央視網消息:天宮再“會師”,不僅是中國空間站應用與發展階段,首艘載人飛船的交會對接任務,也是空間站三艙“T”字構型下實施的首次徑向交會對接任務。相比以往,此次交會對接任務有哪些難點?科研人員又是如何做保障的?

(資料圖片)

難點一:首次對“T”型空間站組合體實施徑向對接

首次與三艙構型空間站徑向交會對接

此前,我國在太空進行的航天器交會對接,大多是在水平方向,而徑向交會對接,則可以理解為從垂直方向進行對接。雖然此前,神舟十三號、十四號都已經完成過徑向對接,但此次神舟十六號是第一次與三艙構型的空間站進行徑向交會對接。

神舟載人飛船對接機構分系統主任設計師 姚建:我們首次對“T”型空間站組合體實施徑向對接。這次對接存在一個較大的偏心,也是一個全新的挑戰。

難點二:對接目標構型復雜 噸位巨大

徑向交會對接相當于一次“太空碰撞”

在太空進行交會對接,形象地說就是兩個航天器在太空里“相撞”。因此,二者的質量會對整個對接過程產生巨大影響。此前,神舟十四號載人飛船徑向停靠空間站,飛船的對接目標為47噸級。而本次神舟十六號載人飛船將與百噸級的空間站組合體,進行徑向交會對接。面對多構型、大噸位、大偏心的對接目標,對接機構在捕獲、緩沖、剛性連接等方面,都是全新挑戰。

神舟載人飛船對接機構分系統主任設計師 姚建:我們通過增加可控阻尼器配置,來控制對接時候的載荷,保證航天員還有船上設備能夠承受對接碰撞所帶來的沖擊。

難點三:空間站體型巨大 對飛船敏感器產生干擾

測量設備幫助敏感器提高識別能力

由于神舟飛船在交會對接過程中,需要依靠許多測量敏感器來判斷位置和方向,而這些敏感器中,有很多是以太陽或宇宙背景作為判斷依據。由于此次飛船是從空間站下方進行對接,因此,空間站巨大的體型會對太陽進行遮擋、對陽光進行反射,進而對飛船上的敏感器帶來干擾。

神舟飛船制導導航與控制分系統副主任設計師 張一:這方面就需要依靠飛船上面搭載這些測量設備,它自身的一些抗干擾的特性,包括一些目標識別的能力來區分。也就是說,它能夠識別出來,進來的是我想要的測量目標,還是其他的一些遮擋目標。

神舟飛船快速精準對接背后的“黑科技”

神舟飛船與空間站對接前,每次姿態調整都會帶來速度變化。而人眼觀察這種變化的難度,就相當于觀察用螞蟻的力量去推動一頭懸浮著的大象所產生的改變一樣,非常困難。這就需要一款高精度的加速度計,來感知速度和方向的微小變化,這種“黑科技”究竟是什么?

中國航天科工三院33所 高精度加速度計組合主任設計師 于華男:這個轉臺就是模擬飛船在整個飛行過程中,它有各種各樣的姿態變化,它會有一個加速度輸入。

記者:現在我們上面放的這個模塊,它是真實上過太空的產品嗎?

中國航天科工三院33所 高精度加速度計組合主任設計師 于華男:是的,這是神舟十三(號)上過太空的產品。經過飛行實驗的產品,進一步通過標定得到這些數據,跟交付的數據進行對比,為我們探究或改進產品,提供一個很好的指引方向。

近年來,隨著我國航天員在軌時間不斷加長,給同樣在軌駐留待命的各種神舟飛船元器件提出了更高的要求。科研人員通過不斷創新升級,緊跟我國航天飛速發展的步伐。

中國航天科工三院33所 高精度加速度計組合主任設計師 于華男:比如說輻照、太空中的溫度環境,都會對產品的器件、結構產生影響。在設計之初要考慮,保證產品能夠具有長時間的工作可靠性。

于華男介紹說,三院33所研制的加速度計,從1999年神舟一號飛船開始搭載一直沿用至今,先后經歷了穩定性提升、真空環境適應性改造、溫度環境適應提升等迭代過程,成為神舟飛天最可靠的組件之一。

中國航天科工三院33所 高精度加速度計組合主任設計師 于華男:新一代飛船肯定要追求性能更高、集成化更高。我們這次把電路、表頭,以一個新的形式集成到飛船的導航儀控制系統別的單機中,以這樣的形式,來支持新一代飛船的工程研制。通過這些不斷創新,更好地滿足祖國在空間站建設、深空探測這些空間應用的需求。

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