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神舟十三号成功发射的背后,上海航天人功不可没
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来源:上观新闻 作者:俱鹤飞 2021-10-16 06:28
摘要:“上海力量”为我国太空家园保驾护航。

2021年10月16日,在酒泉卫星发射中心,长征二号F遥十三火箭将神舟十三号载人飞船精准送入预定轨道。神舟十三号载人飞船搭载翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员,与先期发射的天舟三号及天舟二号、天和核心舱组成的“一”字型组合体实施自主快速径向交会对接。

在这次神舟十三号载人飞船研制中,中国航天科技集团八院(上海航天技术研究院)承担了对接机构分系统、电源分系统、推进舱结构与总装、测控通信子系统、总体电路分系统推进舱电缆网及三舱配电器等研制任务。

在太空“搭积木”

想要在太空建起一座属于中国人自己的家园,离不开的一项关键技术,就是被称为“太空之吻”的空间交会对接技术,而中国航天科技集团八院研制的对接机构则是实现对接的核心。

神舟十三号将首次与49吨级的空间站组合体自主快速径向交会对接。神舟八号以来5艘飞船与目标都是轴向对接,而径向与轴向的夹角呈90度。

在发射神舟十三号前,天舟二号和天舟三号货运飞船分别停靠核心舱的前向端口和后向端口。这样的布局是为了满足神舟十三号径向交会对接时的组合体姿态控制要求,对接机构也将面临前所未有的对接偏心长度变大的可能。为此,805所对接机构分系统通过全面分析对接工况,在增加可控阻尼器的基础上,配合总体完成任务规划,并开展了31个工况的捕获缓冲试验,确保载人飞船与空间站组合体径向稳妥可靠对接。

“对接机构分为主动对接机构和被动对接机构。神舟载人飞船、天舟货运飞船以及后续发射的两个实验舱都配置主动端,入轨后,它们会自主完成与核心舱上的被动对接机构的捕获、拉回、锁紧。不同的飞船将根据任务需求,对接于核心舱上配置的各个对接口,这也是核心舱被称为‘太空母港’的由来。”八院对接机构设计师说,只要后续有航天器发射,就必须通过对接机构才能实现与空间站舱段的组合。任务重、节点紧,产品的研制生产不允许任何一个环节出现失误,否则就会影响到整个任务的进程。

按照后续空间站建造及运营规划,八院对接机构团队每年都要至少保证5套对接机构的生产交付,才能跟得上空间站工程高密度发射的步伐。目前,八院通过部组件产品化、测试项目通用化以及发射场流程优化等方式,有效提高了生产、总装、测试、试验效率,在确保满足空间站建造及运营阶段需求的同时,也保证每一次“太空之吻”的完美亮相。

太空用电更可靠

神舟十三号载人飞船的电源系统保障由中国航天科技集团八院811所承担。

“整个空间站系统,空间站三舱+神舟飞船+货运飞船,电源的能量是可以互相传动、互相补充的。其中,为了确保航天员的安全,采用了低压电源系统的神舟飞船将作为受电端,接受来自空间站的并网供电。”811所神舟飞船电源分系统副主任设计师唐筱介绍,神舟十二号在轨运行期间,开展了与空间站核心舱的并网供电试验,在前向并网端口接受了来自核心舱的电能补充。“我们分别验证了飞船不同负载、不同发电能力组合工况,覆盖了光照区和阴影区的交替变化,充分考核了并网供电功能和并网控制策略的正确性。”

811所神舟飞船电源分系统主任设计师钟丹华介绍,为了让神舟飞船以更加可靠的状态参与联合供电,研制人员进一步开展了提高电源产品的可靠性的一系列工作,如首次在发射场开展了整船状态下的太阳翼展开、测试及相关工作,让太阳电池翼具备整船状态下展开、收拢及测试的能力。

与以往太阳电池翼在推进舱单舱状态下的展开、收拢相比,此次试验需要更大的精密转台以托举三舱的重量,并需要设计专门的展开延长支架,以在三舱组合状态下避开轨道舱、返回舱舱体的干涉,顺利吊挂太阳电池翼。当时间紧、任务重的难题再一次摆在眼前时,这支身经百战的研制团队周密策划、协同配合,制定了72小时两班倒工作制,合理安排流程,成功完成了相关试验工作,为发射任务做好了充分的准备。

栏目主编:李晔 文字编辑:俱鹤飞 题图来源:航天八院
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