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解碼“天宮一號”
作為中國航天高技術(shù)水平、高可靠性能的最新代言,天宮一號在突破技術(shù)難關(guān)、開啟中國未來空間站建設(shè)大幕的重大工程中,作出了哪些貢獻(xiàn)?
對此,中國航天科技集團(tuán)公司五院天宮一號目標(biāo)飛行器總設(shè)計(jì)師張柏楠表示:“作為我國空間實(shí)驗(yàn)室的雛形,天宮一號突破了很多關(guān)鍵技術(shù),也驗(yàn)證了很多創(chuàng)新嘗試,這些都足以讓它在歷史長卷中留下濃重的一筆。”
交會對接的“班組長”
天宮一號作為目標(biāo)飛行器,首先要配合神舟八號飛船突破交會對接技術(shù);而一旦對接成功,神舟八號飛船?筷P(guān)機(jī),轉(zhuǎn)由天宮一號控制兩個(gè)飛行器飛行,這時(shí)又要考驗(yàn)其組合體控制技術(shù)。
在交會對接任務(wù)中,天宮一號目標(biāo)飛行器扮演著一個(gè)引導(dǎo)者和指揮管理者的角色,就像一個(gè)團(tuán)隊(duì)中的“班組長”,始終掌控著工作進(jìn)度和進(jìn)展。當(dāng)神舟八號飛船進(jìn)入預(yù)定軌道,并開始搜尋和探索天宮一號的倩影之時(shí),天宮一號就會相應(yīng)地向?qū)Ψ教峁┮龑?dǎo)信號,告訴對方“我在這里”,并始終給追蹤飛行器提供引導(dǎo)信息。等到雙方終于“敖包相會”,實(shí)現(xiàn)對接后,神舟八號飛船就將“大權(quán)”上交,安心地?吭谔鞂m一號身邊,按照其指令和控制來飛行。
這時(shí),天宮一號就義不容辭地承擔(dān)起了“班組長”的職責(zé),不僅要控制好自己,還要照顧并控制好神舟八號的狀態(tài),也就是突破組合體控制技術(shù)。
“完成組合體的控制和管理,并非易事。以前衛(wèi)星也好、飛船也好,都是自己管自己,而現(xiàn)在‘天宮’卻不能再獨(dú)善其身。”張柏楠解釋道,對接成功后,天宮一號要為神舟八號飛船供電,起碼滿足500瓦的供電能力,以補(bǔ)充飛船能源不足的問題,這同時(shí)也是對將來空間站整個(gè)能源系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一管理技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。整個(gè)組合體的姿態(tài)和軌道也都要由天宮一號來統(tǒng)一控制,控制重量翻了一番,等于從輕裝上陣到負(fù)重前行,無論是指令還是遙測,雙方都要重新適應(yīng)。
空間站建設(shè)的“先遣兵”
張柏楠說,俄羅斯禮炮1號到禮炮7號,前后反復(fù)試驗(yàn),不斷進(jìn)行空間站技術(shù)驗(yàn)證,并最終完成和平號空間站的建設(shè)工作,是個(gè)循序漸進(jìn)的過程。用最小的試驗(yàn)樣本突破關(guān)鍵技術(shù),并獲取最大的實(shí)驗(yàn)成果,這是中國特色的載人航天發(fā)展之路。
這也就意味著,天宮一號是我國載人航天空間站建設(shè)的“先遣兵”,無論是從自身裝備還是承擔(dān)的任務(wù)而言,都非等閑。
天宮一號里有很多未來空間站會用到的技術(shù)和設(shè)備,比如大型控制力矩陀螺。據(jù)張柏楠介紹,飛船短期飛行靠發(fā)動(dòng)機(jī)控制,中型衛(wèi)星靠動(dòng)量輪控制,而空間站這種大型空間設(shè)施則要靠力矩陀螺才能控制。此外,天宮一號應(yīng)用的電池發(fā)電效率高達(dá)27%-28%,已經(jīng)跟國際先進(jìn)水平相差無幾。在信息傳輸上,也改變了以往依賴地面的被動(dòng)局面,轉(zhuǎn)而依靠中繼衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)更快更高效的通訊。
在軌補(bǔ)加技術(shù)也是未來空間站的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù),而天宮一號將可以實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑在軌補(bǔ)充,其先進(jìn)的金屬膜殼儲箱未來就可以直接應(yīng)用于空間站的推進(jìn)系統(tǒng)之中。
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