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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(shí)驗(yàn)艙是我國(guó)空間站的首個(gè)實(shí)驗(yàn)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(dòng)飛行器。問天實(shí)驗(yàn)艙具備核心艙多個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)的備份功能,可以說它對(duì)中國(guó)空間站的建造有很重大的意義,而它的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)在我們國(guó)家的航天器研制歷程當(dāng)中也創(chuàng)下多個(gè)新紀(jì)錄,是中國(guó)航天奮力實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)取得的又一重大成就。


【資料圖】

如此重大成果的背后,問天實(shí)驗(yàn)艙的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)平均年齡只有三十多歲,是一群年輕人。今天的中國(guó)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(gè)年輕設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新的力量。

今天下午14點(diǎn)22分,搭載著問天實(shí)驗(yàn)艙的長(zhǎng)五B火箭成功發(fā)射。

就在大家都在合影慶祝的時(shí)候,有一支團(tuán)隊(duì)還在緊張地盯著電腦屏幕,他們?cè)诘却粋€(gè)重要的消息。

距離發(fā)射約一個(gè)小時(shí)后,問天實(shí)驗(yàn)艙太陽翼順利展開,直到此時(shí),這支團(tuán)隊(duì)?wèi)抑囊活w心才稍微放松了下來。

航天科技集團(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠:太陽翼帆板展開,這是我們?nèi)胲壋跗诘淖钪匾囊粋€(gè)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(shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師,他所在的團(tuán)隊(duì)就是已經(jīng)陪伴了問天實(shí)驗(yàn)艙十年之久的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)。

柔性太陽翼分段展開 確保實(shí)驗(yàn)艙姿態(tài)穩(wěn)定

為了給空間站提供足夠的能源,問天實(shí)驗(yàn)艙攜帶了兩個(gè)巨大的柔性太陽翼,單翼長(zhǎng)度可以達(dá)到28米,為了保證問天實(shí)驗(yàn)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(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠:首先在單飛階段的時(shí)候,先展開三分之一到四分之一的長(zhǎng)度,展開6.5米左右,使它先縮著飛,縮著飛之后它的剛度會(huì)好,控制會(huì)穩(wěn),當(dāng)我們完成交會(huì)對(duì)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(jì)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(jì)師團(tuán)隊(duì)。十年來,包括張嶠在內(nèi)的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)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(dān)當(dāng)。

航天科技集團(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠:我在第二天正式進(jìn)入了空間站的方案設(shè)計(jì)的一個(gè)節(jié)點(diǎn),就加入了空間站的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。因此的話我對(duì)這個(gè)日子銘記于心。

太空移行換位 問天實(shí)驗(yàn)艙如何成功轉(zhuǎn)位?

正當(dāng)年輕氣盛的張嶠準(zhǔn)備大展拳腳的時(shí)候,現(xiàn)實(shí)卻給他澆了一盆涼水。問天實(shí)驗(yàn)艙在前項(xiàng)端口和天和核心艙完成交會(huì)對(duì)接之后,需要在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射之前,轉(zhuǎn)位到側(cè)向端口,兩個(gè)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(gè)超高難動(dòng)作,這可難住了大家。

航天科技集團(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠:以什么形式轉(zhuǎn)位?用什么執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位?轉(zhuǎn)位的功能怎么分解?時(shí)序怎么匹配?地面怎么驗(yàn)證?驗(yàn)證的環(huán)節(jié)是否覆蓋?每個(gè)覆蓋的環(huán)節(jié)所能夠返回來?回答我的技術(shù)指標(biāo)是怎么進(jìn)行的一個(gè)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(jí)實(shí)驗(yàn)、功能級(jí)實(shí)驗(yàn)、測(cè)試的驗(yàn)證、模飛測(cè)試等等,2年的時(shí)間里,設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)通過模擬仿真做了成千上萬次的試驗(yàn),終于找到了最穩(wěn)定可靠的飛行姿態(tài)。

航天科技集團(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠:我們發(fā)現(xiàn)基于重力梯度穩(wěn)定的這么一個(gè)轉(zhuǎn)位姿態(tài),是對(duì)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(xì)長(zhǎng)的一個(gè)一字形的組合體,比如這根筆我這么拿著,它其實(shí)是特別容易進(jìn)行滾動(dòng)和滾轉(zhuǎn)的,但是我如果把它拎著,它自己就會(huì)因?yàn)槲业闹匦牡囊粋€(gè)形式,重力梯度穩(wěn)定,它自己就是一個(gè)基本上準(zhǔn)穩(wěn)定的組合體。

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

航天科技集團(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠:通過天舟二號(hào)轉(zhuǎn)位過程中,我們已經(jīng)對(duì)基本的構(gòu)型和姿態(tài)進(jìn)行了先期的驗(yàn)證,那么我們之前所設(shè)計(jì)的方案是合理的,因此我們后續(xù)的(問天)實(shí)驗(yàn)艙的轉(zhuǎn)位也會(huì)沿用此姿態(tài)的方案。

設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì):做好空間站是航天人的擔(dān)當(dāng)

攻克了轉(zhuǎn)位難題,這只是問天實(shí)驗(yàn)艙研制過程中的冰山一角,2014年6月至2020年12月問天實(shí)驗(yàn)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(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠:光是問天實(shí)驗(yàn)艙的交會(huì)對(duì)接和兩艙一字形構(gòu)造的一個(gè)任務(wù),我們的故障模式對(duì)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(zhǔn)確定位、準(zhǔn)確識(shí)別,并且能夠及時(shí)地處置。

不同于其他型號(hào)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(jì)師團(tuán)隊(duì)沒有慶功的機(jī)會(huì),有的只是甘坐冷板凳的堅(jiān)持。

航天科技集團(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 張嶠:一直是到去年4月29日核心艙發(fā)射的那個(gè)時(shí)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(jì)好,把它研制好,以及再會(huì)把它用好,是我們這一代航天人應(yīng)該有的擔(dān)當(dāng)。

航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體主任設(shè)計(jì)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(gè)事情和這個(gè)型號(hào)干好,把這事業(yè)干好。

航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師 鄭昊:運(yùn)載火箭打得非常完美,我心里的一個(gè)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(huì)對(duì)接,完成我們空間站建造的重要一步。

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