率)轉換電路。這對“黃金搭檔”為問天實驗艙實時“感知”自身速度、位置提供最可靠的測量數(shù)據(jù),確保交會對接平穩(wěn)順利。
加速度計之所以能夠精準地完成測量任務,與其精密的加工密不可分。加速度計內(nèi)部的石英片需要進行特殊的“雕刻”,最薄的“梁”僅有頭發(fā)絲粗細的三分之一左右,裝配過程中,哪怕是一綹衣物纖維、一片人體皮屑都會讓擺片喪失功能。為此,33所打造了先進的潔凈加工間,并在恒溫狀態(tài)下進行加工裝配。經(jīng)過精密裝配之后,加速度計還必須接受“煉獄”般的考驗,包括循環(huán)往復的溫度試驗,高量級沖擊試驗,以及振動、溫度雙項組合的老化試驗等等,只有闖過所有關卡的產(chǎn)品,才有資格“出征”太空。
“太空凈水器”支撐長期駐留
在本次發(fā)射任務中,由中國航天科工二院206所研制的第二套環(huán)控生保尿處理子系統(tǒng)隨問天實驗艙一同升空入軌。
作為實現(xiàn)航天員在軌長期駐留的標志性關鍵產(chǎn)品,尿處理子系統(tǒng)是空間站環(huán)控生保分系統(tǒng)的重要組成部分,是空間站內(nèi)水資源循環(huán)利用的重要環(huán)節(jié),被譽為“超級凈水器”。
據(jù)悉,首套尿處理子系統(tǒng)于2021年4月隨天和核心艙發(fā)射入軌后,系統(tǒng)性能穩(wěn)定、運行正常。此次第二套尿處理子系統(tǒng)隨問天實驗艙入軌,標志著中國空間站將有兩套“超級凈水器”保障太空用水。在后續(xù)長期運營階段,天和艙中的尿處理子系統(tǒng)為主份,按照工作節(jié)律正常運行,問天實驗艙尿處理子系統(tǒng)作為備份,共同為航天員長期駐留太空提供重要保障。
“小產(chǎn)品”發(fā)揮“大能量”
問天實驗艙的建造運行是一項極其復雜的系統(tǒng)工程,規(guī)模宏大、技術密集,由千千萬的高科技產(chǎn)品組成,哪怕一顆螺絲釘也至關重要。
中國航天科工二院23所研制的磁性器件,只有鋼筆筆帽大小,是問天實驗艙電源電路中的核心器件,能夠抑制因環(huán)境變化引起的設備電路電流突變,提升設備抗電磁干擾能力,保障電源設備穩(wěn)定可靠運行。中國航天科工二院203所研制的一系列優(yōu)質晶體元器件,如同電子設備的脈搏,為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的時間頻率基準,并產(chǎn)生準確平穩(wěn)的頻率信號。
中國航天科工三院111廠為問天實驗艙研制了小型停泊機構被動端,它安裝在艙體外側,發(fā)揮著類似“插座”的作用。被動端通過靶標為主動端提供遠程定位,通過機械和電接口連接實現(xiàn)貨盤擴展平臺和艙體的有效連接,能夠為其他飛行器提供能量支持。
中國航天科工航天三江紅峰公司生產(chǎn)的氣體流量調(diào)節(jié)閥是“太空空調(diào)”的核心部件之一,通過控制冷熱氣流比例來調(diào)節(jié)艙內(nèi)空氣的溫度和濕度。中國航天科工河南航天695廠為問天實驗艙環(huán)控生保系統(tǒng)空氣循環(huán)分系統(tǒng)研制了多種循環(huán)泵和空氣過濾器,能有效保證艙內(nèi)空氣循環(huán)和凈化,為航天員提供舒適的艙內(nèi)環(huán)境。
此外,在此次發(fā)射任務中,中國航天科工所屬航天江南為問天實驗艙提供了數(shù)以千計的電連接器、精密齒輪、特種電機等產(chǎn)品。中國航天科工航天精工數(shù)以萬計的高性能緊固件連接著各個機構,塑造了問天實驗艙的“好身板”。
系列產(chǎn)品護航火箭平穩(wěn)飛行
在長征五號B遙三運載火箭發(fā)射飛行過程中,中國航天科工二院23所研制的兩部固定式脈沖測量雷達一路保駕護航,其觀測數(shù)據(jù)為發(fā)射場指控中心實時提供火箭距離、方位、俯仰等精確坐標信息和徑向速度。與此同時,23所研制的聲表濾波器用于濾除高次諧波、鏡像信息、發(fā)射漏泄信號以及各類寄生雜波干擾等飛行不同階段各種干擾信號,全程保障通信清晰傳回地面。
中國航天科工三院111廠研制的氫氣渦輪泵安裝在運載火箭一級發(fā)動機的伺服機構上,主要用來調(diào)整火箭飛行姿態(tài)。如果說伺服機構是運載火箭的“方向盤”,氫氣渦輪泵就是方向盤的“定向控制器”,為運載火箭平穩(wěn)飛行發(fā)揮重要作用。中國航天科工三院306所研制的高性能納米氣凝膠隔熱氈,以其輕薄的身形、穩(wěn)定可靠的隔熱性能有效隔絕火箭高溫,保護燃氣管路周邊的電子器件正常運轉。
中國航天科工航天江南為運載火箭提供了數(shù)千套連接器、繼電器等產(chǎn)品,助力火箭完成飛天使命。中國航天科工河南航天695廠為運載火箭姿控系統(tǒng)研制了高壓自鎖閥、小流量自鎖閥等關鍵部件,能夠根據(jù)控制指令保障保障火箭變軌、調(diào)姿等動作,確?;鸺踩椒€(wěn)飛行。(來源:中國載人航天工程辦公室 中國航天科工)