天舟八号货运飞船发射现场 新华社发
为此次发射提供46台发动机
11月15日23时13分,在海南文昌发射中心,长征七号遥九运载火箭搭载着天舟八号货运飞船腾空而起……航天科技集团六院(以下简称“六院”)为此次发射提供了46台发动机,助力天舟八号奔赴空间站。
据了解,此次改进后的天舟八号属于批产第二批次的第三艘飞船,总长度约为10.6米,总重量达到13.5吨,能携带7.4吨物资,是目前世界上运力最强、载货比最高 、在轨支持能力最全面的货运飞船之一。此次它首次携带月壤砖进入太空,为未来月球基地建设提供实验数据。
在本次发射任务中,六院为运载火箭提供了6台120吨级液氧煤油发动机及4台18吨级液氧煤油发动机。10台发动机接续发力,为长七遥九运载火箭发射天舟八号货运飞船提供动力保障。同时,六院为天舟八号货运飞船提供了包括36台姿轨控发动机在内的精准可靠的空间推进系统。
两型液氧煤油发动机是六院打造的卓越发动机产品,在新一代长征系列运载火箭中扮演着至关重要的角色。这些发动机的设计与制造遵循了极高的质量标准,确保在执行太空任务时的可靠性与性能。为了保障发动机的高质量交付,从设计到生产,再到最后测试的每一步,研制团队都遵循严格的标准化流程,确保每一台交付的发动机都能达到“优秀”标准。通过持续开展技术创新和优化,六院研制团队不断提升发动机的性能,确保新一代运载火箭能够安全、高效地执行任务。
为“太空快递”搭建“通信链路”
在天舟八号货运飞船成功发射约3小时后,11月16日2时32分,天舟八号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟八号转入组合体飞行段。此次航天科技集团五院西安分院(以下简称“西安分院”)为天舟八号货运飞船配备的升级版中继终端、天线网络及为天链中继卫星系统研制的全部有效载荷继续发挥重要作用,确保天舟八号货运飞船的交会对接及太空送货任务圆满成功。
天舟八号货运飞船成功发射后,由西安分院研制的相控阵中继终端在星箭分离前便开机工作。它可以自主捕获并跟踪天链中继卫星,与其实现“太空握手”,搭建起从天舟八号货运飞船到中继卫星再到地面的通信链路,让地面可以看到距离地球400公里外的景象,并且实时保持信息的相互传递,确保送货全程安全。
为了让相控阵中继终端更加实用易用,西安分院采用了相控阵天线。它可以实现大区域的测控覆盖,并且克服机械天线转动的薄弱环节,让扫描速度大幅提高,可对关键事件全程跟踪测控,及时监测处理在轨异常。在减少对陆基测控站和海基测量船依赖的同时,有效降低测控跟踪成本。
天线网络是天舟八号货运飞船上一个小型信号转发器,相当于飞船天线信号的枢纽。如果将天舟八号货运飞船的天线信号通路系统比作铁路运输系统的话,那么一路路信号就是火车,天线网络就是火车轨道和火车站调换轨道的道扳,全通道保证天线信号的接收和发送。
天舟八号货运飞船执行交会对接等在轨任务,需要确保各项操作指令实时准确,天线网络这一“信号枢纽”承担着测控指令信号的上传和下达,它的高可靠性将成为这些任务顺利完成的重要保障。
当天舟八号货运飞船在太空飞行时,与地面站直接建立通信的时间非常有限。为了提升通信的实时性,就需要一个和地面手机通信基站功能相似的太空“信号基站”——天链中继卫星来完成数据转发。
天链中继卫星作为不可或缺的重要天基基础设施,建立了地面站、中继卫星和天舟八号货运飞船之间的数据中继传输链路,为飞船提供数据中继、测控和测定轨服务,保证系统的测控覆盖率和服务功能发挥以及数据回传的实时性和高效性。
从天舟一号到天舟八号,货运飞船越来越能“装”,“带货”内容越来越丰富。西安分院研制的中继终端、天线网络以及为天链中继卫星系统研制的全部有效载荷始终陪伴左右,助力中国人探索宇宙的脚步走得更稳更远。
为货运飞船配备“神经中枢”
记者了解到,本次航天科技集团九院771所(以下简称“771所”)配套的货运飞船数据管理中央计算机、运载火箭飞行控制计算机、导航计算机、信息处理接口控制组合计算机、横法向表组合测量计算机及多个品种的集成电路产品工作正常,为发射任务圆满成功提供了有力的保障。
数据管理中央计算机是天舟八号货运飞船数据管理分系统的关键设备,堪称货运飞船的“神经中枢”。在飞船飞行过程中,通过系统总线完成对数据管理分系统及其他分系统设备的控制和管理。整机具有很高的可靠性,具备故障工作/故障安全的能力。数据管理中央计算机的设计采用了三机冷/热备份体系架构,在底层冗余容错软件的管理下,保证了计算机在飞行过程中的可靠性。
长征七号运载火箭飞行控制计算机是国内首台100%国产化箭载飞行控制计算机,相当于火箭的“大脑”。为保障长征七号运载火箭执行载人空间站任务,771所研制团队依托该所半导体集成电路和混合电路专业,在大量调研的基础上,运用整机综合设计技术,解决了一系列参数匹配和抗干扰设计等应用难点,设计实现了全国产化三冗余箭载飞行控制计算机。相对于以往,该型箭载计算机运算能力提升5倍,控制精度提升1000余倍,为“零窗口”发射、精确入轨提供了有力的保障。
导航计算机、信息处理接口控制组合计算机、横法向表组合测量计算机等关键产品,在运载火箭的姿态测量和成功飞行方面发挥了重要作用。
为空间站和航天员提供细心呵护
记者了解到,此次航天科技集团四院(以下简称“四院”)为“天舟”飞船提供了飞船舱体密封件、为飞船密封舱内的测温及测力元件提供铂电阻温度传感器、测力传感器。为长征七号火箭液氧/煤油发动机提供关键构件C/C密封环,飞船还搭载了由四院研制的吸附药盘、“太空卫生间”组件,以及为问天号实验舱提供的6组电机组件,全方位为空间站和航天员提供细心呵护。
众所周知,太空条件极其苛刻,长期在轨工作对空间站动、静结构与机构的密封件使用寿命和性能都提出了更高要求。此次四院42所为飞船及空间站提供的所有动、静结构与机构密封件,可以防止舱外的辐照,耐受空间环境各种严苛的考验,确保航天员的生命安全和舱内仪器仪表的正常运行,为航天员提供了可靠的长寿命密封防护。
四院44所研制的两型温度传感器作为天舟八号低温锁柜控温系统的核心元器件,将为锁柜温度检测和控制提供参数依据。该两种型号的温度传感器具备体积小、重量轻、精度高、长期稳定性好以及空间环境适应性强等优点,各项技术指标均达到国际先进水平,为飞船的正常运行提供了可靠保障。
随天舟八号一同进入太空的“快件”中,还有四院401所为“问天”实验舱提供的6组电机组件,包含步进电机、减速器、增速器等部件,应用于实验舱外机械臂的载荷适配器主动端机构中。通过电机组件的自动化控制,可实现主动端和被动端的快速对接,为实验舱外开展大量暴露实验所需各类资源提供供给通道。
四院43所为发射天舟八号的长征七号火箭的液氧/煤油发动机提供的C/C密封材料,经受住了高低温、高密封压差、高速旋转以及剧烈震动的氧化气氛等苛刻工作环境考核,确保了火箭发动机发射任务圆满完成。
本版稿件除署名外由记者关颖采写